Spark分桶表实战:如何用分桶减少 40%+ 计算时间

技术原理

今年校招面试spark的分桶表这块问的比较多一些,今天借此给小伙伴搞个案例讲讲哈!

分桶本质上是对文件的划分,其执行逻辑是对分桶key的hash值对桶个数取模,在大表join场景的主要优化逻辑在于通过预先设置分桶+排序,其执行效率得以提高有两个重要原因:避免走Shuffle以及不用在内存中保存Hash数据结构。

具体而言,可以参见下面实践指南,对于大表与大表JOIN,不管是不是分桶表,spark引擎通常都会走SMJ,对于非分桶表需要对关联字段进行hash(Exchange流程)和排序(Sort流程),这两步均比较耗时,但分桶表由于预先进行了这个操作,下游JOIN时会省略这两个步骤。

实践指南

  • 本次测试的数据规模较大,两表数据条数均在百亿级别,数据量小的话请谨慎

  • 分桶个数的设置平台最大设置2048个,并且必须是2的倍数,通常建议每256M一个桶

  • 两个分桶表的桶必须成倍数关系,因为这样join的时候才能快速匹配

  • Bucket Join Key不支持字段别名,某些情况下会导致执行计划解析失败(经测试,会都走SMJ,无法利用好已经分桶和排序的特性)

结论

对于大表与大表JOIN,默认都会走SMJ,设置分桶表可以减少下游计算的资源,计算时间相比于非分桶表JOIN能节省大约39%。

环境准备

分桶表参数:两张表分桶均为2048个。单表的行数均在百亿级别。

运行环境参数:资源充足的情况下进行的测试。

分桶表创建

分桶表一:

sql 复制代码
create table if not exists `table1` (
    order_id BIGINT,
    to_type STRING,
    to_id BIGINT,
    amount BIGINT,
    platform_commission_amount BIGINT,
    charge_type STRING,
    official_account STRING,
    pau_amt BIGINT
)
partitioned by (`p_date` STRING COMMENT '分区日期,yyyyMMdd')
CLUSTERED BY (order_id) SORTED BY (order_id) INTO 2048 BUCKETS
STORED AS parquet
;

分桶表二:

sql 复制代码
CREATE TABLE table2 (
    order_id BIGINT,
    type1 BIGINT,
    type BIGINT,
    id BIGINT,
    test1_type STRING,
    test2_source BIGINT
)
partitioned by (`p_date` STRING COMMENT '分区日期,yyyyMMdd')
CLUSTERED BY (order_id) SORTED BY (order_id) INTO 2048 BUCKETS
STORED AS parquet;

Join测试

sql 复制代码
set spark.sql.sources.bucket.generate.enabled=true;
insert overwrite table `table2` partition (p_date='20241030')
SELECT
    t1.order_id,
     type1 ,
    type ,
    id ,
    test1_type ,
    test2_source
FROM
    table3 t1
join table4 t2 -- table3和 table4是非分桶表,结构和数据量级和table1和 table2一致
on   t1.p_date = '20241029'  and t2.p_date = '20241029'
and t1.order_id=cast(t2.settlement_unit_value as bigint)
;
insert overwrite table `table2` partition (p_date='20241031')
SELECT
    t1.order_id,
     type1 ,
    type ,
    id ,
    test1_type ,
    test2_source
FROM
    table1 t1
join table2 t2
on   t1.p_date = '20241029'  and t2.p_date = '20241029' 
and t1.order_id=t2.order_id

测试结果:

非分桶表:1901 seconds,分桶表:1105 seconds,时间缩短41.8%。

Left Join 测试

sql 复制代码
set spark.sql.sources.bucket.generate.enabled=true;
insert overwrite table `table2` partition (p_date='20241030')
SELECT
    t1.order_id,
     
     type1 ,
    type ,
    id ,
    test1_type ,
    test2_source
FROM
    table3 t1
left join table4 t2 -- table3和 table4是非分桶表,结构和数据量级和table1和 table2一致
on   t1.p_date = '20241029'  and t2.p_date = '20241029'
and t1.order_id=cast(t2.settlement_unit_value as bigint)
;
insert overwrite table `table2` partition (p_date='20241031')
SELECT
    t1.order_id,
   
    type1 ,
    type ,
    id ,
    test1_type ,
    test2_source
FROM
    table1 t1
left join table2 t2
on   t1.p_date = '20241029'  and t2.p_date = '20241029' 
and t1.order_id=t2.order_id

测试结果:

非分桶表:1541.296 seconds,分桶表:932.977 seconds,时间缩短39%。

非插入测试

sql 复制代码
set spark.sql.sources.bucket.generate.enabled=true;
SELECT
    t1.order_id,
    type1 ,
    type ,
    id ,
    test1_type ,
    test2_source
FROM
    table3 t1
left join table4 t2 -- table3和 table4是非分桶表,结构和数据量级和table1和 table2一致
on   t1.p_date = '20241029'  and t2.p_date = '20241029'
and t1.order_id=cast(t2.settlement_unit_value as bigint)
;
 
SELECT
    t1.order_id,
     type1 ,
    type ,
    id ,
    test1_type ,
    test2_source
FROM
    table1 t1
left join table2 t2
on   t1.p_date = '20241029'  and t2.p_date = '20241029' 
and t1.order_id=t2.order_id

测试结果:

非分桶表:1021.062 seconds,分桶表:633.202 seconds,时间缩短38%。

DAG图对比

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