如何使用Hive Catalog

什么是Hive Catalog

我们知道，Hive使用Hive Metastore(HMS)存储元数据信息，使用关系型数据库来持久化存储这些信息。所以，Flink集成Hive需要打通Hive的metastore，去管理Flink的元数据，这就是Hive Catalog的功能。

Hive Catalog的主要作用是使用Hive MetaStore去管理Flink的元数据。Hive Catalog可以将元数据进行持久化，这样后续的操作就可以反复使用这些表的元数据，而不用每次使用时都要重新注册。如果不去持久化catalog，那么在每个session中取处理数据，都要去重复地创建元数据对象，这样是非常耗时的。 

如何使用Hive Catalog

HiveCatalog是开箱即用的，所以，一旦配置好Flink与Hive集成，就可以使用HiveCatalog。比如，我们通过FlinkSQL 的DDL语句创建一张kafka的数据源表，立刻就能查看该表的元数据信息。

HiveCatalog可以处理两种类型的表：一种是Hive兼容的表，另一种是普通表(generic table)。其中Hive兼容表是以兼容Hive的方式来存储的，所以，对于Hive兼容表而言，我们既可以使用Flink去操作该表，又可以使用Hive去操作该表。

普通表是对Flink而言的，当使用HiveCatalog创建一张普通表，仅仅是使用Hive MetaStore将其元数据进行了持久化，所以可以通过Hive查看这些表的元数据信息(通过DESCRIBE FORMATTED命令)，但是不能通过Hive去处理这些表，因为语法不兼容。

对于是否是普通表，Flink使用is_generic属性进行标识。默认情况下，创建的表是普通表，即is_generic=true，如果要创建Hive兼容表，需要在建表属性中指定is_generic=false。

尖叫提示：

由于依赖Hive Metastore，所以必须开启Hive MetaStore服务 

代码中使用Hive Catalog

   EnvironmentSettings settings = EnvironmentSettings.newInstance().useBlinkPlanner().build();
        TableEnvironment tableEnv = TableEnvironment.create(settings);

        String name            = "myhive";
        String defaultDatabase = "default";
        String hiveConfDir = "/opt/modules/apache-hive-2.3.4-bin/conf";

        HiveCatalog hive = new HiveCatalog(name, defaultDatabase, hiveConfDir);
        tableEnv.registerCatalog("myhive", hive);
        // 使用注册的catalog
        tableEnv.useCatalog("myhive");  
  

Flink SQLCli中使用Hive Catalog

在FlinkSQL Cli中使用Hive Catalog很简单，只需要配置一下sql-cli-defaults.yaml文件即可。配置内容如下：

catalogs:
   - name: myhive
     type: hive
     default-database: default
     hive-conf-dir: /opt/modules/apache-hive-2.3.4-bin/conf

在FlinkSQL Cli中创建一张kafka表，该表默认为普通表，即is_generic=true

CREATE TABLE user_behavior ( 
    `user_id` BIGINT, -- 用户id
    `item_id` BIGINT, -- 商品id
    `cat_id` BIGINT, -- 品类id
    `action` STRING, -- 用户行为
    `province` INT, -- 用户所在的省份
    `ts` BIGINT, -- 用户行为发生的时间戳
    `proctime` AS PROCTIME(), -- 通过计算列产生一个处理时间列
    `eventTime` AS TO_TIMESTAMP(FROM_UNIXTIME(ts, 'yyyy-MM-dd HH:mm:ss')), -- 事件时间
     WATERMARK FOR eventTime AS eventTime - INTERVAL '5' SECOND  -- 定义watermark
 ) WITH ( 
    'connector' = 'kafka', -- 使用 kafka connector
    'topic' = 'user_behavior', -- kafka主题
    'scan.startup.mode' = 'earliest-offset', -- 偏移量
    'properties.group.id' = 'group1', -- 消费者组
    'properties.bootstrap.servers' = 'kms-2:9092,kms-3:9092,kms-4:9092', 
    'format' = 'json', -- 数据源格式为json
    'json.fail-on-missing-field' = 'true',
    'json.ignore-parse-errors' = 'false'
);

我们可以在Hive客户端中查看该表的元数据信息

hive (default)> desc formatted  user_behavior;
Table Parameters:                
       ...
        is_generic              true                
      ...         

从上面的元数据信息可以看出，is_generic=true，说明该表是一张普通表，如果在Hive中去查看该表，则会报错。

上面创建的表是普通表，该表不能使用Hive去查询。那么，该如何创建一张Hive兼容表呢？我们只需要在建表的属性中显示指定is_generic=false即可，具体如下：

CREATE TABLE hive_compatible_tbl ( 
    `user_id` BIGINT, -- 用户id
    `item_id` BIGINT, -- 商品id
    `cat_id` BIGINT, -- 品类id
    `action` STRING, -- 用户行为
    `province` INT, -- 用户所在的省份
    `ts` BIGINT -- 用户行为发生的时间戳
 ) WITH ( 
    'connector' = 'kafka', -- 使用 kafka connector
    'topic' = 'user_behavior', -- kafka主题
    'scan.startup.mode' = 'earliest-offset', -- 偏移量
    'properties.group.id' = 'group1', -- 消费者组
    'properties.bootstrap.servers' = 'kms-2:9092,kms-3:9092,kms-4:9092', 
    'format' = 'json', -- 数据源格式为json
    'json.fail-on-missing-field' = 'true',
    'json.ignore-parse-errors' = 'false',
    'is_generic' = 'false'
);

当我们在Hive中查看该表的元数据信息时，可以看出：is_generic =false

hive (default)> desc formatted hive_compatible_tbl;
Table Parameters:                
        ...           
        is_generic              false               
        ...

我们可以使用FlinkSQL Cli或者HiveCli向该表中写入数据，然后分别通过FlinkSQL Cli和Hive Cli去查看该表数据的变化

hive (default)> insert into hive_compatible_tbl select 2020,1221,100,'buy',11,1574330486;
hive (default)> select * from hive_compatible_tbl;

再在FlinkSQL Cli中查看该表，

Flink SQL> select user_id,item_id,action from hive_compatible_tbl;
                   user_id                   item_id                    action
                      2020                      1221                       buy
    

同样，我们可以在FlinkSQL Cli中去向该表中写入数据：

Flink SQL>  insert into hive_compatible_tbl select 2020,1222,101,'fav',11,1574330486;
Flink SQL> select user_id,item_id,action from hive_compatible_tbl;

                   user_id                   item_id                    action
                      2020                      1221                       buy
                      2020                      1222                       fav

尖叫提示：

对于Hive兼容的表，需要注意数据类型，具体的数据类型对应关系以及注意点如下

注意：

• Hive
      CHAR(p) 类型的最大长度为255
• Hive
      VARCHAR(p)类型的最大长度为65535
• Hive
      MAP类型的key仅支持基本类型，而Flink’s
      MAP 类型的key执行任意类型
• Hive不支持联合数据类型，比如STRUCT
• Hive’s
      TIMESTAMP 的精度是 9 ， Hive UDFs函数只能处理 precision <= 9的
      TIMESTAMP 值
• Hive 不支持 Flink提供的
      TIMESTAMP_WITH_TIME_ZONE,
      TIMESTAMP_WITH_LOCAL_TIME_ZONE, 及
      MULTISET类型
• Flink
      INTERVAL 类型与 Hive
      INTERVAL 类型不一样

上面介绍了普通表和Hive兼容表，那么我们该如何使用Hive的语法进行建表呢？这个时候就需要使用Hive Dialect。 

什么是Hive Dialect

从Flink1.11.0开始，只要开启了Hive dialect配置，用户就可以使用HiveQL语法，这样我们就可以在Flink中使用Hive的语法使用一些DDL和DML操作。

Flink目前支持两种SQL方言(SQL dialects),分别为：default和hive。默认的SQL方言是default，如果要使用Hive的语法，需要将SQL方言切换到hive。 

如何使用Hive Dialect 

在SQL Cli中使用Hive dialect

使用hive dialect只需要配置一个参数即可，该参数名称为：table.sql-dialect。我们就可以在sql-client-defaults.yaml配置文件中进行配置，也可以在具体的会话窗口中进行设定，对于SQL dialect的切换，不需要进行重启session。

execution:
  planner: blink
  type: batch
  result-mode: table

configuration:
  table.sql-dialect: hive

如果我们需要在SQL Cli中进行切换hive dialect，可以使用如下命令：

Flink SQL> set table.sql-dialect=hive; -- 使用hive dialect
Flink SQL> set table.sql-dialect=default; -- 使用default dialect

尖叫提示：

一旦切换到了hive dialect，就只能使用Hive的语法建表，如果尝试使用Flink的语法建表，则会报错 

在Table API中配合dialect

EnvironmentSettings settings = EnvironmentSettings.newInstance().useBlinkPlanner()...build();
TableEnvironment tableEnv = TableEnvironment.create(settings);
// 使用hive dialect
tableEnv.getConfig().setSqlDialect(SqlDialect.HIVE);
// 使用 default dialect
tableEnv.getConfig().setSqlDialect(SqlDialect.DEFAULT);  
  

操作示例

Flink SQL> set table.sql-dialect=hive;
-- 使用Hive语法创建一张表
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `hive_dialect_tbl` (
  `id` int COMMENT 'id',
  `name` string COMMENT '名称',
  `age` int COMMENT '年龄' 
)
COMMENT 'hive dialect表测试'
ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY ',';

进入Hive客户端去查看该表的元数据信息

desc formatted hive_dialect_tbl;
col_name        data_type       comment
# col_name              data_type               comment             
                 
id                      int                                         
name                    string                                      
age                     int                                         
                 
# Detailed Table Information             
Database:               default                  
Owner:                  null                     
CreateTime:             Mon Dec 21 17:23:48 CST 2020     
LastAccessTime:         UNKNOWN                  
Retention:              0                        
Location:               hdfs://kms-1.apache.com:8020/user/hive/warehouse/hive_dialect_tbl        
Table Type:             MANAGED_TABLE            
Table Parameters:                
        comment                 hive dialect表测试     
        is_generic              false               
        transient_lastDdlTime   1608542628          
                 
# Storage Information            
SerDe Library:          org.apache.hadoop.hive.serde2.lazy.LazySimpleSerDe       
InputFormat:            org.apache.hadoop.mapred.TextInputFormat         
OutputFormat:           org.apache.hadoop.hive.ql.io.IgnoreKeyTextOutputFormat   
Compressed:             No                       
Num Buckets:            -1                       
Bucket Columns:         []                       
Sort Columns:           []                       
Storage Desc Params:             
        field.delim             ,                   
        serialization.format    ,                   

很明显，该表是一张Hive兼容表，即is_generic=false。

使用FlinkSQLCli向该表中写入一条数据：

Flink SQL> insert into hive_dialect_tbl select 1,'tom',20;

我们也可以在Hive的Cli中去操作该表

hive (default)> select * from hive_dialect_tbl;
hive (default)> insert into hive_dialect_tbl select 2,'jack',22;

以下是使用Hive方言的一些注意事项。

• Hive dialect只能用于操作Hive表，不能用于普通表。Hive方言应与HiveCatalog一起使用。
• 虽然所有Hive版本都支持相同的语法，但是是否有特定功能仍然取决于使用的Hive版本。例如，仅在Hive-2.4.0或更高版本中支持更新数据库位置。
• Hive和Calcite具有不同的保留关键字。例如，
      default在Calcite中是保留关键字，在Hive中是非保留关键字。所以，在使用Hive dialect时，必须使用反引号（`）引用此类关键字，才能将其用作标识符。
• 在Hive中不能查询在Flink中创建的视图。

当然，一旦开启了Hive dialect，我们就可以按照Hive的操作方式在Flink中去处理Hive的数据了，具体的操作与Hive一致，本文不再赘述。