Spark的五種JOIN策略解析

join操作是非常常見的資料處理操作，spark作為乙個統一的大資料處理引擎，提供了非常豐富的join場景。本文分享將介紹spark所提供的5種join策略，希望對你有所幫助。本文主要包括以下內容：

參與join的資料集的大小會直接影響join操作的執行效率。同樣，也會影響join機制的選擇和join的執行效率。

join的條件會涉及字段之間的邏輯比較。根據join的條件，join可分為兩大類：等值連線和非等值連線。等值連線會涉及乙個或多個需要同時滿足的相等條件。在兩個輸入資料集的屬性之間應用每個等值條件。當使用其他運算子(運算連線符不為**=**)時，稱之為非等值連線。

在輸入資料集的記錄之間應用連線條件之後，join型別會影響join操作的結果。主要有以下幾種join型別：

spark提供了5種join機制來執行具體的join操作。該5種join機制如下所示：

簡介當要join的表資料量比較大時，可以選擇shuffle hash join。這樣可以將大表進行按照join的key進行重分割槽，保證每個相同的join key都傳送到同乙個分割槽中。如下圖示：

如上圖所示：shuffle hash join的基本步驟主要有以下兩點：

條件與特點簡介

也稱之為map端join。當有一張表較小時，我們通常選擇broadcast hash join，這樣可以避免shuffle帶來的開銷，從而提高效能。比如事實表與維表進行join時，由於維表的資料通常會很小，所以可以使用broadcast hash join將維表進行broadcast。這樣可以避免資料的shuffle(在spark中shuffle操作是很耗時的)，從而提高join的效率。在進行 broadcast join 之前，spark 需要把處於 executor 端的資料先傳送到 driver 端，然後 driver 端再把資料廣播到 executor 端。如果我們需要廣播的資料比較多，會造成 driver 端出現 oom。具體如下圖示：

broadcast hash join主要包括兩個階段：

條件與特點

longmetric(
"datasize"
)+= datasize
if(datasize >=(8l
<<30)
) gb"
)}

簡介

該join機制是spark預設的，可以通過引數spark.sql.join.prefersortmergejoin進行配置，預設是true，即優先使用sort merge join。一般在兩張大表進行join時，使用該方式。sort merge join可以減少集群中的資料傳輸，該方式不會先載入所有資料的到記憶體，然後進行hashjoin，但是在join之前需要對join key進行排序。具體圖示：

sort merge join主要包括三個階段：

條件與特點簡介

如果 spark 中兩張參與 join 的表沒指定join key（on 條件）那麼會產生 cartesian product join，這個 join 得到的結果其實就是兩張行數的乘積。

條件簡介

該方式是在沒有合適的join機制可供選擇時，最終會選擇該種join策略。優先順序為：broadcast hash join > sort merge join > shuffle hash join > cartesian join > broadcast nested loop join.

在cartesian 與broadcast nested loop join之間，如果是內連線，或者非等值連線，則優先選擇broadcast nested loop策略，當時非等值連線並且一張表可以被廣播時，會選擇cartesian join。

條件與特點

有join提示(hints)的情況，按照下面的順序

沒有join提示(hints)的情況，則逐個對照下面的規則有join提示(hints)，按照下面的順序

沒有join提示(hints)，則逐個對照下面的規則

object joinselection extends strategy
with predicatehelper
with joinselectionhelper 
}def createshufflehashjoin(onlylookingathint:
boolean)=
}def createsortmergejoin()=
else
}def createcartesianproduct()=
else
}def createjoinwithouthint()=
else
}.orelse(createsortmergejoin())
.orelse(createcartesianproduct())
.getorelse 
}        createbroadcasthashjoin(
true
).orelse 
.orelse(createshufflehashjoin(
true))
.orelse 
.getorelse(createjoinwithouthint())
if(canbuildleft(jointype)
) buildleft else buildright
}def createbroadcastnljoin(buildleft:
boolean
, buildright:
boolean)=
else
if(buildleft)
else
if(buildright)
else
maybebuildside.map 
}def createcartesianproduct()=
else
}def createjoinwithouthint()=
}        createbroadcastnljoin(hinttobroadcastleft(hint)
, hinttobroadcastright(hint)
).orelse 
.getorelse(createjoinwithouthint())
case _ => nil}}

本文主要介紹了spark提供的5種join策略，並對三種比較重要的join策略進行了圖示解析。首先對影響join的因素進行了梳理，然後介紹了5種spark的join策略，並對每種join策略的具體含義和觸發條件進行了闡述，最後給出了join策略選擇對應的原始碼片段。希望本文能夠對你有所幫助。

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