Hadoop+Hive+Spark+Hbase开发环境练习

1.练习一

1.数据准备

在hdfs上创建文件夹，上传csv文件

[root@kb129 ~]# hdfs dfs -mkdir -p /app/data/exam

查看csv文件行数

[root@kb129 ~]# hdfs dfs -cat /app/data/exam/meituan_waimai_meishi.csv | wc -l

2.分别使用 RDD和 Spark SQL 完成以下分析（不用考虑数据去重）

开启spark shell

[root@kb129 ~]# spark-shell

（1）加载csv文件,创建RDD

scala> val fileRdd = sc.textFile("/app/data/exam/meituan_waimai_meishi.csv")

打印查看

scala> fileRdd.collect.foreach(println)

split两种用法

scala> a.map(x=>x.split(",")).collect.foreach(x=>println(x.toList))

List(a, b, c)

List(a, b, c, d)

List(a, b)

scala> a.map(x=>x.split(",",-1)).collect.foreach(x=>println(x.toList))

List(a, b, c)

List(a, b, c, d)

List(a, b, , , )

初步准备RDD，清洗数据（过滤掉首行，通过split切割数据（保留空字段），筛选保留字段长度为12的数据）

scala> val spuRdd = fileRdd.filter(x=>x.startsWith("spu_id")==false).map(x=>x.split(",",-1)).filter(x=>x.size==12)

（2）使用 Spark,加载 HDFS 文件系统 meituan_waimai_meishi.csv 文件，并分别使用 RDD和 Spark SQL 完成以下分析（不用考虑数据去重）

1）RDD操作

scala> spuRdd.collect.foreach(x=>println(x.toList))

统计每个店铺分别有多少商品（SPU）

scala> spuRdd.map(x=>(x(2),1)).reduceByKey(_+_).collect.foreach(println)

统计每个店铺的总销售额

scala>spuRdd.map(x=>(x(2),x(5).toDouble*x(7).toInt)).filter(x=>x._2>0).reduceByKey(_+_).collect.foreach(println)

统计每个店铺销售额最高的前三个商品，输出内容包括店铺名，商品名和销售额，其中销售额为 0 的商品不进行统计计算，例如：如果某个店铺销售为 0，则不进行统计

scala> spuRdd.map(x=>(x(2),x(4),x(5).toDouble*x(7).toInt)).filter(x=>x._3>0).groupBy(x=>x._1).mapValues(x=>x.toList.sortBy(item=>0-item._3).take(3)).flatMapValues(x=>x).map(x=>x._2).collect.foreach(println)

第二种方式

scala> spuRdd.map(x=>(x(2),x(4),x(5).toDouble*x(7).toInt)).filter(x=>x._3>0).groupBy(x=>x._1).flatMap(x=>{x._2.toList.sortBy(item=>0-item._3).take(3)}).collect.foreach(println)

第三种方式

scala> spuRdd.map(x=>(x(2),x(4),x(5).toDouble*x(7).toInt)).filter(x=>x._3>0).groupBy(x=>x._1).map(x=>{x._2.toList.sortBy(i=>0-i._3).take(3)}).flatMap(x=>x).collect.foreach(println)

2）使用spark Sql方式查询

读取hdfs中的文件，创建RDD

scala> val spuDF = spark.read.format("csv").option("header",true).option("inferSchema",true).load("hdfs://kb129:9000/app/data/exam/meituan_waimai_meishi.csv")

创建表视图，通过SQL语句查询

scala> spuDF.createOrReplaceTempView("spu")

统计每个店铺分别有多少商品（SPU）

scala> spark.sql("select shop_name, count(spu_name) as num from spu group by shop_name").show

统计每个店铺的总销售额

scala> spark.sql("select shop_name, sum(spu_price*month_sales) as sumPrice from spu where month_sales != 0 group by shop_name").show

spark.sql("select t.shop_name, t.spu_name, t.money, t.rank from (select shop_name, spu_name, spu_price*month_sales as money, row_number() over(partition by shop_name order by spu_price*month_sales desc) as rank from spu where month_sales != 0) t where t.rank < 4").show(100)

3. 在 HBase 中创建命名空间（namespace）exam，在该命名空间下创建 spu 表，该表下有1 个列族 result。

启动zookeeper并启动Hbase

[root@kb129 ~]# zkServer.sh start

[root@kb129 ~]# start-hbase.sh

[root@kb129 ~]# hbase shell

创建namespace

hbase(main):004:0> create_namespace 'exam202009'

创建表

hbase(main):006:0> create 'exam202009:spu','result'

查看表

hbase(main):007:0> list_namespace_tables 'exam202009'

在 Hive 中创建数据库 spu_db ，在该数据库中创建外部表 ex_spu 指向/app/data/exam 下的测试数据 ;创建外部表 ex_spu_hbase 映射至 HBase 中的 exam:spu表的 result 列族

启动hive

[root@kb129 ~]# hive

创建数据库

hive (default)> create databases spu_db;

切换数据库

hive (default)> use spu_db;

创建外部表ex_spu指向/app/data/exam下的测试数据

ex_spu 表结构如下：

字段名称中文名称数据类型

spu_id 商品 spuID string

shop_id 店铺 ID string

shop_name 店铺名称 string

category_name 类别名称 string

spu_name SPU 名称 string

spu_price SPU 商品价格 double

spu_originprice SPU 商品原价 double

month_sales 月销售量 int

praise_num 点赞数 int

spu_unit SPU 单位 string

spu_desc SPU 描述 string

spu_image 商品图片 string

create external table if not exists ex_spu(

spu_id string,

shop_id string,

shop_name string,

category_name string,

spu_name string,

spu_price double,

spu_originprice double,

month_sales int,

praise_num int,

spu_unit string,

spu_desc string,

spu_image string

)

row format delimited fields terminated by ","

stored as textfile location "/app/data/exam"

tblproperties("skip.header.line.count"="1")

;

创建外部表 ex_spu_hbase 映射至 HBase 中的 exam:spu表的 result 列族

ex_spu_hbase 表结构如下：

字段名称字段类型字段含义

key string rowkey

sales double 销售额

praise int 点赞数

创建表映射Hbase

create external table if not exists ex_spu_hbase(

key string,

sales double,

praise int

)

stored by 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler' with

serdeproperties("hbase.columns.mapping"=":key,result:sales,result:praise")

tblproperties("hbase.table.name"="exam202009:spu");

统计每个店铺的总销售额 sales, 店铺的商品总点赞数 praise，并将 shop_id 和shop_name 的组合作为 RowKey，并将结果映射到 HBase

导入查询数据至HBase中

insert into ex_spu_hbase (select concat(shop_id, shop_name) as key, sum(spu_price*month_sales) as sales, sum(praise_num) as praise from ex_spu group by shop_id, shop_name);

完成统计后，分别在 hive 和 HBase 中查询结果数据

hive (spu_db)> select * from ex_spu_hbase limit 3;

hbase(main):009:0> scan 'exam202009:spu'

2.练习二

1.数据准备

1）在 HDFS 中创建目录/data/userbehavior，并将 UserBehavior.csv 文件传到该目

录

[root@kb129 ~]# hdfs dfs -mkdir -p /data/userbehavior

[root@kb129 ~]# hdfs dfs -mkdir -put /opt/examdata/UserBehavior.csv /data/userbehavior

2）通过 HDFS 命令查询出文档有多少行数据

[root@kb129 ~]# hdfs dfs -cat /data/userbehavior/UserBehavior.csv | wc -l

2.数据清洗

1）在 Hive 中创建数据库 exam

hive (exam)> create database exam;

hive (exam)> use exam;

2）在 exam 数据库中创建外部表 userbehavior，并将 HDFS 数据映射到表中

create external table if not exists userbehavior(

user_id int,

item_id int,

category_id int,

behavior_type string,

`time` bigint

)

row format delimited fields terminated by ","

stored as textfile location "/data/userbehavior"

;

3）在 HBase 中创建命名空间 exam，并在命名空间 exam 创建 userbehavior 表，包

含一个列簇 info

hbase(main):003:0> create_namespace 'exam202010'

hbase(main):004:0> create 'exam202010:userbehavior','info'

4）在 Hive 中创建外部表 userbehavior_hbase，并映射到 HBase 中，并将数

据加载到 HBase 中

create external table if not exists userbehavior_hbase(

user_id int,

item_id int,

category_id int,

behavior_type string,

`time` bigint

)

stored by 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler' with

serdeproperties("hbase.columns.mapping"=":key,info:item_id,info:category_id,info:behavior_type,info:time")

tblproperties("hbase.table.name"="exam202010:userbehavior");

hive (exam)> insert into userbehavior_hbase (select * from userbehavior);

查看

hive (exam)> select * from userbehavioe_hbase limit 3;

hbase(main):006:0> scan 'exam202010:userbehavior'

5）在 exam 数据库中创建内部分区表 userbehavior_partitioned（按照日期进行分区），

并通过查询 userbehavior 表将时间戳格式化为”年-月-日时:分:秒”格式，将数据插

入至 userbehavior_partitioned 表中

create table userbehavior_partitioned(

user_id int,

item_id int,

category_id int,

behavior_type string,

`time` string

)

partitioned by (dt string)

stored as orc

;

插入数据

hive (exam)> set hive.exec.dynamic.partition=true;

hive (exam)> set hive.exec.dynamic.partition.mode=nonstrict;

hive (exam)> insert into table userbehavior_partitioned partition (dt)select user_id, item_id,category_id,behavior_type,from_unixtime(`time`) as `time`,from_unixtime(`time`,'yyyy-MM-dd') as dt from userbehavior;

查看分区

hive (exam)> show partitions userbehavior_partitioned;

3.用户行为分析

请使用 Spark，加载 HDFS 文件系统 UserBehavior.csv 文件，并分别使用 RDD 完成以下

分析。

scala> val fileRdd = sc.textFile("/data/userbehavior/UserBehavior.csv")

1）统计 uv 值（一共有多少用户访问淘宝）

scala> fileRdd.map(_.split(",")).filter(_.length==5).map(_(0)).distinct().count

res2: Long = 5458

或

scala> fileRdd.map(_.split(",")).filter(_.length==5).groupBy(_(0)).count

2）分别统计浏览行为为点击，收藏，加入购物车，购买的总数量

scala> fileRdd.map(_.split(",")).filter(_.length==5).map(x=>(x(3),1)).reduceByKey(_+_).collect.foreach(println)

(cart,30888)

(buy,11508)

(pv,503881)

(fav,15017)

或

scala> fileRdd.map(_.split(",")).filter(_.length==5).map(x=>(x(3),1)).groupByKey().map(x=>(x._1,x._2.toList.size)).collect.foreach(println)

4.找出有价值的用户

1）使用 SparkSQL 统计用户最近购买时间。以 2017-12-03 为当前日期，计算时间范围

为一个月，计算用户最近购买时间，时间的区间为 0-30 天，将其分为 5 档，0-6 天,7-12

天,13-18 天,19-24 天,25-30 天分别对应评分 4 到 0

with

    tb as (

    select user_id, datediff('2017-12-03',max(dt)) as diff, max(dt)

    from userbehavior_partitioned

    where dt > '2017-11-03' and behavior_type='buy' group by user_id)

select user_id,

    (case when diff between 0 and 6 then 4

        when diff between 7 and 12 then 3

        when diff between 13 and 18 then 2

        when diff between 19 and 24 then 1

        when diff between 25 and 30 then 0 else null end) as tag

from tb;

2）使用 SparkSQL 统计用户的消费频率。以 2017-12-03 为当前日期，计算时间范围为

一个月，计算用户的消费次数，用户中消费次数从低到高为 1-161 次，将其分为 5

档，1-32，33-64，65-96，97-128，129-161 分别对应评分 0 到 4

with

    tb as (

    select user_id, count(user_id) as num

    from userbehavior_partitioned

    where dt between '2017-11-03' and '2017-12-03' and behavior_type='buy' group by user_id)

select user_id,

    (case when num between 129 and 161 then 4

        when num between 97 and 128 then 3

        when num between 65 and 96 then 2

        when num between 33 and 64 then 1

        when num between 1 and 32 then 0 else null end) as tag

from tb;

3.练习三

1.数据准备

在 HDFS 中创建目录/app/data/exam，并将 countrydata.csv 传到该目录

查看数据行数

[root@kb129 ~]# hdfs dfs -cat /app/data/exam/countrydata.csv | wc -l

2.在 Spark-Shell 中，加载 HDFS 文件系统 countrydata.csv 文件，并使用 RDD 完成以下统计计算。

scala> val fileRdd = sc.textFile("/app/data/exam/countrydata.csv")

scala> val yqRdd = fileRdd.map(x=>x.split(","))

1）统计每个国家在数据截止统计时的累计确诊人数。

scala> yqRdd.map(x=>(x(4),x(1).toInt)).reduceByKey((v1,v2)=>Math.max(v1,v2)).collect.foreach(println)

scala> yqRdd.map(x=>(x(4),x(2).toInt)).reduceByKey(_+_).collect.foreach(println)

2）统计全世界在数据截止统计时的总感染人数。

scala>fileRdd.filter(x=>(x(3).toInt-20200702<=0)).map(x=>("sum",x(2).toInt)).reduceByKey(_+_).map(x=>x._2).collect.foreach(println)

scala> yqRdd.map(x=>(x(4),x(2).toInt)).reduceByKey(_+_).reduce((x,y)=>("all",x._2+y._2))

res5: (String, Int) = (all,10755671)

3）统计每个大洲中每日新增确诊人数最多的国家及确诊人数，并输出 20200408 这一天各

大洲当日新增确诊人数最多的国家及确诊人数。

第一问

scala>

yqRdd.map(x=>((x(6),x(3)),(x(1).toInt,x(2).toInt,x(4)))).reduceByKey((v1,v2)=>{if(v1._2>v2._2) v1 else v2}).collect.foreach(println)

第二问

scala> yqRdd.map(x=>((x(6),x(3)),(x(1).toInt,x(2).toInt,x(4)))).reduceByKey((v1,v2)=>{if(v1._2>v2._2) v1 else v2}).filter(x=>x._1._2=="20200408").map(x=>(x._1._1,x._1._2,x._2._3,x._2._1,x._2._2)).collect.foreach(println)

4）统计每个大洲中每日累计确诊人数最多的国家及确诊人数，并输出 20200607 这一天各

大洲当日累计确诊人数最多的国家及确诊人数。

第一问

scala> yqRdd.map(x=>((x(6),x(3)),(x(1).toInt,x(2).toInt,x(4)))).reduceByKey((v1,v2)=>{if(v1._1>v2._1) v1 else v2}).map(x=>(x._1._1,x._1._2,x._2._3,x._2._1,x._2._2)).collect.foreach(println)

第二问

scala> yqRdd.map(x=>((x(6),x(3)),(x(1).toInt,x(2).toInt,x(4)))).reduceByKey((v1,v2)=>{if(v1._1>v2._1) v1 else v2}).filter(x=>x._1._2=="20200607").map(x=>(x._1._1,x._1._2,x._2._3,x._2._1,x._2._2)).collect.foreach(println)

(北美洲,20200607,美国,1938931,19501)

(南美洲,20200607,巴西,691962,32848)

(亚洲,20200607,印度,246628,9971)

(其他,20200607,钻石公主号邮轮,712,0)

(非洲,20200607,南非,48285,2312)

(欧洲,20200607,俄罗斯,467673,8984)

(大洋洲,20200607,澳大利亚,7255,4)

5）统计每个大洲每月累计确诊人数，显示 202006 这个月每个大洲的累计确诊人数

scala> yqRdd.map(x=>((x(6),x(3).substring(0,6)),(x(2).toInt))).reduceByKey(_+_).filter(x=>x._1._2 == "202006").collect.foreach(println)

((北美洲,202006),1069682)

((欧洲,202006),461525)

((大洋洲,202006),690)

((亚洲,202006),1151411)

((其他,202006),0)

((南美洲,202006),1357019)

((非洲,202006),258433)

3.创建 HBase 数据表

在 HBase 中创建命名空间（namespace）exam，在该命名空间下创建 covid19_world 表，使用大洲和统计日期的组合作为 RowKey（如“亚洲 20200520”），该表下有 1 个列族record。record 列族用于统计疫情数据（每个大洲当日新增确诊人数最多的国家record:maxIncreaseCountry 及其新增确诊人数 record:maxIncreaseCount）。

hbase(main):009:0> create_namespace 'exam202011'

hbase(main):009:0> create 'exam202011:covid19_world','record'

4.在 Hive 中创建数据库 exam，在该数据库中创建外部表 ex_exam_record 指向/app/data/exam 下的疫情数据 ;创建外部表 ex_exam_covid19_record 映射至 HBase 中的exam:covid19_world 表的 record 列族

ex_exam_record 表结构如下：

字段名称字段类型字段含义

id string 记录 ID

confirmedCount int 累计确诊人数

confirmedIncr int 新增确诊人数

recordDate string 记录时间

countryName string 国家名

countryShortCode string 国家代码

continent string 大洲

create database exam202011;
use exam202011;
create external table if not exists ex_exam_record(
    id string,
    confirmedCount int,
    confirmedIncr int,
    recordDate string,
    countryName string,
    countryShortCode string,
    continent string
)
row format delimited fields terminated by ','
stored as textfile location '/app/data/exam';

ex_exam_covid19_record 表结构如下：

字段名称字段类型字段含义

key string rowkey

maxIncreaseCountry string 当日新增确诊人数最多的国家

maxIncreaseCount int 新增确诊人数

create external table if not exists ex_exam_covid19_record(

    key string,

    maxIncreaseCountry string,

    maxIncreaseCount int

  )

  stored by 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler'

  with serdeproperties ("hbase.columns.mapping"=":key,record:maxIncreaseCountry,record:maxIncreaseCount")

  tblproperties ("hbase.table.name"="exam202011:covid19_world");

5. 使用 ex_exam_record 表中的数据

1）统计每个大洲中每日新增确诊人数最多的国家，将 continent 和 recordDate 合并成

rowkey，并保存到 ex_exam_covid19_record 表中。

with

    tb as(

    select continent, recordDate, countryName, confirmedIncr,

           dense_rank() over (partition by continent, recordDate order by confirmedIncr desc) as rank

    from ex_exam_record)

  insert into table ex_exam_covid19_record

       select concat(continent, recordDate)  key, countryName maxIncreaseCountry, confirmedIncr maxIncreaseCount

       from tb where rank = 1;

2）完成统计后，在 HBase Shell 中遍历 exam:covid19_world 表中的前 20 条数据。

hbase(main):009:0> scan 'exam202011:covid19_world',LIMIT=>20

4.练习四

1.数据准备

请在 HDFS 中创建目录/app/data/exam，并将 answer_question.log 传到该目录。

[root@kb129 ~]# hdfs dfs -cat /app/data/exam202101/answer_question.log | wc -l

2.在 Spark-Shell 中，加载 HDFS 文件系统 answer_question.log 文件，并使用 RDD 完成

以下分析，也可使用 Spark 的其他方法完成数据分析。

scala> val rdd = sc.textFile("/app/data/exam202101/answer_question.log")

1）提取日志中的知识点 ID，学生 ID，题目 ID，作答结果 4 个字段的值

rdd.map(x => x.split(" "))
  .map(x => (x(9), x(10)))
  .map(x => (x._1.split("_"), x._2.split(",")))
  .map(x => (x._1(1), x._1(2), x._1(3), x._2(0)))
  .map(x => (x._1, x._2, x._3.substring(0, x._3.length - 1), x._4))
  .collect.foreach(println)

2）将提取后的知识点 ID，学生 ID，题目 ID，作答结果字段的值以文件的形式保存到 HDFS的/app/data/result 目录下。一行保留一条数据，字段间以“\t”分割。文件格式如下所示。（提示：元组可使用 tuple.productIterator.mkString("\t")组合字符串，使用其他方法处

理数据只要结果正确也给分）

rdd2.map(x => x._1 + "\t" + x._2 + "\t" + x._3 + "\t" + x._4)
  .saveAsTextFile("hdfs://kb129:9000/app/data/result")

34434481 8195023659599 1018 0

34434425 8195023659599 7385 1

34434457 8195023659596 7346 1

34434498 8195023659597 6672 0

34434449 8195023659594 4809 1

34434489 8195023659596 7998 0.5

34434492 8195023659595 9406 0

34434485 8195023659597 8710 1

3.创建 HBase 数据表

在 HBase 中创建命名空间（namespace）exam，在该命名空间下创建 analysis 表，使用学生 ID 作为 RowKey，该表下有 2 个列族 accuracy、question。accuracy 列族用于保存学员答题正确率统计数据（总分 accuracy:total_score ，答题的试题数accuracy:question_count，正确率 accuracy:accuracy）；question 列族用于分类保存学员正确，错误和半对的题目 id （正确 question:right，错误 question:error，半对question:half）

hbase(main):019:0> create_namespace 'exam202101'

hbase(main):019:0> create 'exam202101:analysis','accuracy','question'

4.请在 Hive 中创建数据库 exam，在该数据库中创建外部表 ex_exam_record 指向/app/data/result 下 Spark 处理后的日志数据 ;创建外部表 ex_exam_anlysis 映射至 HBase中的 analysis 表的 accuracy 列族;创建外部表 ex_exam_question 映射至 HBase 中的analysis 表的 question 列族

create database exam202101;

  use exam202101;

ex_exam_record 表结构如下：

字段名称字段类型字段含义

topic_id string 知识点 ID

student_id string 学生 ID

question_id string 题目 ID

score float 作答结果

create external table if not exists ex_exam_record(

    topic_id string,

    student_id string,

    question_id string,

    score float

  )

  row format delimited fields terminated by '\t'

  stored as textfile location '/app/data/result';

ex_exam_anlysis 表结构如下：

字段名称字段类型字段含义

student_id string 学生 ID

total_score float 总分

question_count int 答题的试题数

accuracy float 正确率

create external table if not exists ex_exam_anlysis(

    student_id string,

    total_score float,

    question_count int,

    accuracy float

  )

  stored by 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler'

  with serdeproperties("hbase.columns.mapping"=":key,accuracy:total_score,accuracy:question_count,accuracy:accuracy")

  tblproperties ("hbase.table.name"="exam202101:analysis");

ex_exam_question 表结构如下：

字段名称字段类型字段含义

student_id string 学生 ID

right string 所有作对的题目的 ID 列表

half string 所有半对的题目的 ID 列表

error float 所有做错的题目的 ID 列表

create external table if not exists ex_exam_question(

    student_id string,

    `right` string,

    half string,

    error string

  )

  stored by 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler'

  with serdeproperties("hbase.columns.mapping"=":key,question:right,question:half,question:error")

  tblproperties ("hbase.table.name"="exam202101:analysis");

5.使用 ex_exam_record 表中的数据统计每个学员总分、答题的试题数和正确率，并保存

到 ex_exam_anlysis 表中，其中正确率的计算方法如下：

正确率=总分/答题的试题数

with

    tb as (

  select student_id, sum(score) sumScore, count(question_id) num from ex_exam_record group by student_id)

  insert into table ex_exam_anlysis

  select student_id, sumScore, num, sumScore/num from tb;

6.使用 ex_exam_record 表中的数据统计每个作对，做错，半对的题目列表。

1）题目 id 以逗号分割，并保存到 ex_exam_question 表中

with

    t1 as (select student_id,

            case score when 1 then question_id else null end `right`,

            case score when 0.5 then question_id else null end half,

            case score when 0 then question_id else null end error

           from ex_exam_record)

  insert into table ex_exam_question

  select student_id,

       concat_ws(',',collect_set(`right`)) `right`,

       concat_ws(',',collect_set(half)) half,

       concat_ws(',',collect_set(error)) error

  from t1 group by student_id;

2）完成统计后，在 HBase Shell 中遍历 exam:analysis 表并只显示 question 列族中的数据

hbase(main):011:0> scan 'exam202101:analysis',COLUMN=>'question'