简述UDF/UDAF/UDTF是什么，各自解决问题及应用场景

Posted 2021-03-23 sx66

UDF

• User-Defined-Function 自定义函数 、一进一出；

• 背景

  • 系统内置函数无法解决实际的业务问题，需要开发者自己编写函数实现自身的业务实现诉求。
  • 应用场景非常多，面临的业务不同导致个性化实现很多，故udf很需要。

• 意义

  • 函数扩展得到解决，极大丰富了可定制化的业务需求。
  • IO要求-要解决的问题
    • in:out=1:1,只能输入一条记录当中的数据，同时返回一条处理结果。
    • 属于最常见的自定义函数，像cos,sin,substring,indexof等均是如此要求

• 实现步骤(Java创建自定义UDF类)

  • 自定义一个java类
  • 继承UDF类
  • 重写evaluate方法
  • 打包类所在项目成一个all-in-one的jar包并上传到hive所在机器
  • 在hive中执行add jar操作，将jar加载到classpath中。
  • 在hive中创建模板函数，使得后边可以使用该函数名称调用实际的udf函数
  • hive sql中像调用系统函数一样使用udf函数

• 代码实现

  • 功能要求：实现当输入字符串超过2个字符的时候，多余的字符以”…”来表示。
  • 如“12”则返回“12”，如“123”返回“12…”
  • 自定义类、继承UDF、重写evaluate方法已在代码中体现

import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDF;
/*
 * 功能：实现当输入字符串超过2个字符的时候，多余的字符以"..."来表示。
 * 输入/输出：* 如“12”则返回“12”，如“123”返回“12..."
 */
public class ValueMaskUDF extends UDF{
       public String evaluate(String input,int maxSaveStringLength,String replaceSign) {
             if(input.length()<=maxSaveStringLength){
                    return input;
             }
             return input.substring(0,maxSaveStringLength)+replaceSign;
       }
       public static void main(String[] args) {
             System.out.println(new ValueMaskUDF().evaluate("河北省",2,"..."));;
       }
}

UDAF

• 自定义udaf函数self_count，实现系统udaf count的功能

• Input/Output要求-要解决的问题

  • in:out=n:1,即接受输入N条记录当中的数据，同时返回一条处理结果。
  • 属于最常见的自定义函数，像count,sum,avg,max等均是如此要求

• 实现步骤

  • 自定义一个java类
  • 继承UDAF类
  • 内部定义一个静态类，实现UDAFEvaluator接口
  • 实现方法init,iterate,terminatePartial,merge,terminate，共5个方法. 详见下图
  • 在hive中执行add jar操作，将jar加载到classpath中。
  • 在hive中创建模板函数，使得后边可以使用该函数名称调用实际的udf函数

  • hive sql中像调用系统函数一样使用udaf函数

    
    
     

    

    Hive_UDAF五个方法.png

• 业务测试

输入：

 

输入.png

输出：

 

输出.png

• UDAF代码开发

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDAF;
import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDAFEvaluator;
import org.apache.log4j.Logger;
/**
* 实现多条数据合并成一条数据
*/
// 主类继承UDAF
public class StudentScoreAggUDAF extends UDAF {
    // 日志对象初始化
    public static Logger logger = Logger.getLogger(StudentScoreAggUDAF.class);
    // 静态类实现UDAFEvaluator
    public static class Evaluator implements UDAFEvaluator {
        // 设置成员变量，存储每个统计范围内的总记录数
        private Map<String, String> courseScoreMap;

        //初始化函数,map和reduce均会执行该函数,起到初始化所需要的变量的作用
        public Evaluator() {
            init();
        }
        // 初始化函数间传递的中间变量
        public void init() {
            courseScoreMap = new HashMap<String, String>();
        }

         //map阶段，返回值为boolean类型，当为true则程序继续执行，当为false则程序退出  
        public boolean iterate(String course, String score) {
            if (course == null || score == null) {
                return true;
            }
            courseScoreMap.put(course, score);
            return true;
        }
         /**
         * 类似于combiner,在map范围内做部分聚合，将结果传给merge函数中的形参mapOutput  
         * 如果需要聚合，则对iterator返回的结果处理，否则直接返回iterator的结果即可
         */
        public Map<String, String> terminatePartial() {
            return courseScoreMap;
        }
         // reduce 阶段，用于逐个迭代处理map当中每个不同key对应的 terminatePartial的结果
        public boolean merge(Map<String, String> mapOutput) {
            this.courseScoreMap.putAll(mapOutput);
            return true;
        }
        // 处理merge计算完成后的结果，即对merge完成后的结果做最后的业务处理
        public String terminate() {
            return courseScoreMap.toString();
        }
    }
}

测试sql语句

select id,username,score_agg(course,score) from student_score group by id,username;

• 自定义udaf实现max：https://www.cnblogs.com/itxuexiwang/p/6263110.html

UDTF

• User-Defined Table-Generating Functions
• 要解决一行输入多行输出的问题，问题的应用场景不少
• 用udtf解决一行输入多行输出的不多，往往被lateral view explode+udf等替代实现，比直接用udtf会更简单、直接一些