上篇文章從整體介紹了Orcfile的存儲格式,接下來重點介紹下Orc里用到的幾種編碼格式:
字典編碼:用于String類型的字段
Run-Length編碼:用于int,long,short等類型的編碼
Bit編碼:可以用于各種數據類型
1,字典編碼:
對于String類型的每個字段分別保存一個字典,記錄每個值在字典中的位置,保存字典的數據結構采用一棵紅黑樹。對于每個String字段,最終會有三個輸出Stream,分別是StringOuptut(記錄字典中的值),LengthOutput(記錄每個字典值的長度),RowOutput(記錄字段在字典中的位置)。
思考1:為什么要用紅黑樹?
因為紅黑樹無論是插入,刪除,查找的性能都比較平均,都是O(logN),而且是平衡查找樹,最壞情況也不會退化成O(N)
思考2:其實一般存儲時還會使用LZO之類的壓縮,它們本身就是一種字典壓縮,為什么Orc里面要自己做字典壓縮?
因為LZO之類的壓縮窗口一般比較小(LZO默認是64KB),而Orc的字典壓縮是以整個字段為范圍來壓縮的,壓縮率會更好。
2,Run-Length編碼:
對于int,long,short類型的字段,使用Run-Length編碼。該Run-Length能夠對等差數列(完全相等也屬于等差數列)進行壓縮,該等差數列需要滿足以下兩個條件:
1,至少包含3個元素
2,差值在-128~127之間(因為差值用1Byte來表示)
對于不滿足等差數列的數字,Run-Length編碼也能存儲,但是沒有壓縮效果,Run-Length的具體存儲如下:
第一個Byte是Control Byte,取值在-128~127之間,其中-1~-128代表后面存儲著1~128個不滿足等差數列的數字,0~127代表后面存儲著3~130個等差數列的數字;
如果Control Byte>=0,則后面跟著一個Byte存儲差值,否則不存儲該Byte;
如果Control Byte>=0,則后面跟著等差數列的第一個數,否則跟著-Control Byte個數字。
例子:
原始數字:12,12,12,12,12,10,7,13
經過Run-Length的數字:2,0,12,-3,10,7,13
紅色代表Control Byte,黃色代表差值,黑色代表具體的數字。
3,Bit編碼:
對所有類型的字段都可以采用Bit編碼來表示該值是否為null。在寫任何類型字段之前,先判斷該字段值是夠為null,如果為null則bit值存為0,否則存為1,對于為null的字段在實際編碼時不需要存儲了。經過Bit編碼之后,可以對于8個bit組成一個Byte,再對其進行Run-Length編碼。
其實除了這三種編碼格式之外,Orc對于hive的復雜類型array,map,list等,將其降維成基本類型來存儲,這個也是值得借鑒的,如果有空之后會進行分析。