上篇文章從整體介紹了Orcfile的存儲(chǔ)格式,接下來重點(diǎn)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(shù)據(jù)類型
1,字典編碼:
對(duì)于String類型的每個(gè)字段分別保存一個(gè)字典,記錄每個(gè)值在字典中的位置,保存字典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用一棵紅黑樹。對(duì)于每個(gè)String字段,最終會(huì)有三個(gè)輸出Stream,分別是StringOuptut(記錄字典中的值),LengthOutput(記錄每個(gè)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?yàn)榧t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(huì)退化成O(N)
思考2:其實(shí)一般存儲(chǔ)時(shí)還會(huì)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?yàn)長ZO之類的壓縮窗口一般比較小(LZO默認(rèn)是64KB),而Orc的字典壓縮是以整個(gè)字段為范圍來壓縮的,壓縮率會(huì)更好。
2,Run-Length編碼:
對(duì)于int,long,short類型的字段,使用Run-Length編碼。該Run-Length能夠?qū)Φ炔顢?shù)列(完全相等也屬于等差數(shù)列)進(jìn)行壓縮,該等差數(shù)列需要滿足以下兩個(gè)條件:
1,至少包含3個(gè)元素
2,差值在-128~127之間(因?yàn)椴钪涤?Byte來表示)
對(duì)于不滿足等差數(shù)列的數(shù)字,Run-Length編碼也能存儲(chǔ),但是沒有壓縮效果,Run-Length的具體存儲(chǔ)如下:
第一個(gè)Byte是Control Byte,取值在-128~127之間,其中-1~-128代表后面存儲(chǔ)著1~128個(gè)不滿足等差數(shù)列的數(shù)字,0~127代表后面存儲(chǔ)著3~130個(gè)等差數(shù)列的數(shù)字;
如果Control Byte>=0,則后面跟著一個(gè)Byte存儲(chǔ)差值,否則不存儲(chǔ)該Byte;
如果Control Byte>=0,則后面跟著等差數(shù)列的第一個(gè)數(shù),否則跟著-Control Byte個(gè)數(shù)字。
例子:
原始數(shù)字:12,12,12,12,12,10,7,13
經(jīng)過Run-Length的數(shù)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(shù)字。
3,Bit編碼:
對(duì)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?yàn)閚ull,如果為null則bit值存為0,否則存為1,對(duì)于為null的字段在實(shí)際編碼時(shí)不需要存儲(chǔ)了。經(jīng)過Bit編碼之后,可以對(duì)于8個(gè)bit組成一個(gè)Byte,再對(duì)其進(jìn)行Run-Length編碼。
其實(shí)除了這三種編碼格式之外,Orc對(duì)于hive的復(fù)雜類型array,map,list等,將其降維成基本類型來存儲(chǔ),這個(gè)也是值得借鑒的,如果有空之后會(huì)進(jìn)行分析。