Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
Join Algorithm in Spark
Search
yabooun
June 28, 2022
Technology
0
120
Join Algorithm in Spark
Sparkを扱う上で最も重要な概念のひとつであるJoinについて、どういったアルゴリズムが使われているのかを解説します。
yabooun
June 28, 2022
Tweet
Share
More Decks by yabooun
See All by yabooun
データ分析基盤の要件分析の話(202201_JEDAI)
yabooun
1
1.1k
Other Decks in Technology
See All in Technology
あたらしい上流工程の形。 0日導入からはじめるAI駆動PM
kumaiu
5
760
2026年はチャンキングを極める!
shibuiwilliam
9
1.9k
学生・新卒・ジュニアから目指すSRE
hiroyaonoe
2
550
生成AI時代にこそ求められるSRE / SRE for Gen AI era
ymotongpoo
5
2.7k
小さく始めるBCP ― 多プロダクト環境で始める最初の一歩
kekke_n
1
350
モダンUIでフルサーバーレスなAIエージェントをAmplifyとCDKでサクッとデプロイしよう
minorun365
3
140
SREが向き合う大規模リアーキテクチャ 〜信頼性とアジリティの両立〜
zepprix
0
400
仕様書駆動AI開発の実践: Issue→Skill→PRテンプレで 再現性を作る
knishioka
2
590
AWS Network Firewall Proxyを触ってみた
nagisa53
0
100
システムのアラート調査をサポートするAI Agentの紹介/Introduction to an AI Agent for System Alert Investigation
taddy_919
2
1.9k
広告の効果検証を題材にした因果推論の精度検証について
zozotech
PRO
0
120
GitLab Duo Agent Platform × AGENTS.md で実現するSpec-Driven Development / GitLab Duo Agent Platform × AGENTS.md
n11sh1
0
120
Featured
See All Featured
Building Applications with DynamoDB
mza
96
6.9k
More Than Pixels: Becoming A User Experience Designer
marktimemedia
3
320
B2B Lead Gen: Tactics, Traps & Triumph
marketingsoph
0
52
The Art of Programming - Codeland 2020
erikaheidi
57
14k
Making the Leap to Tech Lead
cromwellryan
135
9.7k
My Coaching Mixtape
mlcsv
0
46
Tips & Tricks on How to Get Your First Job In Tech
honzajavorek
0
430
"I'm Feeling Lucky" - Building Great Search Experiences for Today's Users (#IAC19)
danielanewman
231
22k
HU Berlin: Industrial-Strength Natural Language Processing with spaCy and Prodigy
inesmontani
PRO
0
200
Prompt Engineering for Job Search
mfonobong
0
160
Understanding Cognitive Biases in Performance Measurement
bluesmoon
32
2.8k
A brief & incomplete history of UX Design for the World Wide Web: 1989–2019
jct
1
290
Transcript
Join Algorithm in Spark 2022/06/28 @yabooun
自己紹介 藪本 晃輔 @yabooun 株式会社ジオロジック CTO 趣味: 登山、ピアノ、日本酒 晴れてると、空ばかり眺めてしまうので、今週末山に行ってきます。
Joinとは • 複数のテーブルを一定のルールに基づいて結合する処理 • SQLの基本的な構文のひとつ • LEFT JOIN, RIGHT JOIN,
INNER JOIN, CROSS JOIN, LEFT LATERAL JOIN, ・・・ • サブクエリも全部JOINで書ける • ただし、同じJOINでも、データ量やクエリによって違うアルゴリズムが使われる ◦ 使われるアルゴリズムは基本的に処理系が決める ◦ アルゴリズムによって全然速さが違う • RDBMSやHadoop/Spark等のビッグデータ系のシステムでは別のアルゴリズム ◦ ビッグデータ系はRDBMSより多くのアルゴリズムがある • 意外と奥が深いJOIN
RDBMSにおけるJOIN 1. Hash Join 2. Sort Merge Join 3. Nested
Loop Join
Hash Join 大きいテーブルと小さいテーブルを結合するときに使う。結合条件がシンプルなA=Bのときに利用可能。 1. 小さいテーブルの結合キーでハッシュを作成 2. 大きいテーブルをスキャン 3. 1行ごとに小さいテーブルをハッシュ検索 •
大きい方のテーブルをScanするだけなので最速 • 一番優先されるアルゴリズム • 片方が小さくないとHashがメモリに乗らない • インデックスがあるとさらに高速
Sort Merge Join 大きいテーブル同士を結合するときに使う。結合条件がシンプルなA=Bのときに利用可能。 1. 両方テーブルをそれぞれ結合キーでソート 2. それぞれのテーブルを上から順番に読みながら、結合 結果を出力する (ソート順が若い方のテーブルのカーソルを進めながら処理し
ていくイメージ) • 大きいテーブル同士では有効 • 結合キーにインデックスがないとソートに時間がかかる • 複雑な結合条件に対応できない
Nested Loop Join Hash JoinとSort Merge Joinで対応できないときに使用 1. 片方のテーブルをScan 2.
Scanしながら1行ごとにもう一方のテーブルを全部 Scan 3. 結合条件にマッチしていたら結合 • N * N のコストがかかる • どんな条件でもできる • 基本的には使わせたくない
RDBMSにおけるJOIN • 基本的にはHash Joinが使われるようにしよう • せめてSort Merge Joinが使われるようにしよう • Joinのキーはインデックス登録しておこう
• 文字列結合したり変な条件で Joinすると遅い
SparkにおけるJOIN • Sparkでもほとんど似た考え方の Joinが使われる • 複数のノードからなるクラスタで実行されるため、同じアルゴリズムでも複数パターン • アルゴリズムひとつ変わると、クエリの速度が 1,000倍くらい余裕で変わる
SparkにおけるJOIN 1. Broadcast Hash Join 2. Shuffle Hash Join 3.
Shuffle Sort Merge Join 4. Broadcast Nested Loop Join 5. Cartesian Join
Broadcast Hash Join 大きいテーブルと小さいテーブルを結合するときに使う。結合条件がシンプルなA=Bのときに利用可能。 1. 小さいテーブルの結合キーでハッシュを作成 2. ハッシュをすべてのノードにコピー 3. 各ノードでHash
Join 4. 結果を結合 • 一番早い。とにかくこれを使え。 • Sparkの仕様上小さいテーブルが8MBまで。 (Sparkのデフォルトはたしか1MBくらいになっているこ とが多い)
Shuffle Hash Join 大きいテーブルとそこそこ大きいテーブルを結合するときに使う。結合条件がシンプルなA=Bのときに利用可能。 1. それぞれをテーブルを結合条件でshuffle 2. 各ノードでHash作成 3. 各ノードでHash
Join 4. 結果を結合 • Broadcast Hash Joinの次に早い • おそらくShuffleでIOが発生するケースがあるからか、 想像より遅い
Shuffle Sort Merge Join 大きいテーブル同士を結合するときに使う。結合条件がシンプルなA=Bのときに利用可能。 1. それぞれをテーブルを結合条件でshuffle 2. 各ノードでSort Merge
Join 3. 結果を結合 • あまり早くない • Shuffleが発生する上に、各ノードでソート • Shuffle、ソートはどちらも大きなデータでは時間のかか る処理
Broadcast Nested Loop Join 結合条件が複雑なときに使用。両方が大きすぎると手の打ちようがない。 1. 小さいの方のテーブルを全ノードにコピー 2. 大きい方のテーブルを各ノードに分散 3.
各ノードでNested Loop Join 4. 結果を結合 • 使ってはいけないくらい重い • 使ったらエラーを出すオプションもある
JOINの敵、Skew Skewとはデータの偏り。偏りが大きいと全体の結果がなかなか返ってこない。 Shuffle系のJoinで問題になる。 このケースだと、Worker1の処理が終わるまで全体のJoinが完了しない。
Skewの最適化 Spark 3.0でSkew Hintを与えることにより(条件によってはHintがなくても)Skewを検知してデータを再分散し、偏りによる問題 を最小化する機能が追加された。 Skewの発生しているWorker1を再分散して別のWorkerで処理をする。
結論 • できるだけBroadcast Joinを使おう ◦ マスタとの結合は明示的に Bradcast Hash Joinを使わせたりする •
どうしても出来ないときでも、複雑な条件では Joinしないようにしよう • Shuffle Joinが発生するカラムは均等に分散される設計にしよう ◦ IDFAやランダムな文字列などは基本的に偏りがない ◦ ステータスやtype系のものでJoinしようとするとSkewが発生しやすい • あとは実際どのJoinが使われているか、実行プランを確認しよう