最近做了个web系统访问hive数据库，类似于官方自带的hwi、安居客的hwi改进版和大众点评的polestar(github地址)系统，但是和他们的实现不一样，查询Hive语句走的不是cli而是通过jdbc连接hive-server2。为了实现mapreduce任务中资源按用户调度，需要hive查询自动绑定当前用户、将该用户传到yarn服务端并使mapreduce程序以该用户运行。本文主要是记录实现该功能过程中遇到的一些问题以及解决方法,如果你有更好的方法和建议，欢迎留言发表您的看法！
说明
集群环境使用的是cdh4.3，没有开启kerberos认证。
写完这篇文章之后，在微博上收到@单超eric的评论，发现cdh4.3中hive-server2已经实现Impersonation功能，再此对@单超eric的帮助表示感谢。
so，你可以完全忽略本文后面的内容，直接看cloudera的HiveServer2 Impersonation是怎么做的。
hive-server2的启动
先从hive-server2服务的启动开始说起。
如果你是以服务的方式启动hive-server2进程，则启动hive-server2的用户为hive,运行mapreduce的用户也为hive，启动脚本如下：
/etc/init.d/hive-server2 start
如果你以命令行方式启动hive-server2进程，则启动hive-server2的用户为root,运行mapreduce的用户也为root，启动脚本如下：
hive --service hiveserver2
为什么是上面的结论？这要从hive-server2的启动过程开始说明。
查看HiveServer2.java的代码可以看到，hive-server2启动时会依次启动cliService和thriftCLIService，查看cliService的init()方法，可以看到如下代码：
public synchronized void init(HiveConf hiveConf) {
this.hiveConf = hiveConf;
sessionManager = new SessionManager();
addService(sessionManager);
try {
HiveAuthFactory.loginFromKeytab(hiveConf);
serverUserName = ShimLoader.getHadoopShims().
getShortUserName(ShimLoader.getHadoopShims().getUGIForConf(hiveConf));
} catch (IOException e) {
throw new ServiceException("Unable to login to kerberos with given principal/keytab", e);
} catch (LoginException e) {
throw new ServiceException("Unable to login to kerberos with given principal/keytab", e);
}
super.init(hiveConf);
}
从上面的代码可以看到在cliService初始化过程中会做登陆（从kertab中登陆）和获取用户名的操作：
ShimLoader.getHadoopShims().getUGIForConf(hiveConf)
上面代码最终会调用HadoopShimsSecure类的getUGIForConf方法：
@Override
public UserGroupInformation getUGIForConf(Configuration conf) throws IOException {
return UserGroupInformation.getCurrentUser();
}
UserGroupInformation.getCurrentUser()代码如下：
public synchronized
static UserGroupInformation getCurrentUser() throws IOException {
AccessControlContext context = AccessController.getContext();
Subject subject = Subject.getSubject(context);
if (subject == null || subject.getPrincipals(User.class).isEmpty()) {
return getLoginUser();
} else {
return new UserGroupInformation(subject);
}
}
因为这时候服务刚启动，subject为空，故if分支会调用getLoginUser()方法，其代码如下：
public synchronized
static UserGroupInformation getLoginUser() throws IOException {
if (loginUser == null) {
try {
Subject subject = new Subject();
LoginContext login;
if (isSecurityEnabled()) {
login = newLoginContext(HadoopConfiguration.USER_KERBEROS_CONFIG_NAME,
subject, new HadoopConfiguration());
} else {
login = newLoginContext(HadoopConfiguration.SIMPLE_CONFIG_NAME,
subject, new HadoopConfiguration());
}
login.login();
loginUser = new UserGroupInformation(subject);
loginUser.setLogin(login);
loginUser.setAuthenticationMethod(isSecurityEnabled() ?
AuthenticationMethod.KERBEROS :
AuthenticationMethod.SIMPLE);
loginUser = new UserGroupInformation(login.getSubject());
String fileLocation = System.getenv(HADOOP_TOKEN_FILE_LOCATION);
if (fileLocation != null) {
// Load the token storage file and put all of the tokens into the
// user. Don't use the FileSystem API for reading since it has a lock
// cycle (HADOOP-9212).
Credentials cred = Credentials.readTokenStorageFile(
new File(fileLocation), conf);
loginUser.addCredentials(cred);
}
loginUser.spawnAutoRenewalThreadForUserCreds();
} catch (LoginException le) {
LOG.debug("failure to login", le);
throw new IOException("failure to login", le);
}
if (LOG.isDebugEnabled()) {
LOG.debug("UGI loginUser:"+loginUser);
}
}
return loginUser;
}
因为是第一次调用getLoginUser(),故loginUser为空，接下来会创建LoginContext并调用其login方法，login方法最终会调用HadoopLoginModule的commit()方法。
下图是从hive-server2启动到执行HadoopLoginModule的commit()方法的调用图：
获取登陆用户的关键代码就在commit()，逻辑如下：
- 如果使用了kerberos，则为kerberos登陆用户。hive-server2中如何使用kerberos登陆，请查看官方文档。
- 如果kerberos用户为空并且没有开启security，则从系统环境变量中取
HADOOP_USER_NAME的值 - 如果环境变量中没有设置
HADOOP_USER_NAME，则使用系统用户，即启动hive-server2进程的用户。
小结
hive-server2启动过程中会做登陆操作并获取到登陆用户，启动之后再次调用UserGroupInformation.getCurrentUser()取到的用户就为登陆用户了，这样会导致所有请求到hive-server2的hql最后都会以这个用户来运行mapreduce。
提交hive任务
现在来看hive任务是怎么提交到yarn服务端然后运行mapreduce的。
为了调试简单，我在本机eclipse的hive源代码中配置hive-site.xml、core-site.xml、mapred.xml、yarn-site.xml连接测试集群,添加缺少的yarn依赖并解决hive-builtins中报错的问题，然后运行HiveServer2类的main方法。注意，我的电脑当前登陆用户为june，故启动hive-server2的用户为june。
然后，在运行jdbc测试类，运行一个简单的sql语句，大概如下：
public static void test() {
try {
Class.forName("org.apache.hive.jdbc.HiveDriver");
Connection conn = DriverManager.getConnection(
"jdbc:hive2://june-mint:10000/default", "", "");
Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("select count(1) from t");
while (rs.next())
System.out.println(rs.getString(1));
rs.close();
stmt.close();
conn.close();
} catch (SQLException se) {
se.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
查看yarn监控地址http://192.168.56.101:8088/cluster，可以看到提交的mapreduce任务由june用户来运行。
如何修改mapreduce任务的运行用户呢？如果了解hive提交mapreduce任务的过程的话，就应该知道hive任务会通过org.apache.hadoop.mapred.JobClient来提交。在JobClient的init方法中有如下代码：
public void init(JobConf conf) throws IOException {
setConf(conf);
cluster = new Cluster(conf);
clientUgi = UserGroupInformation.getCurrentUser();
}
JobClient类中提交mapreduce任务的代码如下，见submitJobInternal方法：
Job job = clientUgi.doAs(new PrivilegedExceptionAction<Job> () {
@Override
public Job run() throws IOException, ClassNotFoundException,
InterruptedException {
Job job = Job.getInstance(conf);
job.submit();
return job;
}
});
从前面知道，hive-server2启动中会进行登陆操作并且登陆用户为june，故clientUgi对应的登陆用户也为june，故提交的mapreduce任务也通过june用户来运行。
如何修改源代码
从上面代码可以知道，修改clientUgi的获取方式就可以改变提交任务的用户。UserGroupInformation中存在如下静态方法：
public static UserGroupInformation createRemoteUser(String user) {
if (user == null || "".equals(user)) {
throw new IllegalArgumentException("Null user");
}
Subject subject = new Subject();
subject.getPrincipals().add(new User(user));
UserGroupInformation result = new UserGroupInformation(subject);
result.setAuthenticationMethod(AuthenticationMethod.SIMPLE);
return result;
}
故可以尝试使用该方法，修改JobClient的init方法如下：
public void init(JobConf conf) throws IOException {
setConf(conf);
cluster = new Cluster(conf);
if(UserGroupInformation.isSecurityEnabled()){
clientUgi = UserGroupInformation.getCurrentUser();
}else{
String user = conf.get("myExecuteName","NoName");
clientUgi = UserGroupInformation.createRemoteUser(user);
}
}
上面代码是在没有开启security的情况下，从环境变量（myExecuteName）获取jdbc客户端指定的用户名，然后创建一个远程的UserGroupInformation。
为什么从环境变量中获取用户名称？
- 在不考虑安全的情况下，可以由客户端任意指定用户。
- 没有使用jdbc连接信息中的用户，是因为这样会导致每次获取jdbc连接的时候都要指定用户名，这样就没法使用已有的连接池。
编译代码、替换class文件，然后重新运行HiveServer2以及jdbc测试类，查看yarn监控地址http://192.168.56.101:8088/cluster，截图如下：
这时候mapreduce的运行用户变为NoName，这是因为从JobConf环境变量中找不到myExecuteName变量而使用默认值NoName的原因。
查看hive-server2运行日志，会发现任务运行失败，关键异常信息如下：
Caused by: org.apache.hadoop.security.AccessControlException: Permission denied: user=NoName, access=WRITE, inode="/tmp/hive-june/hive_2013-10-18_21-18-12_812_378750610917949668/_tmp.-ext-10001":june:hadoop:drwxr-xr-x
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSPermissionChecker.check(FSPermissionChecker.java:224)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSPermissionChecker.check(FSPermissionChecker.java:204)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSPermissionChecker.checkPermission(FSPermissionChecker.java:149)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem.checkPermission(FSNamesystem.java:4705)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem.checkPermission(FSNamesystem.java:4687)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem.checkAncestorAccess(FSNamesystem.java:4661)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem.renameToInternal(FSNamesystem.java:2696)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem.renameToInt(FSNamesystem.java:2663)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem.renameTo(FSNamesystem.java:2642)
at org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.NameNodeRpcServer.rename(NameNodeRpcServer.java:610)
at org.apache.hadoop.hdfs.protocolPB.ClientNamenodeProtocolServerSideTranslatorPB.rename
出现上述异常是因为，mapreduce任务在运行过程中会生成一些临时文件，而NoName用户对临时文件没有写的权限，这些临时文件属于june用户。查看hdfs文件如下：
[root@edh1 lib]# hadoop fs -ls /tmp/
Found 6 items
drwx------ - june hadoop 0 2013-10-15 01:33 /tmp/hadoop-yarn
drwxr-xr-x - june hadoop 0 2013-10-16 06:52 /tmp/hive-june
/tmp/hive-june是hive执行过程中保存在hdfs的路径，由hive.exec.scratchdir定义，其默认值为/tmp/hive-${user.name}，而且这个文件是在org.apache.hadoop.hive.ql.Context类的构造方法中获取并在ExecDriver类的execute(DriverContext driverContext)方法中创建的。
类似这样的权限问题还会出现在hdfs文件重命名、删除临时目录的时候。为了避免出现这样的异常，需要修改hive.exec.scratchdir为当前用户对应的临时目录路径，并使用当前登陆用户创建、重命名、删除临时目录。
修改获取hive.exec.scratchdir对应的临时目录代码如下，在Context类的够找方法中修改：
String user = conf.get(myExecuteName，“”);
if (user != null && user.trim().length() > 0) {
nonLocalScratchPath =
new Path("/tmp/hive-" + user, executionId);
} else {
nonLocalScratchPath =
new Path(HiveConf.getVar(conf, HiveConf.ConfVars.SCRATCHDIR),
executionId);
}
找到这些操作对应的代码似乎太过复杂了，修改的地方也有很多，因为这里是使用的hive-server2，故在对应的jdbc代码中修改似乎会简单很多，例如修改HiveSessionImpl类的以下三个方法：
public OperationHandle executeStatement(String statement, Map<String, String> confOverlay) throws HiveSQLException{}
public void cancelOperation(final OperationHandle opHandle) throws HiveSQLException {}
public void closeOperation(final OperationHandle opHandle) throws HiveSQLException {}
第一个方法是运行sql语句，第二个方法是取消运行，第三个方法是关闭连接。
executeStatement中所做的修改如下，将operation.run();改为：
if (operation instanceof SQLOperation) {
try {
String user = hiveConf.getVar(ConfVars.HIVE_SERVER2_MAPREDUCE_USERNAME);
ugi = UserGroupInformation.createRemoteUser(user);
ugi.doAs(new PrivilegedExceptionAction<CommandProcessorResponse>() {
@Override
public CommandProcessorResponse run() throws HiveSQLException {
operation.run();
return null;
}
});
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
operation.run();
}
这里添加了判断，当operation操作时，才执行下面代码，这是为了保证从hive环境变量中获取myExecuteName的值不为空时才创建UserGroupInformation。
myExecuteName是新定义的hive变量，主要是用于jdbc客户端通过set语句设置myExecuteName的值为当前登陆用户名称，然后在执行sql语句。代码如下：
Statement stmt = conn.createStatement();
stmt.execute("set myExecuteName=aaaa");
ResultSet rs = stmt.executeQuery("select count(1) from t");
while (rs.next())
System.out.println(rs.getString(1));
小结
上面修改的类包括：
org.apache.hadoop.mapred.JobClient //从环境变量获取从jdbc客户端传过来的用户，即myExecuteName的值，然后以该值运行mapreduce用户
org.apache.hadoop.hive.ql.Context //修改hive.exec.scratchdir的地址为从jdbc客户端传过来的用户对应的临时目录
org.apache.hive.service.cli.session.HiveSessionImpl //修改运行sql、取消操作、关闭连接对应的方法
测试
是用javachen用户测试,hdfs上的临时目录如下：
[root@edh1 lib]# hadoop fs -ls /tmp/
Found 7 items
drwx------ - june hadoop 0 2013-10-15 01:33 /tmp/hadoop-yarn
drwxr-xr-x - javachen.com hadoop 0 2013-10-16 07:30 /tmp/hive-javachen.com
drwxr-xr-x - june hadoop 0 2013-10-16 06:52 /tmp/hive-june
drwxr-xr-x - root hadoop 0 2013-10-15 14:13 /tmp/hive-root
drwxrwxrwt - yarn mapred 0 2013-10-16 07:30 /tmp/logs
监控页面截图：
除了简单测试之外，还需要测试修改后的代码是否影响源代码的运行以及hive cli的运行。
