关于 clickhouse
俄罗斯 yandex 公司出品,OLAP、列式数据库。 ClickHouse 是俄罗斯的 Yandex 于 2016 年开源的用于在线分析处理查询(OLAP :Online Analytical Processing)MPP 架构的列式存储数据库(DBMS:Database Management System),能够使用 SQL 查询实时生成分析数据报告。ClickHouse 的全称是 Click Stream,Data WareHouse。
clickhouse 可以做用户行为分析,流批一体
线性扩展和可靠性保障能够原生支持 shard + replication
clickhouse 没有走 hadoop 生态,采用 Local attached storage 作为存储
OLAP 和 OLTP、行式存储和列式存储
列式存储是天然的分库分表,相当于垂直分表。
常见的行式数据库系统有:MySQL、Postgres 和 MS SQL Server。 常见的列式数据库系统有:influxdb、hbase、clickhouse、Vertica、 Paraccel (Actian Matrix,Amazon Redshift)、 Sybase IQ、 Exasol、 Infobright、 InfiniDB、 MonetDB (VectorWise, Actian Vector)、 LucidDB、 SAP HANA、 Google Dremel、 Google PowerDrill、 Druid、 kdb+。
行式数据库的重要索引:B+树。
列式数据库的索引:LSM 树。
ClickHouse 采用类 LSM Tree 的结构,数据写入后定期在后台 Compaction。通过类 LSM tree 的结构, ClickHouse 在数据导入时全部是顺序 append 写,写入后数据段不可更改,在后台 compaction 时也是多个段 merge sort 后顺序写回磁盘。顺序写的特性,充分利用了磁盘的吞吐能力。
不同的数据存储方式适用不同的业务场景,数据访问的场景包括:进行了何种查询、多久查询一次以及各类查询的比例;每种类型的查询(行、列和字节)读取多少数据;读取数据和更新之间的关系;使用的数据集大小以及如何使用本地的数据集;是否使用事务,以及它们是如何进行隔离的;数据的复制机制与数据的完整性要求;每种类型的查询要求的延迟与吞吐量等等。
系统负载越高,依据使用场景进行定制化就越重要,并且定制将会变的越精细。没有一个系统能够同时适用所有不同的业务场景。如果系统适用于广泛的场景,在负载高的情况下,要兼顾所有的场景,那么将不得不做出选择。是要平衡还是要效率?
OLAP 场景的关键特征
- 绝大多数是读请求
- 数据以相当大的批次(> 1000 行)更新,而不是单行更新;或者根本没有更新。
- 已添加到数据库的数据不能修改。
- 对于读取,从数据库中提取相当多的行,但只提取列的一小部分。
- 宽表,即每个表包含着大量的列
- 查询相对较少(通常每台服务器每秒查询数百次或更少)
- 对于简单查询,允许延迟大约 50 毫秒
- 列中的数据相对较小:数字和短字符串(例如,每个 URL 60 个字节)
- 处理单个查询时需要高吞吐量(每台服务器每秒可达数十亿行)
- 事务不是必须的
- 对数据一致性要求低
- 每个查询有一个大表。除了他以外,其他的都很小。
- 查询结果明显小于源数据。换句话说,数据经过过滤或聚合,因此结果适合于单个服务器的 RAM 中
很容易可以看出,OLAP 场景与其他通常业务场景(例如,OLTP 或 K/V)有很大的不同, 因此想要使用 OLTP 或 Key-Value 数据库去高效的处理分析查询场景,并不是非常完美的适用方案。例如,使用 OLAP 数据库去处理分析请求通常要优于使用 MongoDB 或 Redis 去处理分析请求。
为什么列式数据库更适合用于离线分析?
输入/输出
针对分析类查询,通常只需要读取表的一小部分列。在列式数据库中你可以只读取你需要的数据。例如,如果只需要读取 100 列中的 5 列,这将帮助你最少减少 20 倍的 I/O 消耗。 由于数据总是打包成批量读取的,所以压缩是非常容易的。同时数据按列分别存储这也更容易压缩。这进一步降低了 I/O 的体积。 由于 I/O 的降低,这将帮助更多的数据被系统缓存。
例如,查询«统计每个广告平台的记录数量»需要读取«广告平台 ID»这一列,它在未压缩的情况下需要 1 个字节进行存储。如果大部分流量不是来自广告平台,那么这一列至少可以以十倍的压缩率被压缩。当采用快速压缩算法,它的解压速度最少在十亿字节(未压缩数据)每秒。换句话说,这个查询可以在单个服务器上以每秒大约几十亿行的速度进行处理。这实际上是当前实现的速度。