Presto架构原理与优化介绍 | 青训营笔记

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Presto架构原理与优化介绍 | 青训营笔记

这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第9天

上节课我们学习了Shuffle原理,明白了Shuffle的架构和发展历程,今天我们来学Presto架构

概述

大数据与OLAP的演进

大数据的概念大家想必都已经非常熟悉了,这里再强调一下,关于大数据这里我们参考马丁·希尔伯特的总结:

大数据其实是在2000年后,因为信息化的快速发展。信息交换、信息存储、信息处理三个方面能力的大幅增长而产生的数据

再来介绍一下Hadoop,Hadoop是基于廉价机器的存算分离的大规模分布式处理系统

  • 谷歌在2003、2004年发布Google File System论文、MapReduce论文
  • 2008年,Hadoop成为apache顶级项目

再来介绍一下OLAP,OLAP是对业务数据执行多维分析,并提供复杂计算,趋势分析和复杂数据建模的能力。是许多商务智能(BI)应用程序背后的技术

Mapreduce Job想必,OLAP引擎常通过SQL的形势,为数据分析、数据开发人员提供统一的逻辑描述语言,实际的物理执行由具体的引擎进行转换和优化

常见的OLAP引擎

  • 预计算引擎:Kylin,Druid
  • 批式处理引擎:Hive Spark
  • 流式处理引擎:Flink
  • 交互式处理引擎:Presto,Clickhouse,Doris

Presto设计思想

Presto 最初是由Facebook研发的构建于Hadoop/HDFS系统之上的PB级交互式分析引擎,其具有如下的特点:

  • 多租户任务的管理与调度
  • 多数据源联邦查询
  • 支持内存化计算
  • Pipeline式数据处理

Presto基础原理和概念

先来介绍一下下图的各种作用

  • Coordinator:解析SQL语句、生成执行计划、分发执行任务给Worker节点

  • Worker:执行 Task处理数据、与其他Worker交互传输数据。

  • Connector:一个Connector代表一种数据源。可以认为Connector是由Presto提供的适配多数据源的统一接口

  • Catalog:管理元信息与实际数据的映射关系

image.png

Query

  • Query:基于SQL parser后获得的执行计划

  • Stage:根据是否需要shuffle将Query拆分成不同的subplan,每一个subplan便是一个stage

  • Fragment:基本等价于Stage,属于在不同阶段的称呼,在本门课程可以认为两者等价

  • Task:单个Worker节点上的最小资源管理单元:在一个节点上,一个Stage只有一个Task,一个Query可能由多个Task

  • Pipeline:Stage按照LocalExchange切分成若干Operator集合,每个Operator集合定义一个Pipeline

  • Driver:Pipeline的可执行实体,Pipeline和Driver的关系可类比程序和进程,是最小的执行单元,通过火山迭代模型执行每一个Operator

  • Spilt:输入数据描述,数量上和Driver一一对应,不仅代表实际数据源spilt,也代表了不同stage传输的数据

  • Operator:最小的物理算子

数据传输

  • Exchange:表示不同Stage间的数据传输,大多数意义下等价于Shuffle

  • LocalExchange:Stage内的rehash操作,常用于提高并行处理数据的能力(Task在Presto中只是最小的容器,而不是最小的执行单元)

核心组件架构

Presto架构图如下 image.png

Presto重要机制

Resouurce Group

  • 类似Yarn多级队列的资源管理方式
  • 基于CPU、MEMORY、SQL执行数进行资源使用量限制

优点:轻量的Query级别的多级队列资源管理模式

缺点:存在一定滞后性,只会对Group中正在运行的SQL进行判断

Stage调度

AllAtOnceExecutionPolicy:延迟点,会存在任务空跑

PhasedExecutionPolicy:有一定延迟、节省部分资源

Task调度

Task的数量如何确定:

  • Source:根据数据meta决定分配多少个节点

  • Fixed:hash partition count确定,如集群节点数量、

  • sink:汇聚结果,一台机器

  • Scaled:无分区限制,可拓展,如write数据

  • Coordinator_Onl=y:只需要coordinator参与

多数据源联邦查询

将各个数据源进行统一的抽象,最后由presto server进行统一的物理执行

image.png

局限性:

  • 1.元数据管理与映射

  • 2.谓词下推

  • 3.数据源分片