Presto架构原理与优化介绍(1) | 青训营笔记

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这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的第9天

7.1 概述

1.大数据与OLAP的演进

什么是大数据?大数据=大规模的数据量?

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。

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Hadoop:基于廉价机器的存算分离的大规模分布式处理系统

1)谷歌在2003、2004年 发布Google File System论文、MapReduce论文。

2) 2008年,Hadoop成为apache顶级项目

➢OLAP(OnLine Analytical Processing)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。

➢OLAP VS MapReduce

1)MapReduce代表了抽象的物理执行模型,使用门槛较高

2)与Mapreduce Job相比,OL AP引擎常通过SQL的形式,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。

OLAP核心概念:维度、度量

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➢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

2.Presto设计思想:

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

1)多租户任务的管理 与调度

2)多数据源联邦查询

3)支持内存化计算

4)Pipeline式数据处理

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有很多公司也基于Presto进行了二次开发:

Prestodb: github.com/prestodb/pr…

Trino: github.com/trinodb/tri…

Openlookeng: github.com/openlookeng…

3.小结

1)介绍了大数据与OLAP系统的演进

2)带大家初步认识了Presto,了解Presto相关设计理念

7.2 Presto基础原理和概念

1.基础概念的介绍

基础概念介绍-服务相关

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

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基础概念介绍-数据源相关

➢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。

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基础概念介绍-Query相关

➢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, -个Stage只有一个Task,一个Query可能有多个Task

➢Pipeline:Stage按照LocalExchange切分为若干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.

➢Split:输入数据描述(数据实体是Page),数量上和Driver一对应,不仅代表实际数据源split,也代表了不同stage间传输的数据。

➢Operator:最小的物理算子。

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基础概念介绍-数据传输相关

➢Exchange & LocalExchange; Exchange:表示不同Stage间的数据传输,大多数意义下等价于Shufle

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)

LocalExchange的默认数值是16。

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多租户下的任务调度-数据传输相关

Q;如何衡量某个任务某个Stage的真实并行度?

A:在不同pipeline下split(driver)的数目之和

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2.核心组件架构介绍

Presto架构图

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核心组件架构介绍-服务发现

Discovery Service:

1) Worker配置文件配置Discovery Service地址

2) Worker节点启动后会向Discovery Service注册

3) Coordiantor从Discovery Service获取Worker的地址

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核心组件架构介绍-通信机制

➢通信机制 1) Presto Client I JDBC Client 与Server间通信:Http

2) Coordinator 与Worker间的通信:Thrift/ Http

3) Worker与Worker间的通信:Thrift/ Http

➢Http 1.1 VS Thrift

Thrift具有更好的数据编码能力,Http 1.1还不支持头部信息的压缩,Thrift 具有更好的数据压缩率

节点状态:

1)ACTIVE

2)INACTIVE

3)SHUTDOWN

SHUTDOWN状态的作用是什么?

➢Graceful shutdown(优雅的扩缩容):

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小结:

1)从服务、数据源、Query、数据传输四个角度,介绍了Presto相关的基础概念服务、数据源、Query、 数据传输包含哪些基本概念?如何衡量一个任务的并行度(Task 并不是最小的执行单元)

2)通过服务发现、通信机制、节点状态三方面介绍了Coordinator与Worker是如何协调和工作的