大数据技术之 ClickHouse

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上两篇文章我们说了流式计算引擎Flink的相关知识,所谓的流式计算也就是实时计算,那么我们这篇文章接着说一下实时计算组件ClickHouse。

1. ClickHouse概述

ClickHouse 全称是 Click Stream,Data WareHouse,是俄罗斯的 Yandex 于 2016 年开源的 列式存储数据库(DBMS),使用C++语言编写,主要用于在线分析处理查询(OLAP:Online Analytical Processing)能够使用SQL查询实时生成分析数据报告

Clickhouse 没有使用 Hadoop生态,而是采用 Local attached storage 作为存储,它的线性扩展和可靠性保障了其能够原生支持 shard + replication,并且它还可以作为 用户行为分析流批一体 的相关组件。

2. ClickHouse特点

2.1 列式存储

以下面的表为例:

IDNameAge
1张三18
2李四22
3王五34
  • 采用行式存储时,数据在磁盘上的组织结构为:

image.png

好处是想查某个人所有的属性时,可以通过一次磁盘查找加顺序读取就可以。但是当想查所有人的年龄时,需要不停的查找,或者全表扫描才行,遍历的很多数据都是不需要的。

  • 采用列式存储时,数据在磁盘上的组织结构为:

image.png

列式存储的好处:

(1)对于列的聚合、计数、求和等统计操作效率优于行式存储;

(2)由于某一列的数据类型都是相同的,针对于数据存储更容易进行数据压缩,每一列选择更优的数据压缩算法,大大提高了数据的压缩比重;

(3)由于数据压缩比更好,一方面节省了磁盘空间,另一方面对于cache也有了更大的发挥空间。

2.2 DBMS的功能

几乎覆盖了标准SQL的大部分语法,包括 DDL和 DML,以及配套的各种函数,用户管理及权限管理,数据的备份与恢复。

2.3 多样化引擎

ClickHouse和MySQL类似,把表级的存储引擎插件化,根据表的不同需求可以设定不同的存储引擎。目前包括合并树、日志、接口和其他四大类20多种引擎。

2.4 高吞吐写入能力

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,即便在HDD上也有着优异的写入性能。

2.5 数据分区与线程级并行

ClickHouse将数据划分为多个partition,每个partition再进一步划分为多个index granularity(索引粒度),然后通过多个CPU核心分别处理其中的一部分来实现并行数据处理。在这种设计下,单条Query就能利用整机所有CPU。极致的并行处理能力,极大的降低了查询延时。

所以,ClickHouse即使对于大量数据的查询也能够化整为零平行处理。但是有一个弊端就是对于单条查询使用多cpu,就不利于同时并发多条查询。所以对于高qps的查询业务,ClickHouse并不是强项。

总结

这篇文章我们简单的介绍了ClickHouse的概述和特点,并没有涉及实操编码部分,有的读者如果想要查询 ClickHouse的安装以及编码知识,可以去看下 官网介绍clickhouse.yandex/ 以及其他技术文章。