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高性价比OLAP列式数据库—Clickhouse(初识介绍)

原创 迷三张 2025-02-10
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介绍


        ClickHouse 是俄罗斯的Yandex2016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,能够使用SQL查询实时生成分析数据报告。


特点-列式存储


以下面表为例:

id
name
age
1
张三
17
2
王五
18
  • 采用行式存储时,数据在磁盘上的组织结构为

    1
    张三
    17
    2
    王五
    18


        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:

    1
    2
    张三
    王五
    17
    18


    这时想查所有人的年龄只需把年龄那一列拿出来就可以了。

  • 列式储存的好处:

    1. 对于列的聚合,计数,求和等统计操作原因优于行式存储。

    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。


DBMS的功能


    几乎覆盖了标准SQL的大部分语法,包括DDLDML,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。


多样化引擎


        ClickHouseMySQL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。


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 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。

        官方公开benchmark测试显示能够达到50MB-200MB/s的写入吞吐能力,按照每行100Byte估算,大约相当于50W-200W/s的写入速度。


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,极大地降低了查询延时。

        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。


性能对比


以下对几款数据库做了性能对比:

  • 单表查询

        ClickHouse 在进行大数据量的单表查询时表现出色,尤其是在聚合、筛选和排序等操作上,它能充分利用列式存储、压缩、并行处理等技术,提供高效的查询性能。
  • 关联查询

         对于大规模数据的简单 JOIN
     查询,ClickHouse 能够提供明显的性能提升,尤其是在单表聚合或少量联接的情况下。

        在处理大表之间的复杂联接时,ClickHouse 的性能可能会受到一定影响,尤其是在没有合理优化(如索引或分区)的情况下。


总结


        总体来说,ClickHouse 非常适合用作分析型查询的数据库,尤其是在处理海量数据时,它的查询性能明显优于传统关系型数据库。如果你需要进行复杂的多表关联查询,且数据表之间关系复杂,传统的行式数据库可能会提供更优的性能。




    后续会持续加更clickhouse文章合集,包括安装、数据类型、各种引擎使用场景和机制介绍、使用、高级功能等。期待+关注~~~


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      最后修改时间:2025-02-17 13:15:24
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