Apache iceberg：Netflix 数据仓库的基石

Apache Iceberg 是一种用于跟踪超大规模表的新格式，是专门为对象存储（如S3）而设计的。 本文将介绍为什么 Netflix 需要构建 Iceberg，Apache Iceberg 的高层次设计，并会介绍那些能够更好地解决查询性能问题的细节。

本文由 Ryan Blue 分享，他在 Netflix 从事开源数据项目，是 Apache Iceberg 的最初创建者之一，也是 Apache Spark, Parquet, 以及 Avro 贡献者。

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Apache Iceberg 是由 Netflix 开发开源的，其于 2018年11月16日进入 Apache 孵化器，是 Netflix 公司数据仓库基础。在功能上和我们熟悉的 Delta Lake 或者 Apache Hudi 类似，但各有优缺点。

任何东西的诞生都是有其背后的原因，那么为什么 Netflix 需要开发 Apache Iceberg？

在 Netflix，他们希望有更智能的处理引擎，比如有 CBO 优化，更好的 Join 实现，缓存结果集以及物化视图等功能。同时，他们也希望减少人工维护数据。

Netflix 面临的问题包括：1、不安全的操作随处可见；2、和对象存储交互有时候会出现很大的问题；3、无休止的可扩展性挑战。

为了解决这些问题，Iceberg 诞生了。那么 Iceberg 是什么？

iceberg 是一种可伸缩的表存储格式，内置了许多最佳实践。

什么？是一种存储格式？可使我们已经有 Parquet，Avro 以及 ORC 这些格式了，为什么还要设计一种新格式？

iceberg 允许我们在一个文件里面修改或者过滤数据；当然多个文件也支持这些操作。为了展示这点，我们来看看一张 Hive 表。

Hive 表的核心思想是把数据组织成目录树，如上所述。

如果我们需要过滤数据，可以在 where 里面添加分区相关的信息。

带来的问题是如果一张表有很多分区，我们需要使用 HMS（Hive MetaStore）来记录这些分区，同时底层的文件系统（比如 HDFS）仍然需要在每个分区里面记录这些分区数据。

这就导致我们需要在 HMS 和 文件系统里面同时保存一些状态信息；因为缺乏锁机制，所以对上面两个系统进行修改也不能保证原子性。

当然 Hive 这样维护表也不是没有好处。这种设计使得很多引擎（Hive、Spark、Presto、Flink、Pig）都支持读写 Hive 表，同时支持很多第三方工具。简单和透明使得 Hive 表变得不可或缺的。

Iceberg 的目标包括：1、成为静态数据交换的开放规范，维护一个清晰的格式规范，支持多语言，支持跨项目的需求等。

2、提升扩展性和可靠性。能够在一个节点上运行，也能在集群上运行。所有的修改都是原子性的，串行化隔离。原生支持云对象存储，支持多并发写。

3、修复持续的可用性问题，比如模式演进，分区隐藏，支持时间旅行、回滚等。

Iceberg 主要设计思想：记录表在所有时间的所有文件，和 Delta Lake 或 Apache Hudi 一样，支持 snapshot，其是表在某个时刻的完整文件列表。每一次写操作都会生成一个新的快照。

读取数据的时候使用当前的快照，Iceberg 使用乐观锁机制来创建新的快照，然后提交。

Iceberg 这么设计的好处是：

• 所有的修改都是原子性的；

• 没有耗时的文件系统操作；

• 快照是索引好的，以便加速读取；

• CBO metrics 信息是可靠的；

• 更新支持版本，支持物化视图。

Iceberg 在 Netflix 生产环境维护着数十 TB 的数据，数百万个分区。对大表进行查询能够提供低延迟的响应。

生产环境中使用 Flink 管道在 3 个 AWS regions 写数据。Lift 服务将数据移到一个 region。Merge 服务对小文件进行合并。

可用性方面：回滚是家常便饭。

未来工作：1、支持 Spark 向量化以便实现快速的 bulk read，Presto 向量化已经支持。2、行级别的删除，支持 MERGE INTO 等。

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