一、前言
ClickHouse是一个用于联机分析(OLAP)的列式数据库管理系统(DBMS);目前我们使用CH作为实时数仓用于统计分析,在做性能优化的时候使用了 物化视图
这一特性作为优化手段,本文主要分享物化视图的特性与如何使用它来优化ClickHouse的查询性能。
二、概念
数据库中的 视图(View)
指的是通过一张或多张表查询出来的 逻辑表 ,本身只是一段 SQL 的封装并 不存储数据。
而 物化视图(Materialized View)
与普通视图不同的地方在于它是一个查询结果的数据库对象(持久化存储),非常趋近于表;物化视图是数据库中的预计算逻辑+显式缓存,典型的空间换时间思路,所以用得好的话,它可以避免对基础表的频繁查询并复用结果,从而显著提升查询的性能。
在传统关系型数据库中,Oracle、PostgreSQL、SQL Server等都支持物化视图,而作为MPP数据库的ClickHouse也支持该特性。
三、ClickHouse物化视图
ClickHouse中的物化视图可以挂接在任意引擎的基础表上,而且会自动更新数据,它可以借助 MergeTree 家族引擎(SummingMergeTree、Aggregatingmergetree等),得到一个实时的预聚合,满足快速查询;但是对 更新 与 删除 操作支持并不好,更像是个插入触发器。
创建语法:
CREATE [MATERIALIZED] VIEW [IF NOT EXISTS] [db.]table_name [TO[db.]name] [ENGINE = engine] [POPULATE] AS SELECT ...
POPULATE 关键字决定了物化视图的更新策略:
- 若有POPULATE 则在创建视图的过程会将源表已经存在的数据一并导入,类似于 create table ... as
- 若无POPULATE 则物化视图在创建之后没有数据
ClickHouse 官方并不推荐使用populated,因为在创建视图过程中插入表中的数据并不会写入视图,会造成数据的丢失。
四、案例
4.1. 场景
假设有一个日志表 login_user_log
来记录每次登录的用户信息,现在需要按用户所属地为维度来统计每天的登录次数。
PS:这种
只有新增记录,没有更新删除的记录表就非常适合使用
物化视图
来优化统计性能
正常的聚合SQL如下:city为用户所属地,login_date为登录时间
select city, login_date, count(1) login_cnt
from login_user_log
group by city, login_date
增加 物化视图
后的架构如下图所示:
4.2. 建表
创建基础表:基础表使用 SummingMergeTree
引擎,进行预聚合处理
CREATE TABLE login_user_log_base
(
city String,
login_date Date,
login_cnt UInt32
)
ENGINE = SummingMergeTree()
ORDER BY (city, login_date)
SummingMergeTree表引擎主要用于只关心聚合后的数据,而不关心明细数据的场景,它能够在合并分区的时候按照预先定义的条件聚合汇总数据,将同一分组下的多行数据汇总到一行,可以显著的 减少存储空间并加快数据查询的速度。
创建物化视图:用户在创建物化视图时,通过 AS SELECT ...
子句从源表中查询需要的列,十分灵活
CREATE MATERIALIZED VIEW if not exists login_user_log_mv
TO login_user_log_base
AS
SELECT city, login_date, count(1) login_cnt
from login_user_log
group by city, login_date
使用 TO 关键字关联物化视图
与基础表
,需要自己初始化历史数据。
4.3. 查询统计结果
使用物化视图查询
SELECT city, login_date, sum(login_cnt) cnt
from login_user_log_mv
group by city, login_date
注意:在使用物化视图(SummingMergeTree引擎)的时候,也需要按照聚合查询来写sql,因为虽然
SummingMergeTree
会自己预聚合,但是并不是实时的,具体执行聚合的时机并
不可控。
总结
- 在创建 MV 表时,一定要使用 TO 关键字为 MV 表指定存储位置,否则不支持 嵌套视图(多个物化视图继续聚合一个新的视图)
- 在创建 MV 表时如果用到了多表联查,不能为连接表指定别名,如果多个连接表中存在同名字段,在连接表的查询语句中使用 AS 将字段名区分开
- 在创建 MV 表时如果用到了多表联查,只有当第一个查询的表有数据插入时,这个 MV 才会被触发
- 在创建 MV 表时不要使用 POPULATE 关键字,而是在 MV 表建好之后将数据手动导入 MV 表
- 在使用 MV 的聚合引擎时,也需要按照聚合查询来写sql,因为聚合时机不可控
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