Apache Doris 入门教程30：冷热分层机制

冷热分层

需求场景​

未来一个很大的使用场景是类似于es日志存储，日志场景下数据会按照日期来切割数据，很多数据是冷数据，查询很少，需要降低这类数据的存储成本。从节约存储成本角度考虑

1. 各云厂商普通云盘的价格都比对象存储贵
2. 在doris集群实际线上使用中，普通云盘的利用率无法达到100%
3. 云盘不是按需付费，而对象存储可以做到按需付费
4. 基于普通云盘做高可用，需要实现多副本，某副本异常要做副本迁移。而将数据放到对象存储上则不存在此类问题，因为对象存储是共享的。

解决方案​

在Partition级别上设置freeze time，表示多久这个Partition会被freeze，并且定义freeze之后存储的remote storage的位置。在be上daemon线程会周期性的判断表是否需要freeze，若freeze后会将数据上传到s3上。

冷热分层支持所有doris功能，只是把部分数据放到对象存储上，以节省成本，不牺牲功能。因此有如下特点：

• 冷数据放到对象存储上，用户无需担心数据一致性和数据安全性问题
• 灵活的freeze策略，冷却远程存储property可以应用到表和partition级别
• 用户查询数据，无需关注数据分布位置，若数据不在本地，会拉取对象上的数据，并cache到be本地
• 副本clone优化，若存储数据在对象上，则副本clone的时候不用去拉取存储数据到本地
• 远程对象空间回收recycler，若表、分区被删除，或者冷热分层过程中异常情况产生的空间浪费，则会有recycler线程周期性的回收，节约存储资源
• cache优化，将访问过的冷数据cache到be本地，达到非冷热分层的查询性能
• be线程池优化，区分数据来源是本地还是对象存储，防止读取对象延时影响查询性能

Storage policy的使用​

存储策略是使用冷热分层功能的入口，用户只需要在建表或使用doris过程中，给表或分区关联上storage policy，即可以使用冷热分层的功能。

SinceVersion dev 创建S3 RESOURCE的时候，会进行S3远端的链接校验，以保证RESOURCE创建的正确。

此外，需要新增fe配置：enable_storage_policy=true

注意：这个属性不会被CCR同步，如果这个表是被CCR复制而来的，即PROPERTIES中包含is_being_synced = true时，这个属性将会在这个表中被擦除。

例如：

CREATE RESOURCE "remote_s3"
PROPERTIES
(
    "type" = "s3",
    "s3.endpoint" = "bj.s3.com",
    "s3.region" = "bj",
    "s3.bucket" = "test-bucket",
    "s3.root.path" = "path/to/root",
    "s3.access_key" = "bbb",
    "s3.secret_key" = "aaaa",
    "s3.connection.maximum" = "50",
    "s3.connection.request.timeout" = "3000",
    "s3.connection.timeout" = "1000"
);

CREATE STORAGE POLICY test_policy
PROPERTIES(
    "storage_resource" = "remote_s3",
    "cooldown_ttl" = "1d"
);

CREATE TABLE IF NOT EXISTS create_table_use_created_policy 
(
    k1 BIGINT,
    k2 LARGEINT,
    v1 VARCHAR(2048)
)
UNIQUE KEY(k1)
DISTRIBUTED BY HASH (k1) BUCKETS 3
PROPERTIES(
    "storage_policy" = "test_policy"
);

或者对一个已存在的表，关联storage policy

ALTER TABLE create_table_not_have_policy set ("storage_policy" = "test_policy");

或者对一个已存在的partition，关联storage policy

ALTER TABLE create_table_partition MODIFY PARTITION (*) SET("storage_policy"="test_policy");

具体可以参考docs目录下resource、 policy、 create table、 alter table等文档，里面有详细介绍

一些限制​

• 单表或单partition只能关联一个storage policy，关联后不能drop掉storage policy，需要先解除二者的关联。
• storage policy关联的对象信息不支持修改数据存储path的信息，比如bucket、endpoint、root_path等信息
• storage policy支持创建和修改和支持删除，删除前需要先保证没有表引用此storage policy。
• Unique 模型在开启 Merge-On-Write 特性时，不支持设置 storage policy。

冷数据占用对象大小​

方式一： 通过show proc '/backends'可以查看到每个be上传到对象的大小，RemoteUsedCapacity项，此方式略有延迟。

方式二： 通过show tablets from tableName可以查看到表的每个tablet占用的对象大小，RemoteDataSize项。

冷数据的cache​

上文提到冷数据为了优化查询的性能和对象存储资源节省，引入了cache的概念。在冷却后首次命中，Doris会将已经冷却的数据又重新加载到be的本地磁盘，cache有以下特性：

• cache实际存储于be磁盘，不占用内存空间。
• cache可以限制膨胀，通过LRU进行数据的清理
• cache的实现和联邦查询catalog的cache是同一套实现，文档参考此处

冷数据的compaction​

冷数据传入的时间是数据rowset文件写入本地磁盘时刻起，加上冷却时间。由于数据并不是一次性写入和冷却的，因此避免在对象存储内的小文件问题，doris也会进行冷数据的compaction。 但是，冷数据的compaction的频次和资源占用的优先级并不是很高，也推荐本地热数据compaction后再执行冷却。具体可以通过以下be参数调整：

• be参数cold_data_compaction_thread_num可以设置执行冷数据的compaction的并发，默认是2。
• be参数cold_data_compaction_interval_sec 可以设置执行冷数据的compaction的时间间隔，默认是1800，单位：秒，即半个小时。

冷数据的schema change​

数据冷却后支持schema change类型如下：

• 增加、删除列
• 修改列类型
• 调整列顺序
• 增加、修改 Bloom Filter
• 增加、删除 bitmap index

冷数据的垃圾回收​

冷数据的垃圾数据是指没有被任何Replica使用的数据，对象存储上可能会有如下情况产生的垃圾数据：

1. 上传rowset失败但是有部分segment上传成功。
2. FE重新选CooldownReplica后，新旧CooldownReplica的rowset version不一致，FollowerReplica都去同步新CooldownReplica的CooldownMeta，旧CooldownReplica中version不一致的rowset没有Replica使用成为垃圾数据。
3. 冷数据Compaction后，合并前的rowset因为还可能被其他Replica使用不能立即删除，但是最终FollowerReplica都使用了最新的合并后的rowset，合并前的rowset成为垃圾数据。

另外，对象上的垃圾数据并不会立即清理掉。 be参数remove_unused_remote_files_interval_sec 可以设置冷数据的垃圾回收的时间间隔，默认是21600，单位：秒，即6个小时。

未尽事项​

• 目前暂无方式查询特定storage policy 关联的表。
• 一些远端占用指标更新获取不够完善