什么是ClickHouse?

  • 毛子开源的一个列式存储数据库(DBMS), 主要用于OLAP, 能使用SQL查询实时生成分析数据报告。
  • 可以类比HBase

数据类型

  • 与其他框架比较

MySQL

Hive

ClickHouse

byte

TINYINT

Int8

short

SMALLINT

Int16

int

INT

Int32

long

BIGINT

Int64

varchar

STRING

String

timestamp

TIMESTAMP

DateTime

float

FLOAT

Float32

double

DOUBLE

Float64

boolean

BOOLEAN


  • 整形
  • 固定长度的整形, 包括有符号整型或无符号整型。
  • 整型范围 (-2n-1, 2n-1 -1)
  • 无符号整型范围 (0 ~ 2n -1)
  • 浮点型(不建议用, 有精度损失问题)
  • Float32
  • Float64
  • 布尔型
  • 没有单独的类型来存储布尔值。可以使用 UInt8 类型, 取值限制为 0 或 1。
  • 字符串
  • String
  • 字符串可以是任意长度的。它可以包含任意的字节集, 包含空字节。
  • FixedString(N)
  • 固定长度 N 的字符串, N必须是严格的正自然数。
  • 当服务端读取长度小于 N 的字符串时, 通过在字符串末尾添加空字节来达到 N 字节长度。
  • 当服务端读取长度大鱼 N 的字符串时, 将返回错误消息。
  • 与 String 相比, 极少会使用 FixedString, 因为使用起来不是很方便。
  • 数组
  • Array(T): 由 T 类型元素组成的数组
  • T 可以是任意类型, 包含数组类型(也就是说可以套娃), 但不推荐使用多维数组(不能再MergeTree 表中存储多维数组)。
  • 元组
  • Tuple(T1, T2, ...) 其中每个元素都有单独的类型, 可以类比python 和 Scala 的 Tuple。

表引擎

  • TinyLog
  • 存在磁盘中
  • 不支持索引
  • 没有并发控制(同时读ok, 同时写会造成数据损坏, 同时读写会相互阻塞并报错)
  • 使用场景: 存储小表以及不会改动的数据
  • SQL Demo:
e8e77479edf9 :) create table customer(id Int8, name String)engine=TinyLog

CREATE TABLE customer
(
    `id` Int8, 
    `name` String
)
ENGINE = TinyLog

Ok.

0 rows in set. Elapsed: 0.005 sec.

插入数据:

insert into customer values(1, 'Thermo Fisher Scientific')
insert into customer values(2, 'Agilent Technologies')
insert into customer values(3, 'Shimadzu')
  • 其实会在对应的表目录下创建id.bin, name.bin, 及sizes.json(记录字节数)文件
  • Memory
  • 内存引擎, 数据以未压缩的原始形式直接保存在内存中, 服务器重启数据就会消失。
  • 读写操作不会相互阻塞
  • 不支持索引
  • 简单查询下有非常高的性能表现(超过10G/s)
  • 应用场景: 测试, 需要非常高的性能, 同时数据量又不太大(上限大约1亿行)的场景
  • Merge
  • 本身不存储数据
  • 可用于同时从任意多个其他的表中读取数据
  • 读是自动并行的, 不支持写入。
  • 读取时, 那些被真正读取的数据的表的索引(如果有的话)会被使用
  • SQL Demo:
-- 先创建3个TinyLog引擎的表
create table t1 (id UInt16, name String) ENGINE=TinyLog;
create table t2 (id UInt16, name String) ENGINE=TinyLog;
create table t3 (id UInt16, name String) ENGINE=TinyLog;

-- 插入数据
insert into t1(id, name) values (1, 'Trump');
insert into t2(id, name) values (2, 'Powell');
insert into t3(id, name) values (3, 'Merkel');

-- 使用正则合并所有带t名的表的数据
create table t (id UInt16, name String) ENGINE=Merge(currentDatabase(), '^t');

-- 查看表t数据
e8e77479edf9 :) select * from t;

SELECT *
FROM t

┌─id─┬─name──┐
│  1 │ Trump │
└────┴───────┘
┌─id─┬─name───┐
│  2 │ Powell │
└────┴────────┘
┌─id─┬─name───┐
│  3 │ Merkel │
└────┴────────┘

3 rows in set. Elapsed: 0.003 sec.
  • 需要注意的是merge的是本地的表, 不能跨机器
  • MergeTree(重点)
  • 使用场景: 有海量数据要插入到表中, 需要高效地一批批写入数据片段, 并希望这些数据片段在后台按照一定规则合并。
  • 特点:
  • 数据按主键排序
  • 可以使用分区(如果指定了主键)
  • 支持数据副本
  • 支持数据采集
  • 格式:
ENGINE=MergeTree() # 指定引擎
PARTITION BY # 分区键, 要按月分区, 可以使用表达式toYYYYMM(date_column)
ORDER BY # 表的排序键, 可以是一组列的元组或任意的表达式, 例如: ORDER BY(id, name)。
PRIMARY KEY # 主键, 需要与排序键字段不同, 默认情况下主键跟排序键相同
SAMPLE BY # 用于抽样的表达式式。如果要用抽样表达式, 主键中必须包含此表达式
SETTINGS # 影响MergeTree性能的额外参数:
(1) index_granularity: 索引粒度, 即索引中相邻【标记】间的数据行数, 默认值: 8192
(2) use_minimalistic_part_header_in_zookeeper: 数据片段头在Zookeeper中的存储方式。
(3) min_merge_bytes_to_use_direct_io: 使用直接 I/O 来操作磁盘的合并操作时要求的最小的数据量。
  • SQL Demo
-- 创建表
create table mt_table(date Date, id UInt8, name String)
engine=MergeTree()
partition by date
order by (id, name)  -- id 和 name 会默认被当成主键
settings index_granularity=8192;

-- 插入数据
insert into mt_table values ('2020-03-25', 1, 'Trump');
insert into mt_table values ('2020-03-26', 1, 'Powell');
insert into mt_table values ('2020-03-27', 1, 'Merkel');
  • 会在表目录下产生时间目录, 时间目录中会有许多文件
  • checksums.txt (检查总数)
  • columns.txt (存储列信息)
  • count.txt (列中数据量)
  • date.bin
  • data.mrk (mrk 存的是偏移量)
  • id.bin
  • id.mrk
  • minmax_date.idx (存最小最大时间)
  • name.bin
  • name.mrk
  • partition.dat
  • primary.idx (存主键参数)
  • ReplacingMergeTree
  • 在MergeTree的基础上, 添加了"处理重复数据"的功能, 该引擎和MergeTree的不同之处在于它会删除有相同主键的重复项。
  • 数据的去重只会在合并的过程中出现
  • 合并会在未知的事件在后台运行, 所以无法预先作出计划。
  • 有一些数据可能仍未必被处理, 因此ReplacingMergeTree适用于在后台清除重复的数据以节省空间, 但是它不保证没有重复的数据出现。
  • 格式:
ENGINE=ReplacingMergeTree([ver]) # ver: 版本列, 类型为UInt*, Date 或DateTime
合并的时候, ReplacingMergeTree 从所有具有相同主键的行中选择一行留下, 如果ver列未指定, 选择最后一条。如果ver列已指定, 选择ver值最大的版本
PARTITION BY
ORDER BY
SAMPLE BY
SETTING name = value,...
  • SQL Demo
-- 创建表
create table rmt_table (date Date, id UInt8, name String, point UInt8)
ENGINE=ReplacingMergeTree(point)
partition by date
order by (id, name);

-- 插入数据
insert into rmt_table values ('2020-03-20', 1, 'a', 20);
insert into rmt_table values ('2020-03-21', 1, 'a', 30);
insert into rmt_table values ('2020-03-22', 1, 'a', 20);
insert into rmt_table values ('2020-03-23', 1, 'a', 30);
insert into rmt_table values ('2020-03-24', 1, 'a', 10);
insert into rmt_table values ('2020-03-20', 1, 'a', 20);
insert into rmt_table values ('2020-03-20', 1, 'a', 20);

-- 查看数据
e8e77479edf9 :) select * from rmt_table

e8e77479edf9 :) select * from rmt_table

SELECT *
FROM rmt_table

┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-21 │  1 │ a    │    30 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-23 │  1 │ a    │    30 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-20 │  1 │ a    │    20 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-24 │  1 │ a    │    10 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-22 │  1 │ a    │    20 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-20 │  1 │ a    │    20 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-20 │  1 │ a    │    20 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘


-- 使用optimize参数优化表(实际工作中千万别用, 让它自己慢慢合并)
optimize table rmt_table;

-- 再查看表, 可以看见重复行已经去除
e8e77479edf9 :) select * from rmt_table

SELECT *
FROM rmt_table

┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-24 │  1 │ a    │    10 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-23 │  1 │ a    │    30 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-22 │  1 │ a    │    20 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-21 │  1 │ a    │    30 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘
┌───────date─┬─id─┬─name─┬─point─┐
│ 2020-03-20 │  1 │ a    │    20 │
└────────────┴────┴──────┴───────┘

5 rows in set. Elapsed: 0.003 sec.
  • SummingMergeTree
  • 继承自MergeTree
  • 当合并 SummingMergeTree 表的数据片段时, ClickHouse 会把所有具有相同主键的行合并为一行, 该行包含了被合并的行中具有数值数据类型的列的汇总值。
  • 如果主键的组合方式使得单个兼职对应于大量的行, 则可以显著的减少存储空间并加快数据查询的速度
  • 对于不可加的列, 会取一个最先出现的值。
  • 格式:
ENGINE = SummingMergeTree([columns]) # column: 包含将要被汇总的列的列名的元组
PARTITION BY
ORDER BY
SAMPLE BY 
SETTINGs name=value, ...
  • SQL Demo
-- 创建表
create table smt_table (date Date, name String, sum UInt16, not_sum UInt16) 
engine=SummingMergeTree(sum) partition by date order by (date, name);

--插入数据
insert into smt_table values ('2020-03-20', 'a', 1, 2);
insert into smt_table values ('2020-03-20', 'b', 2, 1);
insert into smt_table values ('2020-03-21', 'b', 3, 9);
insert into smt_table values ('2020-03-21', 'a', 3, 8);
insert into smt_table values ('2020-03-21', 'a', 3, 1);
insert into smt_table values ('2020-03-22', 'c', 1, 3);

-- 查看数据
e8e77479edf9 :) select * from smt_table;

SELECT *
FROM smt_table

┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-22 │ c    │   1 │       3 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-21 │ a    │   3 │       1 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-21 │ a    │   3 │       8 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-20 │ b    │   2 │       1 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-21 │ b    │   3 │       9 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-20 │ a    │   1 │       2 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘

6 rows in set. Elapsed: 0.004 sec. 

-- 使用optimize参数优化表(实际工作中千万别用, 让它自己慢慢合并)
optimize table smt_table;

-- 再次查看表
e8e77479edf9 :) select * from smt_table;

SELECT *
FROM smt_table

┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-22 │ c    │   1 │       3 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-20 │ b    │   2 │       1 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-21 │ a    │   6 │       8 │
│ 2020-03-21 │ b    │   3 │       9 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘
┌───────date─┬─name─┬─sum─┬─not_sum─┐
│ 2020-03-20 │ a    │   1 │       2 │
└────────────┴──────┴─────┴─────────┘

5 rows in set. Elapsed: 0.002 sec.
  • Distrubuted(重点)
  • 分布式引擎, 本身不存储数据, 但可以在多个服务器上进行分布式查询。
  • 读是自动并行的
  • 读取时, 远程服务器表的索引(如果有的话)会被使用
  • 格式
Distributed(cluster_name, database, table[, sharding_key])
# 参数: 集群名, 数据库, 表,分片键