初识TDengine

1. 几个概念

TSDB: Time Series Database，时序数据库。非关系型数据库，主要用于处理带时间标签（按照时间的顺序变化，即时间序列化）的数据，带时间标签的数据也称为时间序列数据。时序数据库的特点在于：写多于读、顺序写、很少更新、区块删除。因此时序数据库非常契合那些产生频率快、严重依赖于采集时间、测点多信息量大的工业数据，比如：电力、化工、气象等行业。

SQL：Structured Query Language，结构化查询语言。是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统；简单点讲就是操作数据库的一种语言。

2. TDengine简介

开发公司是涛思数据，国产的开源时序数据库，具有支持SQL、缓存、流式计算、订阅、集群部署等特点。

下面是2022年11月在DB-Engines网站上时序数据库的排名，可以看到是有进步的。

3. 安装

TDengine支持多种方式的安装，如果不需要他的造数据的demo的话，推荐使用docker安装，安装包的安装会带有一个名为taosBenchmark的产品性能测试工具，它可以模拟生成数据，测试TDengine的插入、查询和订阅等功能的性能。

这里贴一下docker安装的步骤：

如果已经安装了 Docker，首先拉取最新的 TDengine 容器镜像：

docker pull tdengine/tdengine:latest

或者指定版本的容器镜像：

docker pull tdengine/tdengine:3.0.1.4

然后只需执行下面的命令：

docker run -d -p 6030:6030 -p 6041:6041 -p 6043-6049:6043-6049 -p  6043-6049:6043-6049/udp tdengine/tdengine

更多的安装方式请参考官方文档。

4. 几个概念

库

和关系型数据库的库的概念没有什么区别，库里面存放的是数据表。

超级表 STable

因为TSDB主要的应用场景在工业数据的采集，那么自然会存在许多类型相同的设备需要被采集数据。超级表可以简单看作设备类型的抽象。

子表 Subtable

如果说超级表是模板，代表某种设备类型，那么子表就是具体的设备，子表依赖于超级表。

采集量（Metric）和 标签（Label/Tag）

一个设备需要被监控采集的数据，会动态变化的就是采集量；静态不变的数据比如设备名称等就是标签。

这些只是一部分简化后的概念，更具体的请查阅官方文档。

5. 简单使用SQL操作数据库

在2中我们提到TDengine是支持SQL进行操作的，现在以docker安装的TDengine为例，我们简单说一下怎么用SQL操作TDengine。
首先我们需要进入TDengine的命令行操作界面。

# 进入容器内部
docker exec -it $容器ID bash
 
# 执行taos命令，进入命令行模式
taos

会出现如下界面：

root@9d229d2bd7b0:~# taos
Welcome to the TDengine Command Line Interface, Client Version:3.0.1.6
Copyright (c) 2022 by TDengine, all rights reserved.
 
   ******************************  Tab Completion  **********************************
   *   The TDengine CLI supports tab completion for a variety of items,             *
   *   including database names, table names, function names and keywords.          *
   *   The full list of shortcut keys is as follows:                                *
   *    [ TAB ]        ......  complete the current word                            *
   *                   ......  if used on a blank line, display all valid commands  *
   *    [ Ctrl + A ]   ......  move cursor to the st[A]rt of the line               *
   *    [ Ctrl + E ]   ......  move cursor to the [E]nd of the line                 *
   *    [ Ctrl + W ]   ......  move cursor to the middle of the line                *
   *    [ Ctrl + L ]   ......  clear the entire screen                              *
   *    [ Ctrl + K ]   ......  clear the screen after the cursor                    *
   *    [ Ctrl + U ]   ......  clear the screen before the cursor                   *
   **********************************************************************************
 
Server is Community Edition.

下面是简单的SQL示例：

# 展示数据库
show databases;
 
# 创建数据库
CREATE DATABASE power KEEP 365 DURATION 10 BUFFER 16 WAL_LEVEL 1;

上面一条SQL的意思是：创建一个名为power的数据库，这个数据库数据保存365天（KEEP），同时呢只允许插入比当前时间早10天的数据（DURATION）,后面两个参数BUFFER和WAL_LEVEL是涉及内存池和落盘策略的设置。

以我们的项目为例，创建一个超级表。

-- 温湿度计
CREATE STABLE WSD
(
ts   timestamp,
Temp float,
Hum  float
)
TAGS (equipId binary(20));

因为目前没有太好的数据库可视化工具来适配TDengine，而且官方的TDengineGUI又不支持最新版的TDengine，再加上数据库的字段非常简单，见名知意，所以这里没有加注释，如果需要了解，官方SQL文档里写的很清楚请自行查阅。

上面提到，超级表就是一个模板，上面的建表SQL意为：
创建一个表名为“WSD”的超级表，表包含3个字段：

ts（时间戳，TDengine所有表必须包含并放在第一位的字段）

Temp（float类型，温度）

Hum（float类型，湿度）

有了模型之后，就是创建具体的设备，这里我的方案是在代码中根据接收到的物联设备消息的内容拼接SQL，因为设备的种类（即模型）我们是可以预见的，但是具体的设备我们是无法预知的，所以事先创建具体的子表对应具体的设备是不合理的，拼接的SQL示例如下：

insert into WSD001 using WSD tags(11111)(ts, Temp, Hum)values (1670918059000, 26, 30)

SQL的意思是：设备WSD001（表名，模型为WSD，如果不存在这张表，会创建）新增一条数据。

6. 流式计算

在我们的项目场景中，会统计一些累加的数据，比如用电量、用气量等等。物联设备推送的数据往往是某个设备的数据，但是我们可能需要按系统统计多个设备的数据的和。以每小时统计一次中央空调系统的用电量为例，我们需要是将这一个小时内多个电表的最后一次推送的数据求和，因为用电量是累加，也就等于最大值求和，即：用电量 = sum(max(EPI))

在超级表中取max是无法获取到正确的数据的，分别对子表取max在累加又显得很笨，TD提供了一种流式计算的方案来实现这类计算，可以简单理解为MySQL的视图。

在举例之前，需要了解几个概念：

窗口切分查询

流式计算

示例SQL

create
stream bpd_epi_s into bpd_epi as
select _WSTART as ts, max(epi) as val, equipId, tbname
from bpd partition by tbname interval (30m) FILL(PREV);

意为：创建一个名为“bpd_epi_s”的流式计算数据放在超级表“bpd_epi”中，存放的是变配电（bpd）系统按照30min为区间取各个设备的最大epi值，存储的数据有_WSTART（窗口开始时间）、max(epi)，equipId（设备id）、tbname（子表名称，也即设备编码）。

再说下删除stream，首先要drop stream xx，然后drop stable xxx，剩下的关联超级表的子表会自动删除。

7. java项目中使用

官方文档给出了多个demo，可以自行选择实现方案
https://github.com/taosdata/TDengine