ClickHouse 是俄罗斯的Yandex于2016年开源的列式存储数据库(DBMS),使用C++语言编写,主要用于在线分析处理查询(OLAP),能够使用SQL查询实时生成分析数据报告。
一、列式存储
以下面的表为例:
Id |
Name |
Age |
1 |
张三 |
18 |
2 |
李四 |
22 |
3 |
王五 |
34 |
#1.采用行式存储时,数据在磁盘上的组织结构为:
好处是想查某个人所有的属性时,可以通过一次磁盘查找加顺序读取就可以。但是当想查所有人的年龄时,需要不停的查找,或者全表扫描才行,遍历的很多数据都是不需要的。
#2.采用列式存储时,数据在磁盘上的组织结构为:
这时想查所有人的年龄只需把年龄那一列拿出来就可以了
#3.列式储存的好处:
1)对于列的聚合,计数,求和等统计操作原因优于行式存储。
2)由于某一列的数据类型都是相同的,针对于数据存储更容易进行数据压缩,每一列选择更优的数据压缩算法,大大提高了数据的压缩比重。
3)由于数据压缩比更好,一方面节省了磁盘空间,另一方面对于 cache 也有了更大的发挥空间。
二、DBMS 的功能
几乎覆盖了标准SQL的大部分语法,包括DDL和DML,以及配套的各种函数,用户管理及权限管理,数据的备份与恢复。
三、多样化引擎
ClickHouse和MySQL类似,把表级的存储引擎插件化,根据表的不同需求可以设定不同的存储引擎。目前包括合并树、日志、接口和其他四大类20多种引擎。
四、高吞吐写入能力
ClickHouse采用类LSM Tree的结构,数据写入后定期在后台Compaction。通过类LSM tree的结构,ClickHouse在数据导入时全部是顺序append写,写入后数据段不可更改,在后台compaction时也是多个段merge sort后顺序写回磁盘。顺序写的特性,充分利用了磁盘的吞吐能力,即便在HDD上也有着优异的写入性能。
官方公开benchmark测试显示能够达到 50MB-200MB/s 的写入吞吐能力,按照每行100Byte 估算,大约相当于50W-200W 条/s的写入速度。
五、 数据分区与线程级并行
ClickHouse 将数据划分为多个 partition,每个partition再进一步划分为多个index granularity(索引粒度),然后通过多个CPU核心分别处理其中的一部分来实现并行数据处理。在这种设计下,单条 Query 就能利用整机所有CPU。极致的并行处理能力,极大的降低了查询延时。
所以,ClickHouse即使对于大量数据的查询也能够化整为零平行处理。但是有一个弊端就是对于单条查询使用多cpu,就不利于同时并发多条查询。所以对于高qps的查询业务,ClickHouse并不是强项。
六、 性能对比
某网站精华帖,中对几款数据库做了性能对比。
1.单表查询
2. 关联查询
结论: ClickHouse像很多OLAP数据库一样,单表查询速度由于关联查询,而且ClickHouse的两者差距更为明显。