MergeTree

Движок MergeTree поддерживает индекс по первичному ключу и по дате и обеспечивает возможность обновления данных в реальном времени. Это наиболее продвинутый движок таблиц в ClickHouse. Не путайте с движком Merge.

Движок принимает параметры: имя столбца типа Date, содержащего дату; выражение для семплирования (не обязательно); кортеж, определяющий первичный ключ таблицы; гранулированность индекса.

Пример без поддержки сэмплирования.

MergeTree(EventDate, (CounterID, EventDate), 8192)

Пример с поддержкой сэмплирования.

MergeTree(EventDate, intHash32(UserID), (CounterID, EventDate, intHash32(UserID)), 8192)

В таблице типа MergeTree обязательно должен быть отдельный столбец, содержащий дату, здесь это столбец EventDate. Тип столбца с датой — обязательно Date (а не DateTime).

Первичным ключом может быть кортеж из произвольных выражений (обычно это просто кортеж столбцов) или одно выражение.

Выражение для сэмплирования (использовать не обязательно) — произвольное выражение. Оно должно также присутствовать в первичном ключе. В примере используется хэширование по идентификатору посетителя, чтобы псевдослучайно перемешать данные в таблице для каждого CounterID и EventDate. То есть, при использовании секции SAMPLE в запросе вы получите равномерно-псевдослучайную выборку данных для подмножества посетителей.

Таблица реализована как набор кусочков. Каждый кусочек сортирован по первичному ключу. Также для каждого кусочка прописана минимальная и максимальная дата. При вставке в таблицу создаётся новый сортированный кусочек. В фоне периодически инициируется процесс слияния. При слиянии выбирается несколько кусочков, обычно наименьших, и сливаются в один большой сортированный кусочек.

То есть, при вставке в таблицу производится инкрементальная сортировка. Слияние реализовано таким образом, что таблица постоянно состоит из небольшого количества сортированных кусочков, а также само слияние делает не слишком много работы.

При вставке данные, относящиеся к разным месяцам, разбиваются на разные кусочки. Кусочки, соответствующие разным месяцам, никогда не объединяются. Это сделано, чтобы обеспечить локальность модификаций данных (для упрощения бэкапов).

Кусочки объединяются до некоторого предельного размера, чтобы не было слишком длительных слияний.

Для каждого кусочка также пишется индексный файл. Индексный файл содержит значение первичного ключа для каждой index_granularity строки таблицы. То есть, это разреженный индекс сортированных данных.

Для столбцов также пишутся «засечки» каждую index_granularity строку, чтобы данные можно было читать в определённом диапазоне.

При чтении из таблицы, запрос SELECT анализируется на предмет того, можно ли использовать индексы. Индекс может использоваться, если в секции WHERE/PREWHERE, в качестве одного из элементов конъюнкции, или целиком, есть выражение, представляющее операции сравнения на равенства, неравенства, а также IN или LIKE с фиксированным префиксом, над столбцами или выражениями, входящими в первичный ключ или ключ партиционирования, либо над некоторыми частистично монотонными функциями от этих столбцов, а также логические связки над такими выражениями.

Таким образом, обеспечивается возможность быстро выполнять запросы по одному или многим диапазонам первичного ключа. Например, в указанном примере будут быстро работать запросы для конкретного счётчика; для конкретного счётчика и диапазона дат; для конкретного счётчика и даты, для нескольких счётчиков и диапазона дат и т. п.

SELECT count() FROM table WHERE EventDate = toDate(now()) AND CounterID = 34
SELECT count() FROM table WHERE EventDate = toDate(now()) AND (CounterID = 34 OR CounterID = 42)
SELECT count() FROM table WHERE ((EventDate >= toDate('2014-01-01') AND EventDate <= toDate('2014-01-31')) OR EventDate = toDate('2014-05-01')) AND CounterID IN (101500, 731962, 160656) AND (CounterID = 101500 OR EventDate != toDate('2014-05-01'))

Во всех этих случаях будет использоваться индекс по дате и по первичному ключу. Видно, что индекс используется даже для достаточно сложных выражений. Чтение из таблицы организовано так, что использование индекса не может быть медленнее full scan-а.

В этом примере индекс не может использоваться.

SELECT count() FROM table WHERE CounterID = 34 OR URL LIKE '%upyachka%'

Чтобы проверить, сможет ли ClickHouse использовать индекс при выполнении запроса, используйте настройки force_index_by_date и force_primary_key.

Индекс по дате обеспечивает чтение только кусков, содержащих даты из нужного диапазона. При этом кусок данных может содержать данные за многие даты (до целого месяца), а в пределах одного куска данные лежат упорядоченными по первичному ключу, который может не содержать дату в качестве первого столбца. В связи с этим, при использовании запроса с указанием условия только на дату, но не на префикс первичного ключа, будет читаться данных больше, чем за одну дату.

Для конкуррентного доступа к таблице используется мультиверсионность. То есть, при одновременном чтении и обновлении таблицы, данные будут читаться из набора кусочков, актуального на момент запроса. Длинных блокировок нет. Вставки никак не мешают чтениям.

Чтения из таблицы автоматически распараллеливаются.

Поддерживается запрос OPTIMIZE, который вызывает один внеочередной шаг слияния.

Вы можете использовать одну большую таблицу, постоянно добавляя в неё данные небольшими пачками, именно для этого предназначен движок MergeTree.

Для всех типов таблиц семейства MergeTree возможна репликация данных — смотрите раздел «Репликация данных».

Оглавление