Databricks高级产品经理Jonathan Katz指出,AI代理正打破运营与分析数据间的传统壁垒。LTAP通过统一存储层,让分析查询直接作用于实时运营数据,无需复制或迁移。它利用无状态计算与列式格式,避免HTAP的高成本,支持独立扩展。此架构简化了欺诈检测等实时工作流,减少延迟,并统一数据治理,使数据更易被代理高效利用。
事务型数据库(OLTP)优化实时读写与ACID合规,适合银行、电商等操作场景;分析型数据库(OLAP)侧重列式存储与大规模历史数据查询,支持商业智能。两者权衡延迟、吞吐与存储格式,多数企业通过CDC复制管道并行运行,平衡速度与洞察力。选择需评估查询模式、并发、数据量及新鲜度需求。
拥有8年工作经验,其中4年专注Rust,曾在美团、亚马逊、小米任职,现从事数据系统领域,如分布式计算、OLAP查询引擎等。活跃于开源社区,是Apache DataFusion committer。定居武汉,接受现场或远程办公,寻求data infra或AI infra职位,可通过邮箱联系。
该文章介绍OLAP数据库引擎的最终阶段,实现排序、并行执行、REPL和TCP服务器。排序操作符支持多键和NULL排序;并行执行采用morsel驱动,每个worker独立处理行组并合并局部聚合结果;REPL提供交互式SQL查询和元命令;TCP服务器支持远程连接。最终形成完整的列式数据库引擎,从SQL解析到查询结果全流程运行。
本文介绍OLAP查询规划器与优化器的实现,涵盖三个阶段:绑定器解析名称和类型、优化器通过谓词下推、常量折叠和投影下推提升效率、物理规划器将逻辑算子映射为可执行算子。以DuckDB为例,展示逻辑计划树构建及优化过程,最终减少数据处理量,提高查询性能。
本文介绍了OLAP数据库开发中SQL解析器的构建(第8阶段)。解析器通过词法分析器将SQL字符串拆分为标记,再用递归下降解析器生成抽象语法树(AST),支持SELECT、CREATE TABLE、INSERT和COPY语句。文章详细说明了标记类型、AST节点结构、运算符优先级处理及解析示例,为后续查询规划和优化做准备。
哈希连接是OLAP中的标准连接算法,通过构建较小表的哈希表并用较大表进行查找,复杂度为O(n + m)。该算法支持INNER和LEFT连接,NULL键不匹配。构建阶段扫描较小表并插入哈希表,探测阶段查找匹配行,LEFT连接保留未匹配的行,构建列为NULL。
第六阶段的哈希聚合实现了GROUP BY聚合,使用哈希表将组键映射到聚合状态。每个聚合函数遵循初始化、更新和最终化的生命周期,并正确处理NULL值。哈希聚合是第一个需要查看所有输入的阶段,以确保输出的准确性。
文章讨论了OLAP系统的执行引擎,重点在于向量化表达式及其查询处理。通过处理2048行数据,提升了CPU效率。介绍了顺序扫描、过滤和投影操作符的实现,利用区域映射优化数据读取,减少不必要的数据复制。整体流程通过操作符管道处理数据,提升查询性能。
本文探讨了分布式OLAP查询引擎的架构与执行模型,重点分析了Trino与Spark、DuckDB等引擎的对比。介绍了OLTP、OLAP与HTAP的优化目标,强调了交互式OLAP的特点及其应用。阐述了SQL解析、逻辑优化、物理执行及MPP调度的过程,并讨论了嵌入式与分布式的选择依据。最后提供了后续阅读路径与实验入口。
本文讨论了优化器在 SQL 查询中的重要性,特别是 Apache Calcite 和 Trino 的关系。Calcite 提供逻辑计划和优化规则,而 Trino 则采用自研规划器,借鉴 Calcite 的代数思想。文章还介绍了物理计划的执行约定、优化规则及其在 Trino 中的实现,强调了优化阶段的流水线和调试手段。
本文探讨了多表连接的优化策略,包括连接顺序、物理连接算子和分布式连接方法。重点分析了DuckDB和Trino的连接规划,比较了Hash Join和Merge Join的性能,并介绍了动态分区裁剪(DPP)和数据倾斜问题的解决方案。最后,总结了连接规划的关键要素和未来研究方向。
本文总结了数据平台的选型决策,提出了交互式联邦、批ETL、嵌入式分析和流批一体四条路径。通过能力对照表,分析了不同引擎的下推深度、并发模型和运维复杂度,强调了查询引擎的核心功能及其在数据平台栈中的重要性,并提供了针对不同需求的引擎选择建议。
CBO(基于成本的优化器)在OLAP引擎中通过基数估计和代价常量做出决策,影响连接算法和顺序。统计信息对优化至关重要,直接影响查询性能。Trino和DuckDB的统计机制不同,DuckDB通过内置估计提高计划准确性。统计过期会导致错误的连接顺序,因此需定期更新统计信息以优化查询。
本文探讨了Volcano模型在执行层的应用,重点分析了Trino与PostgreSQL的对比。核心内容包括通过pull语义驱动子算子、阻断pipeline的算子,以及Trino在Volcano框架下的批量化改造。文章还介绍了算子的接口、Pipeline与Pipeline Breaker的概念,以及PostgreSQL的执行机制,最后讨论了Volcano在OLAP中的局限性与演进。
本文总结了RocksDB的内核机制,探讨了存储引擎的选择决策树,包括OLTP、OLAP和湖仓等场景。RocksDB适合写密集型负载,适用于Flink、TiKV等嵌入式应用。文章对比了RocksDB与InnoDB、列存和湖仓的特点,指出各自的适用场景和优化方向,并提供了存储栈和数据平台的阅读地图,以帮助读者理解不同存储引擎的关系与应用。
第四阶段引入了表、目录和CSV批量加载功能,支持定义模式、逐行添加数据并持久化存储。表由行组和附加状态组成,目录管理所有表的注册信息。CSV加载器将CSV列映射到表列并转换数据类型,为后续的查询执行引擎奠定基础。
文章讨论了OLAP系统中的压缩技术,重点介绍了列存储的压缩方法。通过使用RLE、字典编码、位打包和增量编码等四种压缩编解码器,数据可以减少5-10倍。每种编码器根据数据类型自动选择,以实现最佳压缩效果,并介绍了压缩的实现细节和未来的开发计划。
第二阶段的OLAP专注于列式存储,设计了RowGroups和ColumnSegments结构,以优化数据的磁盘存储和读取。RowGroups将表水平分区,每组最多包含122,880行;ColumnSegments存储每列的数据,并附带最小/最大区间图。该模型支持按需读取列、跳过不匹配的行组,并独立压缩每个段,提升查询效率。
OLAP数据库与OLTP数据库的主要区别在于数据存储方式。OLAP使用列存储,以提高分析查询速度。DuckDB的基础结构包括向量和数据块,每个向量最多可存2048个值,并使用有效性位掩码跟踪NULL值。数据块是列向量的集合,支持高效的数据处理和过滤。
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