1.1 میلیارد سفر تاکسی: خوشه ClickHouse 108 هسته ای

ترجمه مقاله به طور اختصاصی برای دانشجویان دوره تهیه شده است مهندس داده.

1.1 میلیارد سفر تاکسی: خوشه ClickHouse 108 هسته ای

کلیک هاوس یک پایگاه داده ستونی منبع باز است. این یک محیط عالی است که در آن صدها تحلیلگر می توانند به سرعت داده های دقیق را جستجو کنند، حتی اگر ده ها میلیارد رکورد جدید در روز وارد شود. هزینه‌های زیرساختی برای پشتیبانی از چنین سیستمی می‌تواند تا 100 دلار در سال و به طور بالقوه نصف آن بسته به استفاده باشد. در یک نقطه، نصب ClickHouse از Yandex Metrics حاوی 10 تریلیون رکورد بود. علاوه بر Yandex، ClickHouse با Bloomberg و Cloudflare نیز موفق بوده است.

دو سال پیش خرج کردم تحلیل مقایسه ای پایگاه داده با استفاده از یک ماشین، و تبدیل شد سریع ترین نرم افزار پایگاه داده رایگانی که تا به حال دیده ام. از آن زمان، توسعه دهندگان افزودن ویژگی هایی از جمله پشتیبانی از فشرده سازی Kafka، HDFS و ZStandard را متوقف نکرده اند. سال گذشته آنها پشتیبانی از روش های فشرده سازی آبشاری را اضافه کردند دلتا-از-دلتا کدگذاری امکان پذیر شد هنگام فشرده سازی داده های سری زمانی، مقادیر گیج را می توان با استفاده از رمزگذاری دلتا به خوبی فشرده کرد، اما برای شمارنده ها بهتر است از رمزگذاری دلتا به مثلث استفاده شود. فشرده سازی خوب به کلید عملکرد ClickHouse تبدیل شده است.

ClickHouse از 170 هزار خط کد C++، به استثنای کتابخانه های شخص ثالث، تشکیل شده است و یکی از کوچکترین پایگاه های کد پایگاه داده توزیع شده است. در مقایسه، SQLite از توزیع پشتیبانی نمی کند و از 235 هزار خط کد C تشکیل شده است. تا لحظه نگارش این مقاله، 207 مهندس به ClickHouse کمک کرده اند و شدت commit ها اخیراً افزایش یافته است.

در مارس 2017، ClickHouse شروع به کار کرد تغییرات ثبت شده به عنوان یک راه آسان برای پیگیری توسعه. آنها همچنین فایل مستندسازی یکپارچه را به یک سلسله مراتب فایل مبتنی بر Markdown تقسیم کردند. مسائل و ویژگی‌ها از طریق GitHub ردیابی می‌شوند و به طور کلی نرم‌افزار در چند سال اخیر بسیار در دسترس‌تر شده است.

در این مقاله، من قصد دارم نگاهی به عملکرد یک کلاستر ClickHouse در AWS EC2 با استفاده از پردازنده های 36 هسته ای و فضای ذخیره سازی NVMe داشته باشم.

به روز رسانی: یک هفته پس از انتشار اولیه این پست، آزمایش را با پیکربندی بهبودیافته دوباره اجرا کردم و به نتایج بسیار بهتری دست یافتم. این پست برای منعکس کننده این تغییرات به روز شده است.

راه اندازی یک خوشه AWS EC2

من از سه نمونه c5d.9xlarge EC2 برای این پست استفاده خواهم کرد. هر کدام از آنها شامل 36 CPU مجازی، 72 گیگابایت رم، 900 گیگابایت حافظه NVMe SSD و پشتیبانی از شبکه 10 گیگابیتی است. آنها در منطقه eu-west-1,962 هر ساعت 1 دلار در ساعت در هنگام اجرا بر اساس تقاضا هزینه دارند. من از اوبونتو سرور 16.04 LTS به عنوان سیستم عامل استفاده خواهم کرد.

فایروال به گونه ای پیکربندی شده است که هر دستگاه می تواند بدون محدودیت با یکدیگر ارتباط برقرار کند و فقط آدرس IPv4 من در لیست سفید SSH در خوشه قرار می گیرد.

درایو NVMe در حالت آماده باش عملیاتی است

برای اینکه ClickHouse کار کند، یک سیستم فایل با فرمت EXT4 روی درایو NVMe روی هر یک از سرورها ایجاد می کنم.

$ sudo mkfs -t ext4 /dev/nvme1n1
$ sudo mkdir /ch
$ sudo mount /dev/nvme1n1 /ch

هنگامی که همه چیز پیکربندی شد، می توانید نقطه اتصال و 783 گیگابایت فضای موجود در هر سیستم را مشاهده کنید.

$ lsblk

NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
loop0         7:0    0  87.9M  1 loop /snap/core/5742
loop1         7:1    0  16.5M  1 loop /snap/amazon-ssm-agent/784
nvme0n1     259:1    0     8G  0 disk
└─nvme0n1p1 259:2    0     8G  0 part /
nvme1n1     259:0    0 838.2G  0 disk /ch

$ df -h

Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
udev             35G     0   35G   0% /dev
tmpfs           6.9G  8.8M  6.9G   1% /run
/dev/nvme0n1p1  7.7G  967M  6.8G  13% /
tmpfs            35G     0   35G   0% /dev/shm
tmpfs           5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs            35G     0   35G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/loop0       88M   88M     0 100% /snap/core/5742
/dev/loop1       17M   17M     0 100% /snap/amazon-ssm-agent/784
tmpfs           6.9G     0  6.9G   0% /run/user/1000
/dev/nvme1n1    825G   73M  783G   1% /ch

مجموعه داده‌ای که من در این آزمایش استفاده خواهم کرد، داده‌ای است که از 1.1 میلیارد سواری تاکسی در شهر نیویورک طی شش سال ایجاد کردم. در وبلاگ یک میلیارد سفر تاکسی در Redshift جزئیات نحوه جمع آوری این مجموعه داده را شرح می دهد. آنها در AWS S3 ذخیره می شوند، بنابراین من AWS CLI را با کلیدهای دسترسی و مخفی خود پیکربندی می کنم.

$ sudo apt update
$ sudo apt install awscli
$ aws configure

من محدودیت درخواست همزمان مشتری را روی 100 تنظیم می کنم تا فایل ها سریعتر از تنظیمات پیش فرض دانلود شوند.

$ aws configure set 
    default.s3.max_concurrent_requests 
    100

من مجموعه داده تاکسی سواری را از AWS S3 دانلود می کنم و آن را روی درایو NVMe در سرور اول ذخیره می کنم. این مجموعه داده حدود 104 گیگابایت در قالب CSV فشرده شده با GZIP است.

$ sudo mkdir -p /ch/csv
$ sudo chown -R ubuntu /ch/csv
$ aws s3 sync s3://<bucket>/csv /ch/csv

نصب کلیک هاوس

من توزیع OpenJDK را برای جاوا 8 نصب خواهم کرد زیرا برای اجرای Apache ZooKeeper لازم است، که برای نصب توزیع شده ClickHouse در هر سه ماشین لازم است.

$ sudo apt update
$ sudo apt install 
    openjdk-8-jre 
    openjdk-8-jdk-headless

سپس متغیر محیطی را تنظیم کردم JAVA_HOME.

$ sudo vi /etc/profile
 
export JAVA_HOME=/usr
 
$ source /etc/profile

سپس از سیستم مدیریت بسته اوبونتو برای نصب ClickHouse 18.16.1، Glances و ZooKeeper در هر سه ماشین استفاده خواهم کرد.

$ sudo apt-key adv 
    --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 
    --recv E0C56BD4
$ echo "deb http://repo.yandex.ru/clickhouse/deb/stable/ main/" | 
    sudo tee /etc/apt/sources.list.d/clickhouse.list
$ sudo apt-get update

$ sudo apt install 
    clickhouse-client 
    clickhouse-server 
    glances 
    zookeeperd

من یک دایرکتوری برای ClickHouse ایجاد می کنم و همچنین برخی تنظیمات را در هر سه سرور لغو می کنم.

$ sudo mkdir /ch/clickhouse
$ sudo chown -R clickhouse /ch/clickhouse

$ sudo mkdir -p /etc/clickhouse-server/conf.d
$ sudo vi /etc/clickhouse-server/conf.d/taxis.conf

اینها لغو تنظیماتی هستند که من از آنها استفاده خواهم کرد.

<?xml version="1.0"?>
<yandex>
    <listen_host>0.0.0.0</listen_host>
    <path>/ch/clickhouse/</path>

 <remote_servers>
        <perftest_3shards>
            <shard>
                <replica>
                    <host>172.30.2.192</host>
                    <port>9000</port>
                 </replica>
            </shard>
            <shard>
                 <replica>
                    <host>172.30.2.162</host>
                    <port>9000</port>
                 </replica>
            </shard>
            <shard>
                 <replica>
                    <host>172.30.2.36</host>
                    <port>9000</port>
                 </replica>
            </shard>
        </perftest_3shards>
    </remote_servers>

  <zookeeper-servers>
        <node>
            <host>172.30.2.192</host>
            <port>2181</port>
        </node>
        <node>
            <host>172.30.2.162</host>
            <port>2181</port>
        </node>
        <node>
            <host>172.30.2.36</host>
            <port>2181</port>
        </node>
    </zookeeper-servers>

 <macros>
        <shard>03</shard>
        <replica>01</replica>
    </macros>
</yandex>

سپس ZooKeeper و سرور ClickHouse را روی هر سه ماشین اجرا خواهم کرد.

$ sudo /etc/init.d/zookeeper start
$ sudo service clickhouse-server start

بارگذاری داده ها در کلیک هاوس

در اولین سرور یک جدول سفر ایجاد خواهم کرد (trips) که مجموعه داده ای از سفرهای تاکسی را با استفاده از موتور Log ذخیره می کند.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0
 
CREATE TABLE trips (
    trip_id                 UInt32,
    vendor_id               String,

    pickup_datetime         DateTime,
    dropoff_datetime        Nullable(DateTime),

    store_and_fwd_flag      Nullable(FixedString(1)),
    rate_code_id            Nullable(UInt8),
    pickup_longitude        Nullable(Float64),
    pickup_latitude         Nullable(Float64),
    dropoff_longitude       Nullable(Float64),
    dropoff_latitude        Nullable(Float64),
    passenger_count         Nullable(UInt8),
    trip_distance           Nullable(Float64),
    fare_amount             Nullable(Float32),
    extra                   Nullable(Float32),
    mta_tax                 Nullable(Float32),
    tip_amount              Nullable(Float32),
    tolls_amount            Nullable(Float32),
    ehail_fee               Nullable(Float32),
    improvement_surcharge   Nullable(Float32),
    total_amount            Nullable(Float32),
    payment_type            Nullable(String),
    trip_type               Nullable(UInt8),
    pickup                  Nullable(String),
    dropoff                 Nullable(String),

    cab_type                Nullable(String),

    precipitation           Nullable(Int8),
    snow_depth              Nullable(Int8),
    snowfall                Nullable(Int8),
    max_temperature         Nullable(Int8),
    min_temperature         Nullable(Int8),
    average_wind_speed      Nullable(Int8),

    pickup_nyct2010_gid     Nullable(Int8),
    pickup_ctlabel          Nullable(String),
    pickup_borocode         Nullable(Int8),
    pickup_boroname         Nullable(String),
    pickup_ct2010           Nullable(String),
    pickup_boroct2010       Nullable(String),
    pickup_cdeligibil       Nullable(FixedString(1)),
    pickup_ntacode          Nullable(String),
    pickup_ntaname          Nullable(String),
    pickup_puma             Nullable(String),

    dropoff_nyct2010_gid    Nullable(UInt8),
    dropoff_ctlabel         Nullable(String),
    dropoff_borocode        Nullable(UInt8),
    dropoff_boroname        Nullable(String),
    dropoff_ct2010          Nullable(String),
    dropoff_boroct2010      Nullable(String),
    dropoff_cdeligibil      Nullable(String),
    dropoff_ntacode         Nullable(String),
    dropoff_ntaname         Nullable(String),
    dropoff_puma            Nullable(String)
) ENGINE = Log;

سپس هر یک از فایل های CSV را در یک جدول سفر استخراج و بارگذاری می کنم (trips). زیر در 55 دقیقه و 10 ثانیه کامل شد. پس از این عملیات، حجم دایرکتوری داده ها 134 گیگابایت شد.

$ time (for FILENAME in /ch/csv/trips_x*.csv.gz; do
            echo $FILENAME
            gunzip -c $FILENAME | 
                clickhouse-client 
                    --host=0.0.0.0 
                    --query="INSERT INTO trips FORMAT CSV"
        done)

سرعت واردات 155 مگابایت محتوای CSV فشرده نشده در ثانیه بود. من گمان می کنم که این به دلیل یک تنگنا در رفع فشار GZIP باشد. شاید سریع‌تر بود که همه فایل‌های gzip شده را به صورت موازی با استفاده از xargs از حالت فشرده خارج کنید و سپس داده‌های زیپ‌شده را بارگیری کنید. در زیر شرحی از آنچه در طی فرآیند واردات CSV گزارش شده است آمده است.

$ sudo glances

ip-172-30-2-200 (Ubuntu 16.04 64bit / Linux 4.4.0-1072-aws)                                                                                                 Uptime: 0:11:42
CPU       8.2%  nice:     0.0%                           LOAD    36-core                           MEM      9.8%  active:    5.20G                           SWAP      0.0%
user:     6.0%  irq:      0.0%                           1 min:    2.24                            total:  68.7G  inactive:  61.0G                           total:       0
system:   0.9%  iowait:   1.3%                           5 min:    1.83                            used:   6.71G  buffers:   66.4M                           used:        0
idle:    91.8%  steal:    0.0%                           15 min:   1.01                            free:   62.0G  cached:    61.6G                           free:        0

NETWORK     Rx/s   Tx/s   TASKS 370 (507 thr), 2 run, 368 slp, 0 oth sorted automatically by cpu_percent, flat view
ens5        136b    2Kb
lo         343Mb  343Mb     CPU%  MEM%  VIRT   RES   PID USER        NI S    TIME+ IOR/s IOW/s Command
                           100.4   1.5 1.65G 1.06G  9909 ubuntu       0 S  1:01.33     0     0 clickhouse-client --host=0.0.0.0 --query=INSERT INTO trips FORMAT CSV
DISK I/O     R/s    W/s     85.1   0.0 4.65M  708K  9908 ubuntu       0 R  0:50.60   32M     0 gzip -d -c /ch/csv/trips_xac.csv.gz
loop0          0      0     54.9   5.1 8.14G 3.49G  8091 clickhous    0 S  1:44.23     0   45M /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/clickhouse-server/config.xml
loop1          0      0      4.5   0.0     0     0   319 root         0 S  0:07.50    1K     0 kworker/u72:2
nvme0n1        0     3K      2.3   0.0 91.1M 28.9M  9912 root         0 R  0:01.56     0     0 /usr/bin/python3 /usr/bin/glances
nvme0n1p1      0     3K      0.3   0.0     0     0   960 root       -20 S  0:00.10     0     0 kworker/28:1H
nvme1n1    32.1M   495M      0.3   0.0     0     0  1058 root       -20 S  0:00.90     0     0 kworker/23:1H

قبل از ادامه، با حذف فایل‌های CSV اصلی، فضای درایو NVMe را آزاد می‌کنم.

$ sudo rm -fr /ch/csv

تبدیل به شکل ستونی

موتور Log ClickHouse داده ها را در قالب ردیف گرا ذخیره می کند. برای جستجوی سریعتر داده ها، آن را با استفاده از موتور MergeTree به فرمت ستونی تبدیل می کنم.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

موارد زیر در 34 دقیقه و 50 ثانیه تکمیل شد. پس از این عملیات، حجم دایرکتوری داده ها 237 گیگابایت بود.

CREATE TABLE trips_mergetree
    ENGINE = MergeTree(pickup_date, pickup_datetime, 8192)
    AS SELECT
        trip_id,
        CAST(vendor_id AS Enum8('1' = 1,
                                '2' = 2,
                                'CMT' = 3,
                                'VTS' = 4,
                                'DDS' = 5,
                                'B02512' = 10,
                                'B02598' = 11,
                                'B02617' = 12,
                                'B02682' = 13,
                                'B02764' = 14)) AS vendor_id,
        toDate(pickup_datetime)                 AS pickup_date,
        ifNull(pickup_datetime, toDateTime(0))  AS pickup_datetime,
        toDate(dropoff_datetime)                AS dropoff_date,
        ifNull(dropoff_datetime, toDateTime(0)) AS dropoff_datetime,
        assumeNotNull(store_and_fwd_flag)       AS store_and_fwd_flag,
        assumeNotNull(rate_code_id)             AS rate_code_id,

        assumeNotNull(pickup_longitude)         AS pickup_longitude,
        assumeNotNull(pickup_latitude)          AS pickup_latitude,
        assumeNotNull(dropoff_longitude)        AS dropoff_longitude,
        assumeNotNull(dropoff_latitude)         AS dropoff_latitude,
        assumeNotNull(passenger_count)          AS passenger_count,
        assumeNotNull(trip_distance)            AS trip_distance,
        assumeNotNull(fare_amount)              AS fare_amount,
        assumeNotNull(extra)                    AS extra,
        assumeNotNull(mta_tax)                  AS mta_tax,
        assumeNotNull(tip_amount)               AS tip_amount,
        assumeNotNull(tolls_amount)             AS tolls_amount,
        assumeNotNull(ehail_fee)                AS ehail_fee,
        assumeNotNull(improvement_surcharge)    AS improvement_surcharge,
        assumeNotNull(total_amount)             AS total_amount,
        assumeNotNull(payment_type)             AS payment_type_,
        assumeNotNull(trip_type)                AS trip_type,

        pickup AS pickup,
        pickup AS dropoff,

        CAST(assumeNotNull(cab_type)
            AS Enum8('yellow' = 1, 'green' = 2))
                                AS cab_type,

        precipitation           AS precipitation,
        snow_depth              AS snow_depth,
        snowfall                AS snowfall,
        max_temperature         AS max_temperature,
        min_temperature         AS min_temperature,
        average_wind_speed      AS average_wind_speed,

        pickup_nyct2010_gid     AS pickup_nyct2010_gid,
        pickup_ctlabel          AS pickup_ctlabel,
        pickup_borocode         AS pickup_borocode,
        pickup_boroname         AS pickup_boroname,
        pickup_ct2010           AS pickup_ct2010,
        pickup_boroct2010       AS pickup_boroct2010,
        pickup_cdeligibil       AS pickup_cdeligibil,
        pickup_ntacode          AS pickup_ntacode,
        pickup_ntaname          AS pickup_ntaname,
        pickup_puma             AS pickup_puma,

        dropoff_nyct2010_gid    AS dropoff_nyct2010_gid,
        dropoff_ctlabel         AS dropoff_ctlabel,
        dropoff_borocode        AS dropoff_borocode,
        dropoff_boroname        AS dropoff_boroname,
        dropoff_ct2010          AS dropoff_ct2010,
        dropoff_boroct2010      AS dropoff_boroct2010,
        dropoff_cdeligibil      AS dropoff_cdeligibil,
        dropoff_ntacode         AS dropoff_ntacode,
        dropoff_ntaname         AS dropoff_ntaname,
        dropoff_puma            AS dropoff_puma
    FROM trips;

خروجی نگاه در طول عملیات به این صورت بود:

ip-172-30-2-200 (Ubuntu 16.04 64bit / Linux 4.4.0-1072-aws)                                                                                                 Uptime: 1:06:09
CPU      10.3%  nice:     0.0%                           LOAD    36-core                           MEM     16.1%  active:    13.3G                           SWAP      0.0%
user:     7.9%  irq:      0.0%                           1 min:    1.87                            total:  68.7G  inactive:  52.8G                           total:       0
system:   1.6%  iowait:   0.8%                           5 min:    1.76                            used:   11.1G  buffers:   71.8M                           used:        0
idle:    89.7%  steal:    0.0%                           15 min:   1.95                            free:   57.6G  cached:    57.2G                           free:        0

NETWORK     Rx/s   Tx/s   TASKS 367 (523 thr), 1 run, 366 slp, 0 oth sorted automatically by cpu_percent, flat view
ens5         1Kb    8Kb
lo           2Kb    2Kb     CPU%  MEM%  VIRT   RES   PID USER        NI S    TIME+ IOR/s IOW/s Command
                           241.9  12.8 20.7G 8.78G  8091 clickhous    0 S 30:36.73   34M  125M /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/clickhouse-server/config.xml
DISK I/O     R/s    W/s      2.6   0.0 90.4M 28.3M  9948 root         0 R  1:18.53     0     0 /usr/bin/python3 /usr/bin/glances
loop0          0      0      1.3   0.0     0     0   203 root         0 S  0:09.82     0     0 kswapd0
loop1          0      0      0.3   0.1  315M 61.3M 15701 ubuntu       0 S  0:00.40     0     0 clickhouse-client --host=0.0.0.0
nvme0n1        0     3K      0.3   0.0     0     0     7 root         0 S  0:00.83     0     0 rcu_sched
nvme0n1p1      0     3K      0.0   0.0     0     0   142 root         0 S  0:00.22     0     0 migration/27
nvme1n1    25.8M   330M      0.0   0.0 59.7M 1.79M  2764 ubuntu       0 S  0:00.00     0     0 (sd-pam)

در آخرین آزمایش، چندین ستون تبدیل و دوباره محاسبه شد. متوجه شدم که برخی از این توابع دیگر آنطور که انتظار می رود در این مجموعه داده کار نمی کنند. برای حل این مشکل، توابع نامناسب را حذف کردم و داده ها را بدون تبدیل به انواع دانه ای تر بارگذاری کردم.

توزیع داده ها در خوشه

من داده ها را در هر سه گره خوشه توزیع خواهم کرد. برای شروع، در زیر یک جدول برای هر سه ماشین ایجاد می کنم.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

CREATE TABLE trips_mergetree_third (
    trip_id                 UInt32,
    vendor_id               String,
    pickup_date             Date,
    pickup_datetime         DateTime,
    dropoff_date            Date,
    dropoff_datetime        Nullable(DateTime),
    store_and_fwd_flag      Nullable(FixedString(1)),
    rate_code_id            Nullable(UInt8),
    pickup_longitude        Nullable(Float64),
    pickup_latitude         Nullable(Float64),
    dropoff_longitude       Nullable(Float64),
    dropoff_latitude        Nullable(Float64),
    passenger_count         Nullable(UInt8),
    trip_distance           Nullable(Float64),
    fare_amount             Nullable(Float32),
    extra                   Nullable(Float32),
    mta_tax                 Nullable(Float32),
    tip_amount              Nullable(Float32),
    tolls_amount            Nullable(Float32),
    ehail_fee               Nullable(Float32),
    improvement_surcharge   Nullable(Float32),
    total_amount            Nullable(Float32),
    payment_type            Nullable(String),
    trip_type               Nullable(UInt8),
    pickup                  Nullable(String),
    dropoff                 Nullable(String),

    cab_type                Nullable(String),

    precipitation           Nullable(Int8),
    snow_depth              Nullable(Int8),
    snowfall                Nullable(Int8),
    max_temperature         Nullable(Int8),
    min_temperature         Nullable(Int8),
    average_wind_speed      Nullable(Int8),

    pickup_nyct2010_gid     Nullable(Int8),
    pickup_ctlabel          Nullable(String),
    pickup_borocode         Nullable(Int8),
    pickup_boroname         Nullable(String),
    pickup_ct2010           Nullable(String),
    pickup_boroct2010       Nullable(String),
    pickup_cdeligibil       Nullable(FixedString(1)),
    pickup_ntacode          Nullable(String),
    pickup_ntaname          Nullable(String),
    pickup_puma             Nullable(String),

    dropoff_nyct2010_gid    Nullable(UInt8),
    dropoff_ctlabel         Nullable(String),
    dropoff_borocode        Nullable(UInt8),
    dropoff_boroname        Nullable(String),
    dropoff_ct2010          Nullable(String),
    dropoff_boroct2010      Nullable(String),
    dropoff_cdeligibil      Nullable(String),
    dropoff_ntacode         Nullable(String),
    dropoff_ntaname         Nullable(String),
    dropoff_puma            Nullable(String)
) ENGINE = MergeTree(pickup_date, pickup_datetime, 8192);

سپس مطمئن خواهم شد که اولین سرور می تواند هر سه گره را در خوشه ببیند.

SELECT *
FROM system.clusters
WHERE cluster = 'perftest_3shards'
FORMAT Vertical;
Row 1:
──────
cluster:          perftest_3shards
shard_num:        1
shard_weight:     1
replica_num:      1
host_name:        172.30.2.192
host_address:     172.30.2.192
port:             9000
is_local:         1
user:             default
default_database:
Row 2:
──────
cluster:          perftest_3shards
shard_num:        2
shard_weight:     1
replica_num:      1
host_name:        172.30.2.162
host_address:     172.30.2.162
port:             9000
is_local:         0
user:             default
default_database:

Row 3:
──────
cluster:          perftest_3shards
shard_num:        3
shard_weight:     1
replica_num:      1
host_name:        172.30.2.36
host_address:     172.30.2.36
port:             9000
is_local:         0
user:             default
default_database:

سپس یک جدول جدید در اولین سرور که بر اساس طرحواره است تعریف می کنم trips_mergetree_third و از موتور Distributed استفاده می کند.

CREATE TABLE trips_mergetree_x3
    AS trips_mergetree_third
    ENGINE = Distributed(perftest_3shards,
                         default,
                         trips_mergetree_third,
                         rand());

سپس داده ها را از جدول مبتنی بر MergeTree در هر سه سرور کپی می کنم. موارد زیر در 34 دقیقه و 44 ثانیه تکمیل شد.

INSERT INTO trips_mergetree_x3
    SELECT * FROM trips_mergetree;

پس از عملیات فوق، به ClickHouse 15 دقیقه فرصت دادم تا از علامت حداکثر سطح ذخیره سازی فاصله بگیرد. دایرکتوری های داده به ترتیب 264 گیگابایت، 34 گیگابایت و 33 گیگابایت در هر یک از این سه سرور بودند.

ارزیابی عملکرد خوشه ClickHouse

چیزی که بعد دیدم، سریعترین زمانی بود که هر پرس و جو را چندین بار روی یک جدول اجرا کردم trips_mergetree_x3.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

موارد زیر در 2.449 ثانیه تکمیل شدند.

SELECT cab_type, count(*)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY cab_type;

موارد زیر در 0.691 ثانیه تکمیل شدند.

SELECT passenger_count,
       avg(total_amount)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY passenger_count;

موارد زیر در 0 ثانیه تکمیل شد.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       count(*)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY passenger_count,
         year;

موارد زیر در 0.983 ثانیه تکمیل شدند.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       round(trip_distance) AS distance,
       count(*)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY passenger_count,
         year,
         distance
ORDER BY year,
         count(*) DESC;

برای مقایسه، من همان پرس و جوها را روی یک جدول مبتنی بر MergeTree اجرا کردم که صرفاً در سرور اول قرار دارد.

ارزیابی عملکرد یک گره ClickHouse

چیزی که بعد دیدم، سریعترین زمانی بود که هر پرس و جو را چندین بار روی یک جدول اجرا کردم trips_mergetree_x3.

موارد زیر در 0.241 ثانیه تکمیل شدند.

SELECT cab_type, count(*)
FROM trips_mergetree
GROUP BY cab_type;

موارد زیر در 0.826 ثانیه تکمیل شدند.

SELECT passenger_count,
       avg(total_amount)
FROM trips_mergetree
GROUP BY passenger_count;

موارد زیر در 1.209 ثانیه تکمیل شدند.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       count(*)
FROM trips_mergetree
GROUP BY passenger_count,
         year;

موارد زیر در 1.781 ثانیه تکمیل شدند.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       round(trip_distance) AS distance,
       count(*)
FROM trips_mergetree
GROUP BY passenger_count,
         year,
         distance
ORDER BY year,
         count(*) DESC;

تأمل در نتایج

این اولین باری است که یک پایگاه داده رایگان مبتنی بر CPU توانست در آزمایشات من از پایگاه داده مبتنی بر GPU بهتر عمل کند. این پایگاه داده مبتنی بر GPU از آن زمان تاکنون دو بازبینی را پشت سر گذاشته است، اما عملکرد ClickHouse در یک گره واحد بسیار چشمگیر است.

در عین حال، هنگام اجرای Query 1 در یک موتور توزیع شده، هزینه های سربار یک مرتبه بزرگتر است. امیدوارم چیزی را در تحقیقاتم برای این پست از دست داده باشم، زیرا با اضافه کردن گره‌های بیشتری به خوشه، زمان‌های پرس و جو کاهش می‌یابد. با این حال، بسیار خوب است که هنگام اجرای سایر کوئری ها، عملکرد حدود 2 برابر افزایش یافت.

بسیار خوب است که ببینیم ClickHouse به سمتی می‌رود که بتواند فضای ذخیره‌سازی و محاسبه را جدا کند تا بتوانند به طور مستقل مقیاس شوند. پشتیبانی HDFS که سال گذشته اضافه شد، می تواند گامی در این راستا باشد. از نظر محاسباتی، اگر بتوان یک پرس و جو را با افزودن گره های بیشتر به خوشه تسریع کرد، آنگاه آینده این نرم افزار بسیار روشن خواهد بود.

از اینکه برای خواندن این پست وقت گذاشتید متشکرم. من خدمات مشاوره، معماری و توسعه تمرین را به مشتریان در آمریکای شمالی و اروپا ارائه می‌دهم. اگر می خواهید در مورد اینکه چگونه پیشنهادات من می تواند به کسب و کار شما کمک کند، با من تماس بگیرید لینک.

منبع: www.habr.com

اضافه کردن نظر