1.1 bilyong biyahe sa taxi: 108-core ClickHouse cluster

Ang pagsasalin ng artikulo ay partikular na inihanda para sa mga mag-aaral ng kurso Data Engineer.

1.1 bilyong biyahe sa taxi: 108-core ClickHouse cluster

clickhouse ay isang open source columnar database. Ito ay isang mahusay na kapaligiran kung saan ang daan-daang mga analyst ay maaaring mabilis na mag-query ng detalyadong data, kahit na sampu-sampung bilyong mga bagong tala ang inilalagay bawat araw. Ang mga gastos sa imprastraktura upang suportahan ang naturang sistema ay maaaring kasing taas ng $100 bawat taon, at posibleng kalahati iyon depende sa paggamit. Sa isang punto, ang pag-install ng ClickHouse mula sa Yandex Metrics ay naglalaman ng 10 trilyong talaan. Bilang karagdagan sa Yandex, natagpuan din ng ClickHouse ang tagumpay sa Bloomberg at Cloudflare.

Dalawang taon na ang nakalipas na ginugol ko paghahambing na pagsusuri mga database gamit ang isang makina, at naging ang pinakamabilis libreng database software na nakita ko na. Simula noon, hindi tumigil ang mga developer sa pagdaragdag ng mga feature, kabilang ang suporta para sa Kafka, HDFS at ZStandard compression. Noong nakaraang taon nagdagdag sila ng suporta para sa mga pamamaraan ng pag-compress ng cascading, at delta-mula-delta naging posible ang coding. Kapag nag-compress ng data ng time series, ang mga halaga ng gauge ay maaaring mai-compress nang maayos gamit ang delta encoding, ngunit para sa mga counter, mas mainam na gumamit ng delta-by-delta encoding. Ang mahusay na compression ay naging susi sa pagganap ng ClickHouse.

Ang ClickHouse ay binubuo ng 170 libong linya ng C++ code, hindi kasama ang mga third-party na aklatan, at isa sa pinakamaliit na ipinamamahaging database codebase. Sa paghahambing, hindi sinusuportahan ng SQLite ang pamamahagi at binubuo ng 235 libong linya ng C code. Sa pagsulat na ito, 207 na mga inhinyero ang nag-ambag sa ClickHouse, at ang intensity ng mga commit ay tumataas kamakailan.

Noong Marso 2017, nagsimulang magsagawa ang ClickHouse baguhin ang log bilang isang madaling paraan upang masubaybayan ang pag-unlad. Pinaghiwa din nila ang monolithic documentation file sa isang Markdown-based na hierarchy ng file. Ang mga isyu at feature ay sinusubaybayan sa pamamagitan ng GitHub, at sa pangkalahatan ang software ay naging mas naa-access sa nakalipas na ilang taon.

Sa artikulong ito, titingnan ko ang pagganap ng isang ClickHouse cluster sa AWS EC2 gamit ang 36-core processor at NVMe storage.

I-UPDATE: Isang linggo pagkatapos ng orihinal na pag-publish ng post na ito, muling pinatakbo ko ang pagsubok na may pinahusay na configuration at nakamit ang mas magagandang resulta. Ang post na ito ay na-update upang ipakita ang mga pagbabagong ito.

Paglulunsad ng AWS EC2 Cluster

Gagamit ako ng tatlong c5d.9xlarge EC2 instance para sa post na ito. Ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng 36 virtual na CPU, 72 GB ng RAM, 900 GB ng NVMe SSD na imbakan at sumusuporta sa 10 Gigabit network. Nagkakahalaga sila ng $1,962/hour bawat isa sa rehiyon ng eu-west-1 kapag tumatakbo on demand. Gagamitin ko ang Ubuntu Server 16.04 LTS bilang operating system.

Ang firewall ay na-configure upang ang bawat makina ay maaaring makipag-usap sa isa't isa nang walang mga paghihigpit, at ang aking IPv4 address lamang ang na-whitelist ng SSH sa cluster.

NVMe drive sa estado ng pagiging handa sa pagpapatakbo

Para gumana ang ClickHouse, gagawa ako ng file system sa EXT4 na format sa isang NVMe drive sa bawat server.

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

Kapag na-configure na ang lahat, makikita mo ang mount point at ang 783 GB na espasyong available sa bawat system.

$ 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

Ang dataset na gagamitin ko sa pagsubok na ito ay isang data dump na nabuo ko mula sa 1.1 bilyong pagsakay sa taxi na kinuha sa New York City sa loob ng anim na taon. Sa blog Isang Bilyong Taxi Trip sa Redshift mga detalye kung paano ko kinolekta ang set ng data na ito. Naka-store ang mga ito sa AWS S3, kaya iko-configure ko ang AWS CLI gamit ang aking access at mga lihim na key.

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

Itatakda ko ang kasabay na limitasyon ng kahilingan ng kliyente sa 100 para mas mabilis mag-download ang mga file kaysa sa mga default na setting.

$ aws configure set 
    default.s3.max_concurrent_requests 
    100

Ida-download ko ang dataset ng mga sakay ng taxi mula sa AWS S3 at iimbak ito sa isang NVMe drive sa unang server. Ang dataset na ito ay ~104GB sa GZIP-compressed CSV format.

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

Pag-install ng ClickHouse

Ii-install ko ang pamamahagi ng OpenJDK para sa Java 8 dahil kinakailangan itong patakbuhin ang Apache ZooKeeper, na kinakailangan para sa isang ipinamahagi na pag-install ng ClickHouse sa lahat ng tatlong makina.

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

Pagkatapos ay itinakda ko ang variable ng kapaligiran JAVA_HOME.

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

Gagamitin ko ang sistema ng pamamahala ng package ng Ubuntu upang i-install ang ClickHouse 18.16.1, mga sulyap at ZooKeeper sa lahat ng tatlong makina.

$ 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

Gagawa ako ng direktoryo para sa ClickHouse at gagawa din ako ng ilang pagsasaayos sa lahat ng tatlong server.

$ 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

Ito ang mga pagsasaayos ng pagsasaayos na gagamitin ko.

<?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>

Pagkatapos ay patakbuhin ko ang ZooKeeper at ang ClickHouse server sa lahat ng tatlong makina.

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

Pag-upload ng data sa ClickHouse

Sa unang server gagawa ako ng trip table (trips), na mag-iimbak ng dataset ng mga biyahe ng taxi gamit ang Log engine.

$ 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;

Pagkatapos ay i-extract at i-load ko ang bawat isa sa mga CSV file sa isang trip table (trips). Nakumpleto ang mga sumusunod sa loob ng 55 minuto at 10 segundo. Pagkatapos ng operasyong ito, ang laki ng direktoryo ng data ay 134 GB.

$ 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)

Ang bilis ng pag-import ay 155 MB ng hindi naka-compress na CSV na nilalaman bawat segundo. Pinaghihinalaan ko na ito ay dahil sa isang bottleneck sa GZIP decompression. Maaaring mas mabilis na i-unzip ang lahat ng mga gzip na file nang magkatulad gamit ang xargs at pagkatapos ay i-load ang na-unzip na data. Nasa ibaba ang isang paglalarawan ng kung ano ang iniulat sa panahon ng proseso ng pag-import ng CSV.

$ 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

Maglalabas ako ng espasyo sa NVMe drive sa pamamagitan ng pagtanggal ng orihinal na mga CSV file bago magpatuloy.

$ sudo rm -fr /ch/csv

I-convert sa Column Form

Ang Log ClickHouse engine ay mag-iimbak ng data sa isang row-oriented na format. Upang mag-query ng data nang mas mabilis, kino-convert ko ito sa columnar na format gamit ang MergeTree engine.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

Nakumpleto ang mga sumusunod sa loob ng 34 minuto at 50 segundo. Pagkatapos ng operasyong ito, ang laki ng direktoryo ng data ay 237 GB.

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;

Ito ang hitsura ng output ng sulyap sa panahon ng operasyon:

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)

Sa huling pagsubok, ilang column ang na-convert at muling nakalkula. Nalaman kong hindi na gumagana ang ilan sa mga function na ito gaya ng inaasahan sa dataset na ito. Upang malutas ang problemang ito, inalis ko ang mga hindi naaangkop na pag-andar at ni-load ang data nang hindi nagko-convert sa mga mas butil na uri.

Pamamahagi ng data sa buong cluster

Ipapamahagi ko ang data sa lahat ng tatlong cluster node. Upang magsimula, sa ibaba ay gagawa ako ng talahanayan sa lahat ng tatlong makina.

$ 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);

Pagkatapos ay sisiguraduhin kong makikita ng unang server ang lahat ng tatlong node sa cluster.

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:

Pagkatapos ay tutukuyin ko ang isang bagong talahanayan sa unang server na batay sa schema trips_mergetree_third at ginagamit ang Distributed engine.

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

Kokopyahin ko ang data mula sa MergeTree based table sa lahat ng tatlong server. Ang mga sumusunod ay nakumpleto sa loob ng 34 minuto at 44 na segundo.

INSERT INTO trips_mergetree_x3
    SELECT * FROM trips_mergetree;

Pagkatapos ng operasyon sa itaas, binigyan ko ang ClickHouse ng 15 minuto upang lumayo mula sa pinakamataas na marka ng antas ng imbakan. Ang mga direktoryo ng data ay naging 264 GB, 34 GB at 33 GB ayon sa pagkakabanggit sa bawat isa sa tatlong server.

Pagsusuri sa pagganap ng cluster ng ClickHouse

Ang susunod kong nakita ay ang pinakamabilis na oras na nakita kong pinapatakbo ang bawat query sa isang table nang maraming beses trips_mergetree_x3.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 2.449 segundo.

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

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 0.691 segundo.

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

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 0 segundo.

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

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 0.983 segundo.

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;

Para sa paghahambing, nagpatakbo ako ng parehong mga query sa isang talahanayan na nakabatay sa MergeTree na naninirahan lamang sa unang server.

Pagsusuri ng pagganap ng isang ClickHouse node

Ang susunod kong nakita ay ang pinakamabilis na oras na nakita kong pinapatakbo ang bawat query sa isang table nang maraming beses trips_mergetree_x3.

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 0.241 segundo.

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

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 0.826 segundo.

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

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 1.209 segundo.

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

Nakumpleto ang sumusunod sa loob ng 1.781 segundo.

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;

Mga pagninilay sa mga resulta

Ito ang unang pagkakataon na ang isang libreng database na nakabatay sa CPU ay nagtagumpay sa isang database na nakabatay sa GPU sa aking mga pagsubok. Ang database na nakabatay sa GPU ay dumaan sa dalawang rebisyon mula noon, ngunit ang pagganap na naihatid ng ClickHouse sa isang node ay gayunpaman ay napakaganda.

Kasabay nito, kapag nagpapatupad ng Query 1 sa isang distributed engine, ang mga gastos sa overhead ay isang order ng magnitude na mas mataas. Umaasa ako na may napalampas ako sa aking pananaliksik para sa post na ito dahil ito ay magandang makitang bumababa ang mga oras ng query habang nagdaragdag ako ng higit pang mga node sa cluster. Gayunpaman, ito ay mahusay na kapag nagsasagawa ng iba pang mga query, ang pagganap ay tumaas ng humigit-kumulang 2 beses.

Magiging maganda na makita ang ClickHouse na nagbabago tungo sa paghiwalayin ang storage at pag-compute para makapag-scale sila nang nakapag-iisa. Ang suporta sa HDFS, na idinagdag noong nakaraang taon, ay maaaring maging isang hakbang patungo dito. Sa mga tuntunin ng pag-compute, kung ang isang query ay maaaring mapabilis sa pamamagitan ng pagdaragdag ng higit pang mga node sa cluster, kung gayon ang hinaharap ng software na ito ay napakaliwanag.

Salamat sa paglalaan ng oras upang basahin ang post na ito. Nag-aalok ako ng mga serbisyo sa pagkonsulta, arkitektura, at pag-unlad ng pagsasanay sa mga kliyente sa North America at Europe. Kung gusto mong talakayin kung paano makakatulong ang aking mga mungkahi sa iyong negosyo, mangyaring makipag-ugnayan sa akin sa pamamagitan ng LinkedIn.

Pinagmulan: www.habr.com

Magdagdag ng komento