OLAP引擎之Doris

Apache Doris是一个开源的实时OLAP（Online Analytical Processing）数据库管理系统，最初由百度开发，并于2017年捐赠给Apache Software Foundation，目前已成为 Apache 顶级项目。Doris旨在提供高效的查询性能和易于使用的数据分析解决方案，特别适用于实时数据分析和大数据处理场景。以下是对 Apache Doris 的详细介绍：

主要特点

1. 高性能：- 基于列存储和向量化执行引擎，优化了查询性能。- 支持多种索引，如 Bitmap、Bloom Filter 等，提高查询效率。
2. 实时分析：- 支持实时数据导入和更新，适合实时数据分析场景。- 提供高效的批量数据导入机制。
3. 易用性：- 提供标准 SQL 接口，兼容 MySQL 协议，方便集成和使用。- 通过图形化管理界面简化集群管理和监控。
4. 分布式架构：- 支持水平扩展，能够处理大规模数据集。- 高可用和容错机制，确保系统稳定运行。
5. 丰富的数据类型：- 支持多种数据类型，包括基本类型、日期时间类型、数组等。

核心组件

1. FE（Frontend）：- 负责 SQL 解析、查询优化和执行计划生成。- 管理元数据，协调数据的导入和查询。
2. BE（Backend）：- 负责具体的数据存储和查询执行。- 数据分片存储在不同的 BE 节点上，实现并行查询和高性能处理。

工作流程

1. 数据导入：- 支持多种数据导入方式，包括批量导入和实时导入。- 数据导入时，通过 FE 进行分片分发，存储到不同的 BE 节点上。
2. 查询处理：- 用户通过 SQL 接口提交查询请求，FE 解析和优化查询。- FE 将查询计划分发到相关的 BE 节点并行执行。- BE 节点执行查询并返回结果，FE 汇总结果并返回给用户。

使用场景

1. 实时数据分析：- 适用于需要对实时数据进行快速分析和查询的场景，如实时监控、实时报表等。
2. BI 报表：- 适合业务智能（BI）工具集成，实现高效的数据分析和报表生成。
3. 大数据处理：- 适用于处理大规模数据集的查询和分析，如日志分析、用户行为分析等。

优缺点

优点：

• 高性能：列存储和向量化执行引擎提供了高效的查询性能。
• 实时分析：支持实时数据导入和分析，适合实时场景。
• 易用性：标准 SQL 接口和图形化管理界面简化了使用和管理。

缺点：

• 功能限制：作为专注于分析的数据库，可能不适合事务处理和复杂的 OLTP 场景。
• 生态相对较新：相比于一些成熟的数据库产品，Doris 的生态系统还在不断发展中。

Doris 的架构

Doris 的架构设计体现了高性能和高可用性的理念：

• Frontend（FE）：- 负责接收用户的 SQL 请求，并将其解析成执行计划。- 管理集群元数据和数据分布信息。- 负责查询优化和调度。
• Backend（BE）：- 实际执行查询，进行数据的存储和检索。- 实现了数据的分片存储，支持并行查询以提高性能。
• MetaStore：- 用于存储集群的元数据，包括表结构、数据分布等信息。

数据导入方式

1. 批量导入：- 通过命令行工具或 API 进行批量数据导入，适合大规模历史数据的导入。
2. 实时导入：- 支持通过流处理框架（如 Apache Kafka）进行实时数据导入，适合实时数据分析。

查询优化

Doris 提供了一系列查询优化技术，以提高查询性能：

1. 索引机制：- 支持 Bitmap 索引、Bloom Filter 等多种索引类型，加速查询速度。
2. 分区剪枝：- 通过对数据分区的过滤，减少查询扫描的数据量。
3. 向量化执行：- 向量化执行引擎优化了 CPU 使用，提高了查询执行效率。

示例配置

以下是一个简单的 Doris 配置示例：

1. 安装和启动：- 下载 Doris 安装包，并按照官方文档进行安装和配置。- 启动 FE 和 BE 实例，并进行基本的集群配置。
2. 创建表和数据导入：CREATE TABLE example_db.table_name ( id INT, name STRING, age INT, created_at DATETIME)DISTRIBUTED BY HASH(id) BUCKETS 10PROPERTIES ("replication_num" = "3");LOAD DATA INFILE 'path/to/data.csv' INTO TABLE example_db.table_name;
3. 查询数据：SELECT name, COUNT(*) AS countFROM example_db.table_nameWHERE age > 20GROUP BY name;

参考文档

• Apache Doris官网
• GitHub仓库
• 用户文档

总结

Apache Doris 是一个专注于高性能实时分析和报表查询的分布式数据库，通过列存储、向量化执行和多种查询优化技术，实现了极高的查询性能。其易用性和扩展性使其成为大数据分析场景中的有力工具，适用于各种需要快速数据分析和实时查询的应用场景。