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供应链场景使用ClickHouse最佳实践

  • dj****
  • 2024-07-17
  • IP归属:北京
  • 100浏览

    关于ClickHouse的基础概念这里就不做太多的赘述了,ClickHouse官网都有很详细说明。结合供应链数字化团队在使用ClickHouse时总结出的一些注意事项,尤其在命名方面要求研发严格遵守约定,对日常运维有很大的帮助,也希望对读者有启发。

    目前供应链数字化ck集群用来存储实时数据,先通过下面这张图表了解下ClickHouse数据来源。

    图中标注1和2的位置是供应链数字化研发在开发业务功能时改动量比较多的部分,随着需求变多,DTS任务和数据库表也越来越多。 通过定义研发使用约定,使我们的DTS任务、表、表字段看起来很整洁。

    有哪些好处呢?

    1、根据ck表名快速找到对应的DTS任务及消费jdq topic / 当然通过jdq也可快速找到对应的ck表(对不了解业务的人帮助很大)。

    2、通过ck表字段即可知道该字段来自哪个业务表哪个字段(字段数据不对,联系业务值班先排查业务库的字段是否正确)。

    3、快速统计到团队 或 某个ck集群有多少DTS任务(运维时不会遗漏,一目了然)

    一 建表约定

    1.1 表命名约定

    表命名要求: 1、本地表命名必须_local结尾  2、分布式表命名必须以_all结尾;

    --创建本地表, 使用on cluster default 在每个节点上都创建一张本地表
    CREATE TABLE 本地表名 on cluster 集群名称
    (
        ...
        ts                   DateTime Default now() COMMENT '时间搓',
        version              UInt64 COMMENT '版本号'
    ) ENGINE = ReplicatedReplacingMergeTree('/clickhouse/tables/{shard}/test_local', 
        '{replica}',version)
    [PARTITION BY expr]  -- 数据分区规则
    [ORDER BY expr] -- 排序键
    [SAMPLE BY expr] -- 采样键
    [SETTINGS index_granularity = 8192, ...] -- 额外参数
    
    参数解释说明:
    PARTITION BY toYYYYMM(tmsCreateTime) 按照月份分
    ReplicatedReplacingMergeTree(参数1,参数2,参数3)
    ORDER BY (参数1,参数2, ....); 参数1,参数2,参数3....等组成业务主键 
    
    ----创建分布式表
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS 库名.分布式表名 on cluster default AS 本地表名 
    ENGINE = Distributed (default,库名,本地表名,sipHash64(分片键));
    
    

    建表示例脚本:

    CREATE TABLE reports_prestore_outbound_fulltrace_local on cluster `default`
    (
        `sm_so_no` String COMMENT '订单号',
        `sm_waybill_code` String COMMENT '青龙运单号',
        `sm_so_type` Int64 DEFAULT 0 COMMENT '订单类型',
        `st_so_status` Int64 DEFAULT 0 COMMENT '订单状态(1初始、2定位完成、3定位失败、5拣货中、6出库完成、7取消、8转病单、9站点已收货、10已妥投、11再投中、12已拒收)',
            ⋮
      	`st_delivery_time` DateTime COMMENT '妥投时间',
       	`st_redeliver_time` DateTime COMMENT '再投时间',
       	`st_reject_time` DateTime COMMENT '拒收时间',
       	`version` UInt64 COMMENT '更新版本号',
        `ts` DateTime DEFAULT now() COMMENT '时间戳'
    )
    ENGINE = ReplicatedReplacingMergeTree('/clickhouse/tables/{shard}/waybill_data_center/reports_prestore_outbound_fulltrace_local',
     '{replica}', version)
    PARTITION BY toYYYYMM(so_create_time)
    ORDER BY (sm_so_no,sm_waybill_code)
    TTL so_create_time + toIntervalMonth(1)
    SETTINGS index_granularity = 8192;
    
    CREATE     TABLE     IF     NOT     EXISTS   `reports_prestore_outbound_fulltrace_all`     on     cluster     default     AS     `reports_prestore_outbound_fulltrace_local`
    ENGINE     =     Distributed     (default,waybill_data_center,reports_prestore_outbound_fulltrace_local,sipHash64(sm_so_no));	

    1.2 分区键设置

    视情况大表按天分区,小表按月分区。分区键尽量使用date和datetime字段,避免string类型的分区键

    分区粒度根据业务特点决定,不宜过粗或过细。
    建议使用toYYYYMMDD()按天分区,如果数据量很少,100w左右,建议使用toYYYYMM()按月分区,过多的分区会占用大量的资源,会因为文件系统中的文件数量过多和需要打开的文件描述符过多,导致 SELECT 查询效率不佳

    1.3 分片键设置

    分布式表分片键需要采用hash函数,应避免数据热点,集中写入某个分片;

    分片键尽量使用表中区分粒度较细的字段,可以时多个字段的组合,如:id / order_no

    1.4 排序键/主键设置

    1、有序可以保证很高的压缩比及加速查询,写入数据建议提前排序再写入数据;

    2、若未指定默认为排序建,主键不保证唯一性。主键过长会拖慢写入性能,并且会造成过多的内存占用(主键常驻内存)。

    1.5 字段使用约定

    1、字段类型能用数字型的字段尽量用数字型,避免使用string

    2、表字段命名:${业务表缩写}_${业务表字段},如: 业务表ob_shipment_m 缩写:osm, ck表字段则以osm_开头。 注意:业务表的缩写需要使用字典方式管理

    3、日期字段建议默认值为1970-01-01,时间字段默认值为1970-01-01 08:00:00,使用到的地方排除掉默认值即可

    4、表中必须包含:ts(时间搓)、version(flink写入jdq的时间,单位:)字段。

    version— 版本列。类型为 UInt*, Date 或 DateTime。可选参数。
    在数据合并的时候,ReplacingMergeTree 从所有具有相同排序键的行中选择一行留下:
    如果 version 列未指定,保留最后一条。
    如果 version 列已指定,保留 version 值最大的版本

    5、尽量不使用Nullable类型

    可以非NUll的尽量非NUll并在代码中赋予默认值,数量字段默认值为0,状态字段默认值建议使用有符号int时为-127、无符号int时为0,字符串建议默认值为空字符串。

    设置成Nullable对性能影响也没有多大,可能是因为我们数据量比较小。不过官方已经明确指出尽量不要使用Nullable类型,因为Nullable字段不能被索引,而且Nullable列除了有一个存储正常值的文件,还会有一个额外的文件来存储Null标记。

    1.6 新增列操作方式

    本地表的修改直接执行即可。如果要对分布式表进行修改,需分如下情况进行:

    • 如果没有数据写入,您可以先修改本地表,然后修改分布式表。
    • 如果数据正在写入,您需要区分不同的类型进行操作。
    修改类型
    操作步骤
    增加Nullable的列
    1.修改本地表。
    2.修改分布式表。
    修改列的数据类型(类型可以相互转换)
    删除Nullable列
    1.修改分布式表。
    2.修改本地表。
    增加非Nullable的列
    1.停止数据的写入。
    2.执行 SYSTEM FLUSH DISTRIBUTED dbName.distributedTableName
    3.修改本地表。
    4.修改分布式表。
    5.重新进行数据的写入。
    删除非Nullable的列
    修改列的名称

    添加表字段SQL示例参考:

    ALTER TABLE reports_prestore_outbound_fulltrace_local on  cluster default ADD COLUMN  st_redeliver_time DateTime COMMENT '再投时间';
    ALTER TABLE reports_prestore_outbound_fulltrace_all on  cluster default ADD COLUMN  st_redeliver_time DateTime COMMENT '再投时间';

    1.7 DDL执行注意事项

    1. mutation(delete,update)操作比较重,尽量避免执行此类操作;
    2. 清理过期数据,应使用TTL,或者drop partition;
    3. 分布式DDL,分片副本节点串行执行,出现阻塞会导致后面所有DDL无法正常执行,建议轮询各分片执行DDL,尤其是变更字段类型,不建议直接on cluster default进行变更;
    4. optimize table table_name final手动触发合并慎用,尽量按分区操作。

    二 数据写入约定

    结合供应链的使用场景,这里在flink层加工完数据后没有直接将数据写入ClickHouse集群,而是发送到JDQ队列中。这样做的优势 1、加工和存储解藕 2、JDQ消息共享;

    若数据需要做主备存储,我们只需要创建新的DTS任务订阅JDQ消息,将消息写入到备用的ClickHouse集群即可。

    2.1 DTS任务命名约定

     任务名规则:sc_digital_${集群ID}_${分布式表名}

    使用"sc_digital_"前缀加分布式模型名称,如:sc_digital_c4omjd8fl7_reports_prestore_outbound_fulltrace_all

    2.2 DTS所属项目空间

    创建DTS任务时,任务需要放在《数字化-DTS任务空间》下。

    2.3 DTS写入批次设置

    DTS任务批次写入默认值“40W/1分钟”。这里需要根据实际情况适当调下。

    建议:每次插入50W行左右数据, 最多不可超过100W行. 总之CK不像MySQL要小事务. 
    比如1000W行数据, MySQL建议一次插入1W左右, 使用小事务, 执行1000次. CK建议20次,每次50W. 
    这是MergeTree引擎原理决定的, 频繁少量插入会导致data part过多, 合并不过来.

    2.4 DTS消费JDQ的等级

    默认消费JDQ的等级为L3。消费等级要根据业务实际使用场景做相应调整。以下等级划分标准(来源于JDQ等级调整说明):

    三 数据查询约定

    针对易出问题的flink-CK链路进行双流,物理隔离,遇到问题可将查询请求一键切换至备用CK集群。

    3.1 尽量prewhere替代where

    值不变得字段必须使用prewhere特性提升查询性能

    注意:prewhere目前只能用于MergeTree系列的表引擎

    3.2 where条件,尽量包含分区键,和主键索引前缀字段

    尽量遵循最左原则,如果跳过最左前缀字段,使用其他字段查询,也会走索引过滤一些数据,但是效果不好;

    3.3 避免使用Select *

    避免使用 SELECT * 操作,这是一个非常影响的操作。应当对列进行裁剪,只选择你需要的列,因为字段越少,消耗的 IO 资源就越少,从而性能就越高。

    3.4 where、group by 顺序

    where和group by中的列顺序,要和建表语句中order by的列顺序统一,并且放在最前面使得它们有连续不间断的公共前缀否则会影响查询性能

    3.5 JOIN 性能不是很好,应避免使用

    替代方案:业务设计使用大宽表,或使用in替代多变关联,或使用字典,但需注意内存占用;如必须使用join,右表选小表(hash join 右表会全部加载到内存);

    3.6 使用final去重

    使用final去重查询,尽量不要用argMax

    3.7 二级索引

    1、可变值字段不能添加二级索引。按此字段做条件查询会先走索引在合并数据,查出而外的中间态数据。

    2、 增加二级索引只对后续新增数据生效。如需对历史数据也走索引,需要按分区刷新数据

    创建二级索引示例

    Alter table reports_prestore_outbound_fulltrace_local ON cluster default 
        ADD INDEX idx_belong_province_code belong_province_code TYPE set(0) GRANULARITY 5;
    Alter table reports_prestore_outbound_fulltrace_local ON cluster default 
        ADD INDEX idx_st_delivery_time st_delivery_time TYPE minmax GRANULARITY 5;


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