讓快更快,火山引擎ByteHouse為ClickHouse提速

近日,火山引擎數(shù)智平臺(tái)VeDI與DataFun聯(lián)合舉辦以“OLAP計(jì)算引擎”為主題的直播活動(dòng),來(lái)自火山引擎數(shù)智平臺(tái)VeDI的產(chǎn)品專家從技術(shù)選型、能力分析、性能優(yōu)化以及應(yīng)用場(chǎng)景落地多個(gè)角度,介紹火山引擎ByteHouse如何基于ClickHouse實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算能力升級(jí)。

據(jù)介紹,火山引擎ByteHouse來(lái)源于字節(jié)跳動(dòng)多年內(nèi)部沉淀。由于場(chǎng)景越來(lái)越豐富以及數(shù)據(jù)分析需求增長(zhǎng),業(yè)務(wù)對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)倉(cāng)的要求也越來(lái)越高。首先是數(shù)據(jù)體量大以及不斷增長(zhǎng)的問(wèn)題。早在2019 年,字節(jié)內(nèi)部每天新增的數(shù)據(jù)量就達(dá)到了100TB。其次,在海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,由于數(shù)據(jù)類型多樣(包括批式數(shù)據(jù)和流式數(shù)據(jù))、查詢需求多樣、交互式分析復(fù)雜,數(shù)據(jù)引擎需要具備靈活性。目前,行業(yè)Redis、 SparkSQL 等開(kāi)源方案可以從不同角度滿足上述兩個(gè)需求,但是維護(hù)多個(gè)開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)將導(dǎo)致成本高,選擇一款可以避免成本無(wú)限擴(kuò)展的計(jì)算引擎成為字節(jié)數(shù)據(jù)研發(fā)首要考慮的問(wèn)題。

ClickHouse性能高、靈活性強(qiáng),且主要依賴磁盤、成本相對(duì)可控,成為字節(jié)跳動(dòng)內(nèi)部計(jì)算引擎的首選。但原生 ClickHouse 能力難以支持 upset 、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新等一些場(chǎng)景,在很多層面有局限性,例如:


(資料圖片)

· 單表性能強(qiáng)勁,但多表能力局限,且對(duì)標(biāo)準(zhǔn) SQL 兼容性低。

· 缺乏成熟運(yùn)維管理工具,運(yùn)維復(fù)雜程度高。

· ClickHouse 為 MPP 架構(gòu)(存算一體架構(gòu)),性能強(qiáng),但橫向擴(kuò)容成本非常高、數(shù)據(jù)隔離性差。

ByteHouse產(chǎn)品專家在直播中介紹到,“為了解決以上問(wèn)題,我們主要從4個(gè)方向進(jìn)行優(yōu)化,讓OLAP引擎能力、性能、運(yùn)維、架構(gòu)進(jìn)一步升級(jí)?!?/strong>

第一,豐富的自研表引擎,實(shí)現(xiàn)OLAP引擎能力進(jìn)化。 ByteHouse 彌補(bǔ)了ClickHouse表引擎的不足,并衍生出全新的表引擎,包括使高可用表引擎、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)引擎、Unique 引擎、Bitmap 引擎。以Unique 引擎為例,它解決了社區(qū)版 ReplacingMergeTree 實(shí)時(shí)更新延遲問(wèn)題,真正做到實(shí)時(shí) upset。

第二,新增優(yōu)化器、字典、索引支持能力,實(shí)現(xiàn)OLAP引擎性能進(jìn)化。ClickHouse在多表場(chǎng)景中性能存在缺陷,而B(niǎo)yteHouse 通過(guò)自研CBO 和 RBO(基于代價(jià)和基于規(guī)則的優(yōu)化器),支持了多層嵌套的下推、Join 子查詢的下推、Join-Reorder、Bucket Join、Runtime Filter 等優(yōu)化器特性,做到 TPC-DS 的性能可以達(dá)到 99 條sql100%覆蓋,極大提升多表場(chǎng)景下的性能。另外,ByteHouse還支持了全局字典以及更多索引,如 Bitmap index,讓查詢效率更快。

第三, 自動(dòng)化、可視化,實(shí)現(xiàn)OLAP引擎運(yùn)維進(jìn)化。ByteHouse 提供標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)維、集群健康度檢測(cè)、問(wèn)題發(fā)生時(shí)的診斷工具,幫助運(yùn)維人員提高效率。例如,集群健康度的檢測(cè)工具,類似于集群的實(shí)時(shí)巡檢,能夠報(bào)告當(dāng)前集群狀態(tài)、出現(xiàn)了什么問(wèn)題、問(wèn)題如何解決,最大程度把問(wèn)題前置化,降低運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)。從效果上看, 18000 個(gè)節(jié)點(diǎn)只需要不到 10 個(gè)運(yùn)維人員來(lái)支持。

第四, 存算分離,實(shí)現(xiàn)OLAP引擎架構(gòu)進(jìn)化。ByteHouse推出了 MPP 2. 0 即存算分離架構(gòu)。一方面, 存算分離可以更好實(shí)現(xiàn)資源隔離,每一個(gè)計(jì)算任務(wù)都會(huì)提交到不同的計(jì)算資源中,做到用戶之間互不影響,還能靈活擴(kuò)容、縮容存儲(chǔ)計(jì)算資源;另一方面,存算分離能做到真正云原生(Cloud native),ByteHouse 存儲(chǔ)層既支持 HDFS,也支持 S3 對(duì)象或者其他的對(duì)象存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)云原生部署。

目前,ByteHouse已經(jīng)在行為分析、精準(zhǔn)營(yíng)銷、實(shí)時(shí)監(jiān)控等業(yè)務(wù)場(chǎng)景中落地。以實(shí)時(shí)監(jiān)控為例,很多互聯(lián)網(wǎng)APP有線上運(yùn)營(yíng)活動(dòng)、直播電商等業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性格外重要。數(shù)據(jù)從生產(chǎn)到展現(xiàn)在大屏上,延遲往往要控制在分鐘級(jí)甚至秒級(jí)以內(nèi)。而B(niǎo)yteHouse高吞吐性能、查詢性能,使數(shù)據(jù)從輸入端到輸出端的流程達(dá)到秒級(jí)。在數(shù)據(jù)保障層面,ByteHouse 也能精細(xì)到Exactly Once 的語(yǔ)義,保證數(shù)據(jù)不丟失、不重復(fù),最終達(dá)到數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)、準(zhǔn)確查詢。(作者:吳卓港)

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