ClickHouse性能优化 2-阿里云开发者社区

ClickHouse性能优化 2

2023-09-22 424

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简介： ClickHouse性能优化

2.5 常见配置

配置项主要在 config.xml 或 users.xml 中，基本上都在 users.xml 里

config.xml 的配置项

https://clickhouse.com/docs/en/operations/server-configuration-parameters/settings/

users.xml 的配置项

https://clickhouse.tech/docs/en/operations/settings/settings/

2.5.1 CPU 资源

2.5.2 内存资源

2.5.3 存储

ClickHouse 不支持设置多数据目录，为了提升数据 io 性能，可以挂载虚拟券组，一个券组绑定多块物理磁盘提升读写性能，多数据查询场景 SSD 会比普通机械硬盘快 2-3 倍。

3 ClickHouse语法优化规则

ClickHouse的 SQL 优化规则是基于 RBO(Rule Based Optimization)，下面是一些优化规则

3.1 准备测试用表

上传官方的数据集

将 visits_v1.tar 和 hits_v1.tar 上传到虚拟机，解压到 clickhouse 数据路径下

   // 解压到 clickhouse 数据路径
   sudo tar -xvf hits_v1.tar -C /var/lib/clickhouse
   sudo tar -xvf visits_v1.tar -C /var/lib/clickhouse
   //修改所属用户
   sudo chown -R clickhouse:clickhouse /var/lib/clickhouse/data/datasets
   sudo chown -R clickhouse:clickhouse /var/lib/clickhouse/metadata/datasets

重启 clickhouse-server

sudo clickhouse restart

执行查询

   clickhouse-client --query "SELECT COUNT(*) FROM datasets.hits_v1"
   clickhouse-client --query "SELECT COUNT(*) FROM datasets.visits_v1"

注意：官方的 tar 包，包含了建库、建表语句、数据内容，这种方式不需要手动建库、建表，最方便。

hits_v1 表有 130 多个字段，880 多万条数据

visits_v1 表有 180 多个字段，160 多万条数据

3.2 COUNT 优化

在调用 count 函数时，如果使用的是 count() 或者 count(*)，且没有 where 条件，则会直接使用 system.tables 的 total_rows，例如:

EXPLAIN SELECT count()FROM datasets.hits_v1;
Union
  Expression (Projection)
    Expression (Before ORDER BY and SELECT)
      MergingAggregated
        ReadNothing (Optimized trivial count)

注意 Optimized trivial count ，这是对 count 的优化, 只要括号中不写具体的字段就会进行优化。

如果 count 具体的列字段，则不会使用此项优化：

EXPLAIN SELECT count(CounterID) FROM datasets.hits_v1;
Union
  Expression (Projection)
    Expression (Before ORDER BY and SELECT)
      Aggregating
        Expression (Before GROUP BY)
          ReadFromStorage (Read from MergeTree)

3.3 消除子查询重复字段

下面语句子查询中有两个重复的 id 字段，会被去重:

  EXPLAIN SYNTAX SELECT 
      a.UserID,
      b.VisitID,
      a.URL,
      b.UserID
    FROM
      hits_v1 AS a 
    LEFT JOIN ( 
      SELECT 
        UserID, 
        UserID as HaHa, 
        VisitID 
      FROM visits_v1) AS b 
      USING (UserID)
    limit 3;

返回优化语句：

  SELECT 
    UserID,
    VisitID,
    URL,
    b.UserID
  FROM hits_v1 AS a
  ALL LEFT JOIN 
  (
    SELECT 
    UserID,
    VisitID
    FROM visits_v1
  ) AS b USING (UserID)
  LIMIT 3

3.4 谓词下推

当 group by 有 having 子句，但是没有 with cube、with rollup 或者 with totals 修饰的时候，having 过滤会下推到 where 提前过滤。例如下面的查询，HAVING name 变成了 WHERE name，在 group by 之前过滤：

EXPLAIN SYNTAX 
  SELECT UserID 
  FROM hits_v1 
  GROUP BY UserID 
  HAVING UserID = '8585742290196126178';
//返回优化语句
SELECT UserID
FROM hits_v1
WHERE UserID = \'8585742290196126178\'
GROUP BY UserID

子查询也支持谓词下推：

EXPLAIN SYNTAX
SELECT *
FROM 
(
  SELECT UserID
  FROM visits_v1
)
WHERE UserID = '8585742290196126178'
//返回优化后的语句
SELECT UserID
FROM 
(
  SELECT UserID
  FROM visits_v1
  WHERE UserID = \'8585742290196126178\'
)
WHERE UserID = \'8585742290196126178\'

再来一个复杂例子：

EXPLAIN SYNTAX
  SELECT * FROM (
    SELECT * 
    FROM 
    (
      SELECT  UserID 
      FROM visits_v1
    ) 
    UNION ALL 
    SELECT *
    FROM
    (
      SELECT UserID 
      FROM visits_v1
    )
  )
  WHERE UserID = '8585742290196126178'
//返回优化后的语句
SELECT UserID
FROM 
  (
    SELECT UserID
    FROM 
    (
      SELECT UserID
      FROM visits_v1
      WHERE UserID = \'8585742290196126178\'
    )
    WHERE UserID = \'8585742290196126178\'
    UNION ALL
    SELECT UserID
    FROM 
    (
      SELECT UserID
      FROM visits_v1
      WHERE UserID = \'8585742290196126178\'
    )
    WHERE UserID = \'8585742290196126178\'
  )
WHERE UserID = \'8585742290196126178\'

3.5 聚合计算外推

聚合函数内的计算，会外推，例如：

EXPLAIN SYNTAX
SELECT sum(UserID * 2)
FROM visits_v1
//返回优化后的语句
SELECT sum(UserID) * 2
FROM visits_v1

3.6 聚合函数消除

如果对聚合键，也就是 group by key 使用 min、max、any 聚合函数，则将函数消除，

例如：

EXPLAIN SYNTAX
SELECT
  sum(UserID * 2),
  max(VisitID),
  max(UserID)
FROM visits_v1
GROUP BY UserID
//返回优化后的语句
SELECT
  sum(UserID) * 2,
  max(VisitID),
  UserID
FROM visits_v1
GROUP BY UserID

3.7 删除重复的 order by key

例如下面的语句，重复的聚合键 id 字段会被去重:

EXPLAIN SYNTAX
  SELECT *
  FROM visits_v1
  ORDER BY
    UserID ASC,
    UserID ASC,
    VisitID ASC,
    VisitID ASC
//返回优化后的语句：
select ……
FROM visits_v1
ORDER BY 
  UserID ASC,
  VisitID ASC

3.8 删除重复的 limit by key

例如下面的语句，重复声明的 name 字段会被去重：

EXPLAIN SYNTAX
  SELECT *
  FROM visits_v1
  LIMIT 3 BY
    VisitID,
    VisitID
  LIMIT 10
//返回优化后的语句：
select ……
FROM visits_v1
LIMIT 3 BY VisitID
LIMIT 10

3.9 删除重复的 USING Key

例如下面的语句，重复的关联键 id 字段会被去重：

EXPLAIN SYNTAX
  SELECT
    a.UserID,
    a.UserID,
    b.VisitID,
    a.URL,
    b.UserID
  FROM hits_v1 AS a
  LEFT JOIN visits_v1 AS b USING (UserID, UserID)
//返回优化后的语句：
SELECT 
  UserID,
  UserID,
  VisitID,
  URL,
  b.UserID
FROM hits_v1 AS a
ALL LEFT JOIN visits_v1 AS b USING (UserID)

3.10 标量替换

如果子查询只返回一行数据，在被引用的时候用标量替换，例如下面语句中的 total_disk_usage 字段：

EXPLAIN SYNTAX
WITH 
  (
    SELECT sum(bytes)
    FROM system.parts
    WHERE active
  ) AS total_disk_usage
SELECT
  (sum(bytes) / total_disk_usage) * 100 AS table_disk_usage, table
FROM system.parts
GROUP BY table
ORDER BY table_disk_usage DESC
LIMIT 10;
//返回优化后的语句：
WITH CAST(0, \'UInt64\') AS total_disk_usage
SELECT 
  (sum(bytes) / total_disk_usage) * 100 AS table_disk_usage, table
FROM system.parts
GROUP BY table
ORDER BY table_disk_usage DESC
LIMIT 10

3.11 三元运算优化

如果开启了 optimize_if_chain_to_multiif 参数，三元运算符会被替换成 multiIf 函数，

例如：

EXPLAIN SYNTAX 
  SELECT number = 1 ? 'hello' : (number = 2 ? 'world' : 'oldlu') 
  FROM numbers(10) 
  settings optimize_if_chain_to_multiif = 1;
//返回优化后的语句：
SELECT multiIf(number = 1, \'hello\', number = 2, \'world\', \'oldlu\')
FROM numbers(10)
SETTINGS optimize_if_chain_to_multiif = 1

ClickHouse性能优化 2

2.5 常见配置

2.5.1 CPU 资源

2.5.2 内存资源

2.5.3 存储

3 ClickHouse语法优化规则

3.1 准备测试用表

3.2 COUNT 优化

3.3 消除子查询重复字段

3.4 谓词下推

3.5 聚合计算外推

3.6 聚合函数消除

3.7 删除重复的 order by key

3.8 删除重复的 limit by key

3.9 删除重复的 USING Key

3.10 标量替换

3.11 三元运算优化

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3.1 准备测试用表

3.2 COUNT 优化

3.3 消除子查询重复字段

3.4 谓词下推

3.5 聚合计算外推

3.6 聚合函数消除

3.7 删除重复的 order by key

3.8 删除重复的 limit by key

3.9 删除重复的 USING Key

3.10 标量替换

3.11 三元运算优化

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