Presto - Disaggregated Coordinator 设计理念与架构简析
2023-12-08 03:21:30
Presto 体系中的 Coordinator 演变：从单体到分散
背景
Presto 是一款分布式 SQL 查询引擎，以其强大的查询性能和灵活的架构而闻名。Coordinator 是 Presto 架构中不可或缺的组件，负责解析查询、优化执行计划并协调各个 Worker 节点的执行。
单 Coordinator 架构的瓶颈
Presto 最初采用单 Coordinator 架构，即所有 Coordinator 功能都集中在一个节点上。这种架构简单易管理，但随着数据量和查询复杂度的增加，单 Coordinator 逐渐成为系统性能瓶颈。其主要问题包括：
- 单点故障风险： 如果 Coordinator 发生故障，整个系统将瘫痪。
- 扩展性不足： 单 Coordinator 架构无法满足大规模数据和复杂查询的需求。
分散 Coordinator 设计理念
为了解决单 Coordinator 架构的瓶颈，Presto 引入了分散 Coordinator 设计理念。其基本思想是将 Coordinator 功能分解为多个组件，分布在不同的节点上。这样可以大大提高系统的可靠性和扩展性。
分散 Coordinator 架构
分散 Coordinator 架构主要包括以下组件：
- Catalog Server： 存储和管理元数据信息。
- Query Scheduler： 接收和解析查询，将其分解成多个任务。
- Task Scheduler： 将任务分配给 Worker 节点执行。
- Discovery Service： 用于发现和管理各个组件的地址信息。
分散 Coordinator 架构的优势
分散 Coordinator 架构具有以下优势：
- 提高可靠性： 消除了单点故障风险，即使一个组件发生故障，系统也不会受到影响。
- 提高扩展性： 可以轻松扩展系统，满足数据和查询复杂度增长的需求。
- 提高性能： 组件并行工作，大幅减少查询执行时间。
分散 Coordinator 架构的局限性
分散 Coordinator 架构也存在一些局限性：
- 增加复杂性： 比单 Coordinator 架构更加复杂，管理和维护难度更大。
- 可能存在性能瓶颈： 组件间通信可能导致性能瓶颈。
代码示例
以下代码示例展示了如何使用 Presto 的分散 Coordinator 架构：
// 连接到 Presto 集群
Session session = Session.builder()
.setCatalog("default")
.setSchema("public")
.setUser("user")
.setDataSource("my_data_source")
.build();
// 创建 Query Scheduler
QueryScheduler queryScheduler = QueryScheduler.create(session);
// 创建 Catalog Server
CatalogServer catalogServer = CatalogServer.create(session);
// 创建 Task Scheduler
TaskScheduler taskScheduler = TaskScheduler.create(session);
// 创建 Discovery Service
DiscoveryService discoveryService = DiscoveryService.create(session);
// 启动组件
queryScheduler.start();
catalogServer.start();
taskScheduler.start();
discoveryService.start();
// 解析查询并创建执行计划
ExecutionPlan plan = queryScheduler.createExecutionPlan(query);
// 将任务分配给 Worker 节点
taskScheduler.scheduleTasks(plan.getTasks());
// 等待任务执行完毕
while (!taskScheduler.isFinished()) {
Thread.sleep(100);
}
// 获取查询结果
ResultSet results = taskScheduler.getResults();
总结
分散 Coordinator 设计理念是 Presto 架构演变的重要一步。它有效地解决了单 Coordinator 架构的瓶颈，大大提高了系统的可靠性、扩展性和性能。分散 Coordinator 架构为 Presto 的进一步发展奠定了坚实的基础。
常见问题解答
-
为什么 Presto 需要分散 Coordinator 架构？
答：为了解决单 Coordinator 架构的单点故障风险、扩展性不足和性能瓶颈等问题。 -
分散 Coordinator 架构如何提高可靠性？
答：它消除了单点故障风险，即使一个组件发生故障，系统也不会受到影响。 -
分散 Coordinator 架构如何提高扩展性？
答：它可以轻松扩展系统，满足数据和查询复杂度增长的需求。 -
分散 Coordinator 架构如何提高性能？
答：组件并行工作，大幅减少查询执行时间。 -
分散 Coordinator 架构的局限性是什么？
答：增加复杂性、可能存在性能瓶颈。
