ClickHouse 表引擎的全面解析：解读表存储与查询原理

2023-11-15 05:51:15

ClickHouse 是一款功能强大的分布式列式数据库，以其超高的查询性能和海量数据存储能力著称。在 ClickHouse 中，表引擎的概念与传统的关系型数据库略有不同，它不仅决定了数据的存储格式，还影响着数据查询、并发控制和数据复制等多个方面。因此，选择合适的表引擎对于 ClickHouse 的性能至关重要。

1. ClickHouse 表引擎概述

ClickHouse 的表引擎可以分为两大类：本地表引擎和分布式表引擎。

本地表引擎 ：数据存储在单个服务器上，不具备数据复制和分布式查询能力。本地表引擎主要有以下几种：
- MergeTree：适用于高负载场景，支持数据合并、分区、压缩等多种优化功能，是 ClickHouse 中最常用的表引擎。
- Log：适用于高写入场景，数据以日志的形式追加写入，不具备数据修改和删除功能。
- TinyLog：与 Log 表引擎类似，但数据以固定大小的块的形式存储，支持数据修改和删除。
- Memory：将数据存储在内存中，查询速度极快，但数据不持久化。
分布式表引擎 ：数据分布存储在多个服务器上，支持数据复制和分布式查询。分布式表引擎主要有以下几种：
- Distributed：将数据分布存储在多个服务器上，支持数据复制和分布式查询，是 ClickHouse 中默认的分布式表引擎。
- Replicated：与 Distributed 表引擎类似，但数据复制是同步进行的，因此写入性能可能会受到影响。
- ReplicatedMergeTree：将 MergeTree 表引擎与数据复制相结合，支持高负载场景下的分布式查询。

2. MergeTree 表引擎解析

MergeTree 是 ClickHouse 中最常用的表引擎，它支持数据合并、分区、压缩等多种优化功能，适用于高负载场景。

数据存储 ：MergeTree 表引擎将数据存储在多个数据块（Data Part）中，每个数据块对应一个时间段或数据范围。数据块是不可变的，一旦创建就不能再修改。新的数据会被追加到新的数据块中。
数据写入 ：数据写入 MergeTree 表引擎时，会被追加到最新的数据块中。如果数据块的大小达到一定阈值，或者时间达到一定期限，则会创建一个新的数据块。
数据读取 ：数据读取时，MergeTree 表引擎会先从最新的数据块中读取数据，然后从较早的数据块中读取数据，直到读取到满足查询条件的所有数据。
数据合并 ：MergeTree 表引擎支持数据合并功能，可以将多个小数据块合并成一个大数据块，从而减少数据块的数量，提高查询性能。
数据分区 ：MergeTree 表引擎支持数据分区功能，可以将数据根据一定规则划分为多个分区，从而减少每个数据块的大小，提高查询性能。
数据压缩 ：MergeTree 表引擎支持数据压缩功能，可以减少数据块的大小，节省存储空间，提高查询性能。

3. 如何选择合适的表引擎

选择合适的表引擎是至关重要的，不同的表引擎有不同的特点和优缺点。以下是选择表引擎时需要考虑的一些因素：