ApacheDorisColocateJoin原理实践教程

1. 什么是Apache Doris及其Colocate Join

Apache Doris是一种开源的分布式MPP数据库，强调实时交互和高性能，其Colocate Join则是一种特殊的连接方式。在传统的连接方式中，需要将两个表中的数据分别从各自的分布式存储中读取，再将其传输到单独的服务节点进行匹配连接，这样会造成大量的数据传输和网络开销。而Colocate Join则是在同一节点上利用分片和分发两级路由操作来完成连接匹配，并且避免了数据移动和网络传输，从而提高了连接的效率。

2. Apache Doris Colocate Join原理

2.1 分片和分发

在Apache Doris中，每个表都根据其数据量和处理能力被分为多个分片，这些分片分布在不同的节点上。而在Colocate Join中，两个表的分片需要被映射到相同的节点上，以便进行连接。这就需要使用分发操作，将一个表的分片分发到另一个表的节点上。具体而言，可以使用Hash分发、Range分发和Broadcast分发三种方式来完成分发操作。

/* Hash分发 */

  for (int i = 0; i < t1.num_shards; ++i) {
    for (RowBatch::Iterator it(t1.GetRowBatch(i)); !it.AtEnd(); it.Next()) {
      TupleRow* row = it.Get();
      /* 将该行数据的分布过程通过hash函数映射到目标节点上 */
      int target_shard_id = Hash(row) % t2.num_shards;
      /* 将该行数据插入到目标节点上 */
      t2.GetShard(target_shard_id)->Insert(row);
   }
}
/* Range分发 */
for (int i = 0; i < t1.num_shards; ++i) {
   for (RowBatch::Iterator it(t1.GetRowBatch(i)); !it.AtEnd(); it.Next()) {
      TupleRow* row = it.Get();
      /* 通过计算该行数据的值是否在目标节点的范围中，将其插入到目标节点上 */
      t2.GetShard(target_shard_id)->Insert(row);
   }
}
/* Broadcast分发 */
for (int i = 0; i < t1.num_shards; ++i) {
   for (RowBatch::Iterator it(t1.GetRowBatch(i)); !it.AtEnd(); it.Next()) {
      TupleRow* row = it.Get();
      /* 将该行数据广播到目标节点上的所有分片 */
      for (int j = 0; j < t2.num_shards; ++j) {
         t2.GetShard(j)->Insert(row);
      }
   }
}

2.2 针对Colocate Join的优化

在Apache Doris中，Colocate Join的实现还可以通过以下方法进行优化：

数据本地化：将需要进行连接的两个表的分片都放置在同一个节点上。

子查询剪枝：在Colocate Join中，由于需要进行大量的数据传输和计算，因此可以采用子查询剪枝的方式来减少不必要的计算和传输开销。

并行化操作：可以使用多线程或分布式操作等技术来加速Colocate Join的计算速度。

3. Apache Doris Colocate Join实践教程

下面是一些使用Apache Doris进行Colocate Join操作的示例：

/* 基于Hash分发的Colocate Join */

SELECT *
FROM emp
JOIN sal
ON emp.dept_id = sal.dept_id
DISTRIBUTED BY HASH(emp.emp_id) BUCKET 16
COLOCATE WITH sal;
/* 基于Range分发的Colocate Join */
SELECT *
FROM emp
JOIN sal
ON emp.salary BETWEEN sal.min_salary AND sal.max_salary
DISTRIBUTED BY RANGE(emp.salary) (
   PARTITION p1 VALUES LESS THAN (10000),
   PARTITION p2 VALUES LESS THAN (20000),
   PARTITION p3 VALUES LESS THAN (30000)
)
COLOCATE WITH sal;
/* 基于Broadcast分发的Colocate Join */
SELECT *
FROM emp
JOIN sal
ON emp.dept_id = sal.dept_id
DISTRIBUTED BY BROADCAST(emp) COLOCATE WITH sal;

通过以上示例，我们可以看到在Apache Doris中使用Colocate Join来进行数据连接可以大大提高查询效率和性能。