clickhouse的多路径存储策略

存储策略

clickhouse从19.15开始，MergeTree实现了自定义存储策略的功能：

JBOD策略：这种策略适合服务器挂多磁盘但没做raid的场景。JBOD是一种轮询策略，每次执行INSERT或者MERGE，所以产生的新分区会轮询写入各个磁盘。这种策略可以减低单盘负载，在一定条件下提升数据并行读写的性能。
HOT/COLD策略：这种策略适合服务挂不通类型磁盘的场景。将磁盘分为HOT与COLD两类区域，HOT区使用小容量高速存储，注重存取性能；COLD区使用大容量低速存储，注重容量。MergeTree写入时，会在HOT区创建分区目录保存数据，当分区数据达到阈值，数据自动移动到COLD区。每个区内部也支持定义多个磁盘，支持JBOD策略。

配置语法

storage_configuration 标签定义多路径存储策略
disks 标签定义磁盘
policies 标签定义策略

keep_free_space_bytes: 选填项，用于指定指定磁盘的预留空间，单位字节bit。
max_data_part_size_bytes：选填，字节为单位默认1G，表示在这个卷的单个disk磁盘中，一个数据分区的最大磁盘存储阈值，若当前分区的数据大小超过阈值，则之后的分区会写入下一个disk磁盘。
move_factor：选填项，默认值为0.1,；若当前卷的可用空间大小小于factor因子，并且定义多个卷，则数据会自动移动到下一个卷。

JBOD

配置：


<storage_configuration>
    <disks>
        <disk_01>
            <path>/data/chbase/data_01/</path>
        </disk_01>
        <disk_02>
            <path>/data/chbase/data_02/</path>
        </disk_02>
        <disk_03>
            <path>/data/chbase/data_03/</path>
        </disk_03>
    </disks>
    <policies>
        <jbod_policies>
            <volumes>
                <jbod_volume>
                   <disk>disk_01</disk>
                   <disk>disk_02</disk>
                </jbod_volume>
            </volumes>
        </jbod_policies>
    </policies>
</storage_configuration>

查看disk配置：


localhost :) SELECT name, path, formatReadableSize(free_space) AS free, formatReadableSize(total_space) AS total, formatReadableSize(keep_free_space) AS reserved FROM system.disks;
 
┌─name────┬─path────────────────────────────┬─free──────┬─total─────┬─reserved─┐
│ default │ /data/database/clickhouse/data/ │ 13.19 GiB │ 29.98 GiB │ 0.00 B   │
│ disk_01 │ /data/chbase/data_01/           │ 13.19 GiB │ 29.98 GiB │ 0.00 B   │
│ disk_02 │ /data/chbase/data_02/           │ 13.19 GiB │ 29.98 GiB │ 0.00 B   │
│ disk_03 │ /data/chbase/data_03/           │ 13.19 GiB │ 29.98 GiB │ 0.00 B   │
└─────────┴─────────────────────────────────┴───────────┴───────────┴──────────┘

查看policies策略：


localhost :) SELECT policy_name, volume_name, volume_priority, disks, formatReadableSize(max_data_part_size) AS max_data_part_size, move_factor FROM system.storage_policies;
 
┌─policy_name───┬─volume_name─┬─volume_priority─┬─disks─────────────────┬─max_data_part_size─┬─move_factor─┐
│ default       │ default     │               1 │ ['default']           │ 0.00 B             │           0 │
│ jbod_policies │ jbod_volume │               1 │ ['disk_01','disk_02'] │ 0.00 B             │         0.1 │
└───────────────┴─────────────┴─────────────────┴───────────────────────┴────────────────────┴─────────────┘

建表测试：


##使用settings storage_policy='jbod_policies'指定策略
localhost :) CREATE TABLE jbod_table_v1
(
    `id` UInt64
)
ENGINE = MergeTree()
ORDER BY id
SETTINGS storage_policy = 'jbod_policies'
 
##写入第一批数据，创建第一个分区目录
localhost :) INSERT INTO jbod_table_v1 SELECT rand() FROM numbers(10);
 
##查看系统分区表，可以看到第一个分区all_1_1_0被写入到disk_01
localhost :) SELECT name, disk_name FROM system.parts WHERE table='jbod_table_v1';
┌─name──────┬─disk_name─┐
│ all_1_1_0 │ disk_01   │
└───────────┴───────────┘
 
##写入第二批数据，创建第二个分区目录
localhost :) INSERT INTO jbod_table_v1 SELECT rand() FROM numbers(10);
 
##可以看到第二个分区all_2_2_0被写入到disk_02 
localhost :) SELECT name, disk_name FROM system.parts WHERE table='jbod_table_v1';
┌─name──────┬─disk_name─┐
│ all_1_1_0 │ disk_01   │
│ all_2_2_0 │ disk_02   │
└───────────┴───────────┘
 
##反复几次
localhost :) SELECT name, disk_name FROM system.parts WHERE table='jbod_table_v1';
┌─name──────┬─disk_name─┐
│ all_1_1_0 │ disk_01   │
│ all_2_2_0 │ disk_02   │
│ all_3_3_0 │ disk_01   │
│ all_4_4_0 │ disk_02   │
└───────────┴───────────┘

JBOD策略，每当生成一个新数据分区的时候，分区目录会根据volume中定义的disk顺序依次轮询并写入各个disk。

HOT/COLD

配置:


<storage_configuration>
    <disks>
        <disk_01>
            <path>/data/chbase/data_01/</path>
        </disk_01>
        <disk_02>
            <path>/data/chbase/data_02/</path>
        </disk_02>
        <clod_disk>
            <path>/data/chbase/cold_data/</path>
            <keep_free_space_bytes>21474836480</keep_free_space_bytes>
        </clod_disk>
    </disks>
    <policies>
        <hot_to_cold>
            <volumes>
                <hot_volume>
                   <disk>disk_01</disk>
                   <disk>disk_02</disk>
                   <max_data_part_size_bytes>1048576</max_data_part_size_bytes>
                </hot_volume>
                <cold_volume>
                    <disk>clod_disk</disk>
                </cold_volume>
            </volumes>
            <move_factor>0.2</move_factor>
        </hot_to_cold>
    </policies>
</storage_configuration>

查看disk配置：


localhost :) SELECT name, path, formatReadableSize(free_space) AS free, formatReadableSize(total_space) AS total, formatReadableSize(keep_free_space) AS reserved FROM system.disks;
 
┌─name──────┬─path────────────────────────────┬─free──────┬─total─────┬─reserved──┐
│ clod_disk │ /data/chbase/cold_data/         │ 29.94 GiB │ 29.97 GiB │ 20.00 GiB │
│ default   │ /data/database/clickhouse/data/ │ 16.49 GiB │ 27.94 GiB │ 0.00 B    │
│ disk_01   │ /data/chbase/data_01/           │ 9.96 GiB  │ 9.99 GiB  │ 0.00 B    │
│ disk_02   │ /data/chbase/data_02/           │ 9.96 GiB  │ 9.99 GiB  │ 0.00 B    │
└───────────┴─────────────────────────────────┴───────────┴───────────┴───────────┘

查看policies策略：


localhost :) SELECT policy_name, volume_name, volume_priority, disks, formatReadableSize(max_data_part_size) AS max_data_part_size, move_factor FROM system.storage_policies;
 
┌─policy_name─┬─volume_name──┬─volume_priority─┬─disks─────────────────┬─max_data_part_size─┬─move_factor─┐
│ default     │ default      │               1 │ ['default']           │ 0.00 B             │           0 │
│ hot_to_cold │ hot_volume   │               1 │ ['disk_01','disk_02'] │ 1.00 GiB           │         0.2 │
│ hot_to_cold │ cold_volume  │               2 │ ['clod_disk']         │ 0.00 B             │         0.2 │
└─────────────┴──────────────┴─────────────────┴───────────────────────┴────────────────────┴─────────────┘
 
可以看出，hot_to_cold策略有两个volume: hot_volume、cold_volume。其中hot_volume有两块磁盘：disk_01、disk_02。

建表测试：


localhost : CREATE TABLE htc_table_1
(
    `id` UInt64
)
ENGINE = MergeTree()
ORDER BY id
SETTINGS storage_policy = 'hot_to_cold';
 
##写入两个分区
localhost :) INSERT INTO htc_table_1 SELECT rand() FROM numbers(100000);
 
##查看两次生成的分区采用JBOD策略均衡在disk_01、disk_02
localhost :) SELECT name, disk_name FROM system.parts WHERE table='htc_table_1';
 
┌─name──────┬─disk_name─┐
│ all_1_1_0 │ disk_01   │
│ all_2_2_0 │ disk_02   │
└───────────┴───────────┘
 
##由于max_data_part_size_bytes配置是1M，写入一个超过1M大小的分区
localhost :) INSERT INTO htc_table_1 SELECT rand() FROM numbers(300000);
 
##可以看到第三个分区被写入到clod_disk
localhost :) SELECT name, disk_name FROM system.parts WHERE table='htc_table_1';
 
┌─name──────┬─disk_name─┐
│ all_1_1_0 │ disk_01   │
│ all_2_2_0 │ disk_02   │
│ all_3_3_0 │ clod_disk │
└───────────┴───────────┘

HOT/COLD策略，由多个disk组成volume组。每当一个新数据分区生成的时候，按照阈值(max_data_part_size_bytes)的大小，分区目录会按照volume组中定义的顺序依次写入。

合并分区或者一次性写入的分区大小超过max_data_part_size_bytes，也会被写入到COLD卷中。

分区移动

虽然MergeTree定义完存储策略后不能修改，但却可以移动分区


## 将某个分区移动到当前volume的另一个disk
localhost :) ALTER TABLE htc_table_1 MOVE PART 'all_1_1_0' TO DISK 'disk_02';
 
localhost :) SELECT name, disk_name FROM system.parts WHERE table='htc_table_1';
 
┌─name──────┬─disk_name─┐
│ all_1_1_0 │ disk_02   │
│ all_2_2_0 │ disk_02   │
│ all_3_3_0 │ clod_disk │
└───────────┴───────────┘
 
 
##将某个分区移动到其他volume
localhost :) ALTER TABLE htc_table_1 MOVE PART 'all_1_1_0' TO VOLUME 'cold_volume';
 
localhost :) SELECT name, disk_name FROM system.parts WHERE table='htc_table_1';
 
┌─name──────┬─disk_name─┐
│ all_1_1_0 │ clod_disk │
│ all_2_2_0 │ disk_02   │
│ all_3_3_0 │ clod_disk │
└───────────┴───────────┘

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