#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MERGE_TREE_MARK_SIZE (2 * sizeof(size_t)) namespace DB { class MergeTreeBlockOutputStream : public IBlockOutputStream { public: MergeTreeBlockOutputStream(StorageMergeTree & storage_) : storage(storage_), flags(O_TRUNC | O_CREAT | O_WRONLY) { } void write(const Block & block) { storage.check(block); Yandex::DateLUTSingleton & date_lut = Yandex::DateLUTSingleton::instance(); size_t rows = block.rows(); size_t columns = block.columns(); /// Достаём столбец с датой. const ColumnUInt16::Container_t & dates = dynamic_cast(*block.getByName(storage.date_column_name).column).getData(); /// Минимальная и максимальная дата. UInt16 min_date = std::numeric_limits::max(); UInt16 max_date = std::numeric_limits::min(); for (ColumnUInt16::Container_t::const_iterator it = dates.begin(); it != dates.end(); ++it) { if (*it < min_date) min_date = *it; if (*it > max_date) max_date = *it; } /// Разделяем на блоки по месяцам. Для каждого ещё посчитаем минимальную и максимальную дату. typedef std::map BlocksByMonth; BlocksByMonth blocks_by_month; UInt16 min_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(Yandex::DayNum_t(min_date)); UInt16 max_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(Yandex::DayNum_t(max_date)); /// Типичный случай - когда месяц один (ничего разделять не нужно). if (min_month == max_month) blocks_by_month[min_month] = BlockWithDateInterval(block, min_date, max_date); else { for (size_t i = 0; i < rows; ++i) { UInt16 month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(Yandex::DayNum_t(dates[i])); BlockWithDateInterval & block_for_month = blocks_by_month[month]; if (!block_for_month.block) block_for_month.block = block.cloneEmpty(); if (dates[i] < block_for_month.min_date) block_for_month.min_date = dates[i]; if (dates[i] > block_for_month.max_date) block_for_month.max_date = dates[i]; for (size_t j = 0; j < columns; ++j) block_for_month.block.getByPosition(j).column->insert((*block.getByPosition(j).column)[i]); } } /// Для каждого месяца. for (BlocksByMonth::iterator it = blocks_by_month.begin(); it != blocks_by_month.end(); ++it) writePart(it->second.block, it->second.min_date, it->second.max_date); } BlockOutputStreamPtr clone() { return new MergeTreeBlockOutputStream(storage); } private: StorageMergeTree & storage; const int flags; struct BlockWithDateInterval { Block block; UInt16 min_date; UInt16 max_date; BlockWithDateInterval() : min_date(std::numeric_limits::max()), max_date(0) {} BlockWithDateInterval(const Block & block_, UInt16 min_date_, UInt16 max_date_) : block(block_), min_date(min_date_), max_date(max_date_) {} }; void writePart(Block & block, UInt16 min_date, UInt16 max_date) { Yandex::DateLUTSingleton & date_lut = Yandex::DateLUTSingleton::instance(); size_t rows = block.rows(); size_t columns = block.columns(); UInt64 part_id = storage.increment.get(true); String part_name = storage.getPartName( Yandex::DayNum_t(min_date), Yandex::DayNum_t(max_date), part_id, part_id, 0); String part_tmp_path = storage.full_path + "tmp_" + part_name + "/"; String part_res_path = storage.full_path + part_name + "/"; Poco::File(part_tmp_path).createDirectories(); LOG_TRACE(storage.log, "Calculating primary expression."); /// Если для сортировки надо вычислить некоторые столбцы - делаем это. storage.primary_expr->execute(block); LOG_TRACE(storage.log, "Sorting by primary key."); /// Сортируем. sortBlock(block, storage.sort_descr); /// Наконец-то можно писать данные на диск. LOG_TRACE(storage.log, "Writing index."); /// Сначала пишем индекс. Индекс содержит значение PK для каждой index_granularity строки. { WriteBufferFromFile index(part_tmp_path + "primary.idx", DBMS_DEFAULT_BUFFER_SIZE, flags); typedef std::vector PrimaryColumns; PrimaryColumns primary_columns; for (size_t i = 0, size = storage.sort_descr.size(); i < size; ++i) primary_columns.push_back( !storage.sort_descr[i].column_name.empty() ? &block.getByName(storage.sort_descr[i].column_name) : &block.getByPosition(storage.sort_descr[i].column_number)); for (size_t i = 0; i < rows; i += storage.index_granularity) for (PrimaryColumns::const_iterator it = primary_columns.begin(); it != primary_columns.end(); ++it) (*it)->type->serializeBinary((*(*it)->column)[i], index); } LOG_TRACE(storage.log, "Writing data."); for (size_t i = 0; i < columns; ++i) { const ColumnWithNameAndType & column = block.getByPosition(i); writeData(part_tmp_path, column.name, *column.type, *column.column); } LOG_TRACE(storage.log, "Renaming."); /// Переименовываем кусок. Poco::File(part_tmp_path).renameTo(part_res_path); /// Добавляем новый кусок в набор. { Poco::ScopedLock lock(storage.data_parts_mutex); Poco::ScopedLock lock_all(storage.all_data_parts_mutex); StorageMergeTree::DataPartPtr new_data_part = new StorageMergeTree::DataPart(storage); new_data_part->left_date = Yandex::DayNum_t(min_date); new_data_part->right_date = Yandex::DayNum_t(max_date); new_data_part->left = part_id; new_data_part->right = part_id; new_data_part->level = 0; new_data_part->name = part_name; new_data_part->size = (rows + storage.index_granularity - 1) / storage.index_granularity; new_data_part->modification_time = time(0); new_data_part->left_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(new_data_part->left_date); new_data_part->right_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(new_data_part->right_date); storage.data_parts.insert(new_data_part); storage.all_data_parts.insert(new_data_part); } /// Если на каждую запись делать по две итерации слияния, то дерево будет максимально компактно. storage.merge(2); } /// Записать данные одного столбца. void writeData(const String & path, const String & name, const IDataType & type, const IColumn & column, size_t level = 0) { String escaped_column_name = escapeForFileName(name); /// Для массивов требуется сначала сериализовать размеры, а потом значения. if (const DataTypeArray * type_arr = dynamic_cast(&type)) { String size_name = escaped_column_name + ARRAY_SIZES_COLUMN_NAME_SUFFIX + Poco::NumberFormatter::format(level); WriteBufferFromFile plain(path + size_name + ".bin", DBMS_DEFAULT_BUFFER_SIZE, flags); WriteBufferFromFile marks(path + size_name + ".mrk", 4096, flags); CompressedWriteBuffer compressed(plain); size_t prev_mark = 0; type_arr->serializeOffsets(column, compressed, boost::bind(&MergeTreeBlockOutputStream::writeCallback, this, boost::ref(prev_mark), boost::ref(plain), boost::ref(compressed), boost::ref(marks))); } { WriteBufferFromFile plain(path + escaped_column_name + ".bin", DBMS_DEFAULT_BUFFER_SIZE, flags); WriteBufferFromFile marks(path + escaped_column_name + ".mrk", 4096, flags); CompressedWriteBuffer compressed(plain); size_t prev_mark = 0; type.serializeBinary(column, compressed, boost::bind(&MergeTreeBlockOutputStream::writeCallback, this, boost::ref(prev_mark), boost::ref(plain), boost::ref(compressed), boost::ref(marks))); } } /// Вызывается каждые index_granularity строк и пишет в файл с засечками (.mrk). size_t writeCallback(size_t & prev_mark, WriteBufferFromFile & plain, CompressedWriteBuffer & compressed, WriteBufferFromFile & marks) { /// Каждая засечка - это: (смещение в файле до начала сжатого блока, смещение внутри блока) writeIntBinary(plain.count(), marks); writeIntBinary(compressed.offset(), marks); prev_mark += storage.index_granularity; return prev_mark; } }; /** Для записи куска, полученного слиянием нескольких других. * Данные уже отсортированы, относятся к одному месяцу, и пишутся в один кускок. */ class MergedBlockOutputStream : public IBlockOutputStream { public: MergedBlockOutputStream(StorageMergeTree & storage_, UInt16 min_date, UInt16 max_date, UInt64 min_part_id, UInt64 max_part_id, UInt32 level) : storage(storage_), index_offset(0) { part_name = storage.getPartName( Yandex::DayNum_t(min_date), Yandex::DayNum_t(max_date), min_part_id, max_part_id, level); part_tmp_path = storage.full_path + "tmp_" + part_name + "/"; part_res_path = storage.full_path + part_name + "/"; Poco::File(part_tmp_path).createDirectories(); index_stream = new WriteBufferFromFile(part_tmp_path + "primary.idx", DBMS_DEFAULT_BUFFER_SIZE, O_TRUNC | O_CREAT | O_WRONLY); for (NamesAndTypesList::const_iterator it = storage.columns->begin(); it != storage.columns->end(); ++it) addStream(it->first, *it->second); } void write(const Block & block) { size_t rows = block.rows(); /// Сначала пишем индекс. Индекс содержит значение PK для каждой index_granularity строки. typedef std::vector PrimaryColumns; PrimaryColumns primary_columns; for (size_t i = 0, size = storage.sort_descr.size(); i < size; ++i) primary_columns.push_back( !storage.sort_descr[i].column_name.empty() ? &block.getByName(storage.sort_descr[i].column_name) : &block.getByPosition(storage.sort_descr[i].column_number)); for (size_t i = index_offset; i < rows; i += storage.index_granularity) for (PrimaryColumns::const_iterator it = primary_columns.begin(); it != primary_columns.end(); ++it) (*it)->type->serializeBinary((*(*it)->column)[i], *index_stream); /// Теперь пишем данные. for (NamesAndTypesList::const_iterator it = storage.columns->begin(); it != storage.columns->end(); ++it) { const ColumnWithNameAndType & column = block.getByName(it->first); writeData(column.name, *column.type, *column.column); } index_offset = rows % storage.index_granularity ? (storage.index_granularity - rows % storage.index_granularity) : 0; } void writeSuffix() { /// Заканчиваем запись. index_stream = NULL; column_streams.clear(); /// Переименовываем кусок. Poco::File(part_tmp_path).renameTo(part_res_path); /// А добавление нового куска в набор (и удаление исходных кусков) сделает вызывающая сторона. } BlockOutputStreamPtr clone() { throw Exception("Cannot clone MergedBlockOutputStream", ErrorCodes::NOT_IMPLEMENTED); } private: StorageMergeTree & storage; String part_name; String part_tmp_path; String part_res_path; struct ColumnStream { ColumnStream(const String & data_path, const std::string & marks_path) : plain(data_path, DBMS_DEFAULT_BUFFER_SIZE, O_TRUNC | O_CREAT | O_WRONLY), compressed(plain), marks(marks_path, 4096, O_TRUNC | O_CREAT | O_WRONLY) {} WriteBufferFromFile plain; CompressedWriteBuffer compressed; WriteBufferFromFile marks; }; typedef std::map > ColumnStreams; ColumnStreams column_streams; SharedPtr index_stream; /// Смещение до первой строчки блока, для которой надо записать индекс. size_t index_offset; void addStream(const String & name, const IDataType & type, size_t level = 0) { String escaped_column_name = escapeForFileName(name); /// Для массивов используются отдельные потоки для размеров. if (const DataTypeArray * type_arr = dynamic_cast(&type)) { String size_name = name + ARRAY_SIZES_COLUMN_NAME_SUFFIX + Poco::NumberFormatter::format(level); String escaped_size_name = escaped_column_name + ARRAY_SIZES_COLUMN_NAME_SUFFIX + Poco::NumberFormatter::format(level); column_streams[size_name] = new ColumnStream( part_tmp_path + escaped_size_name + ".bin", part_tmp_path + escaped_size_name + ".mrk"); addStream(name, *type_arr->getNestedType(), level + 1); } else column_streams[name] = new ColumnStream( part_tmp_path + escaped_column_name + ".bin", part_tmp_path + escaped_column_name + ".mrk"); } /// Записать данные одного столбца. void writeData(const String & name, const IDataType & type, const IColumn & column, size_t level = 0) { /// Для массивов требуется сначала сериализовать размеры, а потом значения. if (const DataTypeArray * type_arr = dynamic_cast(&type)) { String size_name = name + ARRAY_SIZES_COLUMN_NAME_SUFFIX + Poco::NumberFormatter::format(level); ColumnStream & stream = *column_streams[size_name]; size_t prev_mark = 0; type_arr->serializeOffsets(column, stream.compressed, boost::bind(&MergedBlockOutputStream::writeCallback, this, boost::ref(prev_mark), boost::ref(stream.plain), boost::ref(stream.compressed), boost::ref(stream.marks))); } { ColumnStream & stream = *column_streams[name]; size_t prev_mark = 0; type.serializeBinary(column, stream.compressed, boost::bind(&MergedBlockOutputStream::writeCallback, this, boost::ref(prev_mark), boost::ref(stream.plain), boost::ref(stream.compressed), boost::ref(stream.marks))); } } /// Вызывается каждые index_granularity строк и пишет в файл с засечками (.mrk). size_t writeCallback(size_t & prev_mark, WriteBufferFromFile & plain, CompressedWriteBuffer & compressed, WriteBufferFromFile & marks) { /// Если есть index_offset, то первая засечка идёт не сразу, а после этого количества строк. if (prev_mark == 0 && index_offset != 0) { prev_mark = index_offset; return prev_mark; } /// Каждая засечка - это: (смещение в файле до начала сжатого блока, смещение внутри блока) writeIntBinary(plain.count(), marks); writeIntBinary(compressed.offset(), marks); prev_mark += storage.index_granularity; return prev_mark; } }; /** Диапазон с открытыми или закрытыми концами; возможно, неограниченный. * Определяет, какую часть данных читать, при наличии индекса. */ struct Range { Field left; /// левая граница, если есть Field right; /// правая граница, если есть bool left_bounded; /// ограничен ли слева bool right_bounded; /// ограничен ли справа bool left_included; /// включает левую границу, если есть bool right_included; /// включает правую границу, если есть /// Всё множество. Range() : left(), right(), left_bounded(false), right_bounded(false), left_included(false), right_included(false) {} /// Одна точка. Range(const Field & point) : left(point), right(point), left_bounded(true), right_bounded(true), left_included(true), right_included(true) {} /// Установить левую границу. void setLeft(const Field & point, bool included) { left = point; left_bounded = true; left_included = included; } /// Установить правую границу. void setRight(const Field & point, bool included) { right = point; right_bounded = true; right_included = included; } /// x входит в range bool contains(const Field & x) { return !leftThan(x) && !rightThan(x); } /// x находится левее bool rightThan(const Field & x) { return (left_bounded ? !(boost::apply_visitor(FieldVisitorGreater(), x, left) || (left_included && x == left)) : false); } /// x находится правее bool leftThan(const Field & x) { return (right_bounded ? !(boost::apply_visitor(FieldVisitorLess(), x, right) || (right_included && x == right)) : false); } /// Пересекает отрезок bool intersectsSegment(const Field & segment_left, const Field & segment_right) { if (!left_bounded) return contains(segment_left); if (!right_bounded) return contains(segment_right); return (boost::apply_visitor(FieldVisitorLess(), segment_left, right) || (right_included && segment_left == right)) && (boost::apply_visitor(FieldVisitorGreater(), segment_right, left) || (left_included && segment_right == left)); } String toString() { std::stringstream str; if (!left_bounded) str << "(-inf, "; else str << (left_included ? '[' : '(') << boost::apply_visitor(FieldVisitorToString(), left) << ", "; if (!right_bounded) str << "+inf)"; else str << boost::apply_visitor(FieldVisitorToString(), right) << (right_included ? ']' : ')'); return str.str(); } }; /// Для чтения из одного куска. Для чтения сразу из многих, Storage использует сразу много таких объектов. class MergeTreeBlockInputStream : public IProfilingBlockInputStream { public: MergeTreeBlockInputStream(const String & path_, /// Путь к куску size_t block_size_, const Names & column_names_, StorageMergeTree & storage_, const StorageMergeTree::DataPartPtr & owned_data_part_, size_t mark_number_, size_t rows_limit_) : path(path_), block_size(block_size_), column_names(column_names_), storage(storage_), owned_data_part(owned_data_part_), mark_number(mark_number_), rows_limit(rows_limit_), rows_read(0) { if (mark_number == 0 && rows_limit == std::numeric_limits::max()) { LOG_TRACE(storage.log, "Reading from part " << owned_data_part->name << ", all rows."); } else { LOG_TRACE(storage.log, "Reading from part " << owned_data_part->name << ", up to " << rows_limit << " rows from row " << mark_number * storage.index_granularity << "."); } } String getName() const { return "MergeTreeBlockInputStream"; } BlockInputStreamPtr clone() { return new MergeTreeBlockInputStream(path, block_size, column_names, storage, owned_data_part, mark_number, rows_limit); } /// Получает диапазон засечек, вне которого не могут находиться ключи из заданного диапазона. static void markRangeFromPkRange(const String & path, size_t marks_count, StorageMergeTree & storage, Row & requested_pk_prefix, Range & requested_pk_range, size_t & out_first_mark, size_t & out_last_mark) { size_t last_mark_in_file = (marks_count == 0) ? 0 : (marks_count - 1); /// Если индекс не используется. if (requested_pk_prefix.size() == 0 && !requested_pk_range.left_bounded && !requested_pk_range.right_bounded) { out_first_mark = 0; out_last_mark = last_mark_in_file; } else { /// Читаем PK, и на основе primary_prefix, primary_range определим mark_number и rows_limit. ssize_t min_mark_number = -1; ssize_t max_mark_number = -1; String index_path = path + "primary.idx"; ReadBufferFromFile index(index_path, std::min(static_cast(DBMS_DEFAULT_BUFFER_SIZE), Poco::File(index_path).getSize())); size_t prefix_size = requested_pk_prefix.size(); Row pk(storage.sort_descr.size()); Row pk_prefix(prefix_size); for (size_t current_mark_number = 0; !index.eof(); ++current_mark_number) { /// Читаем очередное значение PK Row pk(storage.sort_descr.size()); for (size_t i = 0, size = pk.size(); i < size; ++i) storage.primary_key_sample.getByPosition(i).type->deserializeBinary(pk[i], index); pk_prefix.assign(pk.begin(), pk.begin() + pk_prefix.size()); if (pk_prefix < requested_pk_prefix) { min_mark_number = current_mark_number; } else if (pk_prefix == requested_pk_prefix) { if (requested_pk_range.rightThan(pk[prefix_size])) { min_mark_number = current_mark_number; } else if (requested_pk_range.leftThan(pk[prefix_size])) { max_mark_number = current_mark_number == 0 ? 0 : (current_mark_number - 1); break; } } else { max_mark_number = current_mark_number == 0 ? 0 : (current_mark_number - 1); break; } } out_first_mark = min_mark_number == -1 ? 0 : min_mark_number; out_last_mark = max_mark_number == -1 ? last_mark_in_file : max_mark_number; } } protected: Block readImpl() { Block res; if (rows_read == rows_limit) return res; /// Если файлы не открыты, то открываем их. if (streams.empty()) for (Names::const_iterator it = column_names.begin(); it != column_names.end(); ++it) addStream(*it, *storage.getDataTypeByName(*it)); /// Сколько строк читать для следующего блока. size_t max_rows_to_read = std::min(block_size, rows_limit - rows_read); /** Для некоторых столбцов файлы с данными могут отсутствовать. * Это бывает для старых кусков, после добавления новых столбцов в структуру таблицы. */ bool has_missing_columns = false; bool has_normal_columns = false; for (Names::const_iterator it = column_names.begin(); it != column_names.end(); ++it) { if (streams.end() == streams.find(*it)) { has_missing_columns = true; continue; } has_normal_columns = true; ColumnWithNameAndType column; column.name = *it; column.type = storage.getDataTypeByName(*it); column.column = column.type->createColumn(); readData(*it, *column.type, *column.column, max_rows_to_read); if (column.column->size()) res.insert(column); } if (has_missing_columns && !has_normal_columns) throw Exception("All requested columns are missing", ErrorCodes::ALL_REQUESTED_COLUMNS_ARE_MISSING); if (res) { rows_read += res.rows(); /// Заполним столбцы, для которых нет файлов, значениями по-умолчанию. if (has_missing_columns) { for (Names::const_iterator it = column_names.begin(); it != column_names.end(); ++it) { if (streams.end() == streams.find(*it)) { ColumnWithNameAndType column; column.name = *it; column.type = storage.getDataTypeByName(*it); /** Нужно превратить константный столбец в полноценный, так как в части блоков (из других кусков), * он может быть полноценным (а то интерпретатор может посчитать, что он константный везде). */ column.column = dynamic_cast(*column.type->createConstColumn( res.rows(), column.type->getDefault())).convertToFullColumn(); res.insert(column); } } } } if (!res || rows_read == rows_limit) { /** Закрываем файлы (ещё до уничтожения объекта). * Чтобы при создании многих источников, но одновременном чтении только из нескольких, * буферы не висели в памяти. */ streams.clear(); } return res; } private: const String path; size_t block_size; Names column_names; StorageMergeTree & storage; const StorageMergeTree::DataPartPtr owned_data_part; /// Кусок не будет удалён, пока им владеет этот объект. size_t mark_number; /// С какой засечки читать данные size_t rows_limit; /// Максимальное количество строк, которых можно прочитать size_t rows_read; struct Stream { Stream(const String & path_prefix, size_t mark_number) : plain(path_prefix + ".bin", std::min(static_cast(DBMS_DEFAULT_BUFFER_SIZE), Poco::File(path_prefix + ".bin").getSize())), compressed(plain) { if (mark_number) { /// Прочитаем из файла с засечками смещение в файле с данными. ReadBufferFromFile marks(path_prefix + ".mrk", MERGE_TREE_MARK_SIZE); marks.seek(mark_number * MERGE_TREE_MARK_SIZE); size_t offset_in_compressed_file = 0; size_t offset_in_decompressed_block = 0; readIntBinary(offset_in_compressed_file, marks); readIntBinary(offset_in_decompressed_block, marks); plain.seek(offset_in_compressed_file); compressed.next(); compressed.position() += offset_in_decompressed_block; } } ReadBufferFromFile plain; CompressedReadBuffer compressed; }; typedef std::map > FileStreams; FileStreams streams; void addStream(const String & name, const IDataType & type, size_t level = 0) { String escaped_column_name = escapeForFileName(name); /** Если файла с данными нет - то не будем пытаться открыть его. * Это нужно, чтобы можно было добавлять новые столбцы к структуре таблицы без создания файлов для старых кусков. */ if (!Poco::File(path + escaped_column_name + ".bin").exists()) return; /// Для массивов используются отдельные потоки для размеров. if (const DataTypeArray * type_arr = dynamic_cast(&type)) { String size_name = name + ARRAY_SIZES_COLUMN_NAME_SUFFIX + Poco::NumberFormatter::format(level); String escaped_size_name = escaped_column_name + ARRAY_SIZES_COLUMN_NAME_SUFFIX + Poco::NumberFormatter::format(level); streams.insert(std::make_pair(size_name, new Stream( path + escaped_size_name, mark_number))); addStream(name, *type_arr->getNestedType(), level + 1); } else streams.insert(std::make_pair(name, new Stream( path + escaped_column_name, mark_number))); } void readData(const String & name, const IDataType & type, IColumn & column, size_t max_rows_to_read, size_t level = 0) { /// Для массивов требуется сначала десериализовать размеры, а потом значения. if (const DataTypeArray * type_arr = dynamic_cast(&type)) { type_arr->deserializeOffsets( column, streams[name + ARRAY_SIZES_COLUMN_NAME_SUFFIX + Poco::NumberFormatter::format(level)]->compressed, max_rows_to_read); if (column.size()) readData( name, *type_arr->getNestedType(), dynamic_cast(column).getData(), dynamic_cast(column).getOffsets()[column.size() - 1], level + 1); } else type.deserializeBinary(column, streams[name]->compressed, max_rows_to_read); } }; StorageMergeTree::StorageMergeTree( const String & path_, const String & name_, NamesAndTypesListPtr columns_, Context & context_, ASTPtr & primary_expr_ast_, const String & date_column_name_, size_t index_granularity_, const String & sign_column_, const StorageMergeTreeSettings & settings_) : path(path_), name(name_), full_path(path + escapeForFileName(name) + '/'), columns(columns_), context(context_), primary_expr_ast(primary_expr_ast_->clone()), date_column_name(date_column_name_), index_granularity(index_granularity_), sign_column(sign_column_), settings(settings_), increment(full_path + "increment.txt"), log(&Logger::get("StorageMergeTree: " + name)) { /// создаём директорию, если её нет Poco::File(full_path).createDirectories(); /// инициализируем описание сортировки sort_descr.reserve(primary_expr_ast->children.size()); for (ASTs::iterator it = primary_expr_ast->children.begin(); it != primary_expr_ast->children.end(); ++it) { String name = (*it)->getColumnName(); sort_descr.push_back(SortColumnDescription(name, 1)); } context.setColumns(*columns); primary_expr = new Expression(primary_expr_ast, context); primary_key_sample = primary_expr->getSampleBlock(); merge_threads = new boost::threadpool::pool(settings.merging_threads); loadDataParts(); } StorageMergeTree::~StorageMergeTree() { joinMergeThreads(); } BlockOutputStreamPtr StorageMergeTree::write(ASTPtr query) { return new MergeTreeBlockOutputStream(*this); } /// Собирает список отношений в конъюнкции в секции WHERE для определения того, можно ли использовать индекс. static void getRelationsFromConjunction(ASTPtr & node, ASTs & relations) { if (ASTFunction * func = dynamic_cast(&*node)) { if (func->name == "equals" || func->name == "less" || func->name == "greater" || func->name == "lessOrEquals" || func->name == "greaterOrEquals") { relations.push_back(node); } else if (func->name == "and") { /// Обходим рекурсивно. ASTs & args = dynamic_cast(*func->arguments).children; getRelationsFromConjunction(args.at(0), relations); getRelationsFromConjunction(args.at(1), relations); } } } /** Получить значение константного выражения. * Вернуть false, если выражение не константно. */ static bool getConstant(ASTPtr & expr, Block & block_with_constants, Field & value) { String column_name = expr->getColumnName(); if (ASTLiteral * lit = dynamic_cast(&*expr)) { /// литерал value = lit->value; return true; } else if (block_with_constants.has(column_name) && block_with_constants.getByName(column_name).column->isConst()) { /// выражение, вычислившееся в константу value = (*block_with_constants.getByName(column_name).column)[0]; return true; } else return false; } /** Получить значение константного аргумента функции вида f(name, const_expr) или f(const_expr, name). * block_with_constants содержит вычисленные значения константных выражений. * Вернуть false, если такого нет. */ static bool getConstantArgument(ASTs & args, Block & block_with_constants, Field & rhs) { if (args.size() != 2) return false; return getConstant(args[0], block_with_constants, rhs) || getConstant(args[1], block_with_constants, rhs); } /// Составить диапазон возможных значений для столбца на основе секции WHERE с вычисленными константными выражениями. static Range getRangeForColumn(ASTs & relations, const String & column_name, Block & block_with_constants) { Range range; for (ASTs::iterator jt = relations.begin(); jt != relations.end(); ++jt) { ASTFunction * func = dynamic_cast(&**jt); if (!func) continue; ASTs & args = dynamic_cast(*func->arguments).children; if (args.size() != 2) continue; /// Шаблон: col rel const или const rel col bool inverted; if (column_name == args[0]->getColumnName()) inverted = false; else if (column_name == args[1]->getColumnName()) inverted = true; else continue; Field rhs; if (!getConstantArgument(args, block_with_constants, rhs)) continue; if (func->name == "equals") { range = Range(rhs); break; } else if (func->name == "greater") !inverted ? range.setLeft(rhs, false) : range.setRight(rhs, false); else if (func->name == "greaterOrEquals") !inverted ? range.setLeft(rhs, true) : range.setRight(rhs, true); else if (func->name == "less") !inverted ? range.setRight(rhs, false) : range.setLeft(rhs, false); else if (func->name == "lessOrEquals") !inverted ? range.setRight(rhs, true) : range.setLeft(rhs, true); } return range; } /** Выделяет значение, которому должен быть равен столбец на основе секции WHERE с вычисленными константными выражениями. * Если такого нет - возвращает false. */ static bool getEqualityForColumn(ASTs & relations, const String & column_name, Block & block_with_constants, Field & value) { for (ASTs::iterator jt = relations.begin(); jt != relations.end(); ++jt) { ASTFunction * func = dynamic_cast(&**jt); if (!func || func->name != "equals") continue; ASTs & args = dynamic_cast(*func->arguments).children; if (args.size() != 2) continue; if (args[0]->getColumnName() != column_name && args[1]->getColumnName() != column_name) continue; if (getConstantArgument(args, block_with_constants, value)) return true; else continue; } return false; } void StorageMergeTree::getIndexRanges(ASTPtr & query, Range & date_range, Row & primary_prefix, Range & primary_range) { /** Вычисление выражений, зависящих только от констант. * Чтобы индекс мог использоваться, если написано, например WHERE Date = toDate(now()). */ Expression expr_for_constant_folding(query, context); Block block_with_constants; /// В блоке должен быть хотя бы один столбец, чтобы у него было известно число строк. ColumnWithNameAndType dummy_column; dummy_column.name = "_dummy"; dummy_column.type = new DataTypeUInt8; dummy_column.column = new ColumnConstUInt8(1, 0); block_with_constants.insert(dummy_column); expr_for_constant_folding.execute(block_with_constants, 0, true); /// Выделяем из конъюнкции в секции WHERE все отношения. ASTSelectQuery & select = dynamic_cast(*query); if (select.where_expression) { ASTs relations; getRelationsFromConjunction(select.where_expression, relations); /// Ищем отношения, которые могут быть использованы для индекса по дате. date_range = getRangeForColumn(relations, date_column_name, block_with_constants); /** Теперь ищем отношения, которые могут быть использованы для первичного ключа. * Сначала находим максимальное количество отношений равенства константе для первых столбцов PK. */ for (SortDescription::const_iterator it = sort_descr.begin(); it != sort_descr.end(); ++it) { Field rhs; if (getEqualityForColumn(relations, it->column_name, block_with_constants, rhs)) primary_prefix.push_back(rhs); else break; } /// Если не для всех столбцов PK записано равенство, то ищем отношения для следующего столбца PK. if (primary_prefix.size() < sort_descr.size()) primary_range = getRangeForColumn(relations, sort_descr[primary_prefix.size()].column_name, block_with_constants); } LOG_DEBUG(log, "Date range: " << date_range.toString()); std::stringstream primary_prefix_str; for (Row::const_iterator it = primary_prefix.begin(); it != primary_prefix.end(); ++it) primary_prefix_str << (it != primary_prefix.begin() ? ", " : "") << boost::apply_visitor(FieldVisitorToString(), *it); LOG_DEBUG(log, "Primary key prefix: (" << primary_prefix_str.str() << ")"); if (primary_prefix.size() < sort_descr.size()) { LOG_DEBUG(log, "Primary key range for column " << sort_descr[primary_prefix.size()].column_name << ": " << primary_range.toString()); } } BlockInputStreams StorageMergeTree::read( const Names & column_names, ASTPtr query, QueryProcessingStage::Enum & processed_stage, size_t max_block_size, unsigned threads) { /// Диапазон дат. Range date_range; /// Префикс первичного ключа, для которого требуется равенство. Может быть пустым. Row primary_prefix; /// Диапазон следующего после префикса столбца первичного ключа. Range primary_range; getIndexRanges(query, date_range, primary_prefix, primary_range); typedef std::vector PartsRanges; PartsRanges parts; /// Выберем куски, в которых могут быть данные для date_range. { Poco::ScopedLock lock(data_parts_mutex); for (DataParts::iterator it = data_parts.begin(); it != data_parts.end(); ++it) if (date_range.intersectsSegment(static_cast((*it)->left_date), static_cast((*it)->right_date))) parts.push_back(DataPartRange(*it, 0, 0)); } /// Найдем, какой диапазон читать из каждого куска. size_t sum_marks = 0; for (size_t i = 0; i < parts.size(); ++i) { DataPartRange & part = parts[i]; MergeTreeBlockInputStream::markRangeFromPkRange(full_path + part.data_part->name + '/', part.data_part->size, *this, primary_prefix, primary_range, part.first_mark, part.last_mark); sum_marks += part.last_mark - part.first_mark + 1; } LOG_DEBUG(log, "Selected " << parts.size() << " parts, " << sum_marks << " marks to read"); /// В случайном порядке поровну поделим засечки между потоками. size_t effective_threads = std::min(static_cast(threads), sum_marks); std::random_shuffle(parts.begin(), parts.end()); BlockInputStreams res; size_t cur_part = 0; /// Сколько зесечек уже забрали из parts[cur_part]. size_t cur_pos = 0; size_t marks_spread = 0; for (size_t i = 0; i < effective_threads && marks_spread < sum_marks; ++i) { size_t need_marks = sum_marks * (i + 1) / effective_threads - marks_spread; BlockInputStreams streams; while (need_marks > 0) { if (cur_part >= parts.size()) throw Exception("Can't spread marks among threads", ErrorCodes::LOGICAL_ERROR); DataPartRange & part = parts[cur_part]; size_t marks_left_in_part = part.last_mark - part.first_mark + 1 - cur_pos; if (marks_left_in_part == 0) { ++cur_part; cur_pos = 0; continue; } size_t marks_to_get_from_part = std::min(marks_left_in_part, need_marks); /// Не будем оставлять в куске слишком мало строк. if ((marks_left_in_part - marks_to_get_from_part) * index_granularity < settings.min_rows_for_concurrent_read) marks_to_get_from_part = marks_left_in_part; streams.push_back(new MergeTreeBlockInputStream(full_path + part.data_part->name + '/', max_block_size, column_names, *this, part.data_part, part.first_mark + cur_pos, marks_to_get_from_part * index_granularity)); marks_spread += marks_to_get_from_part; if (marks_to_get_from_part > need_marks) need_marks = 0; else need_marks -= marks_to_get_from_part; cur_pos += marks_to_get_from_part; } if (streams.size() == 1) res.push_back(streams[0]); else res.push_back(new ConcatBlockInputStream(streams)); } if (marks_spread != sum_marks || cur_part + 1 != parts.size() || cur_pos != parts.back().last_mark - parts.back().first_mark + 1) throw Exception("Can't spread marks among threads", ErrorCodes::LOGICAL_ERROR); return res; } String StorageMergeTree::getPartName(Yandex::DayNum_t left_date, Yandex::DayNum_t right_date, UInt64 left_id, UInt64 right_id, UInt64 level) { Yandex::DateLUTSingleton & date_lut = Yandex::DateLUTSingleton::instance(); /// Имя директории для куска иммет вид: YYYYMMDD_YYYYMMDD_N_N_L. String res; { unsigned left_date_id = Yandex::Date2OrderedIdentifier(date_lut.fromDayNum(left_date)); unsigned right_date_id = Yandex::Date2OrderedIdentifier(date_lut.fromDayNum(right_date)); WriteBufferFromString wb(res); writeIntText(left_date_id, wb); writeChar('_', wb); writeIntText(right_date_id, wb); writeChar('_', wb); writeIntText(left_id, wb); writeChar('_', wb); writeIntText(right_id, wb); writeChar('_', wb); writeIntText(level, wb); } return res; } void StorageMergeTree::loadDataParts() { LOG_DEBUG(log, "Loading data parts"); Poco::ScopedLock lock(data_parts_mutex); Poco::ScopedLock lock_all(all_data_parts_mutex); Yandex::DateLUTSingleton & date_lut = Yandex::DateLUTSingleton::instance(); data_parts.clear(); static Poco::RegularExpression file_name_regexp("^(\\d{8})_(\\d{8})_(\\d+)_(\\d+)_(\\d+)"); Poco::DirectoryIterator end; Poco::RegularExpression::MatchVec matches; for (Poco::DirectoryIterator it(full_path); it != end; ++it) { std::string file_name = it.name(); if (!(file_name_regexp.match(file_name, 0, matches) && 6 == matches.size())) continue; DataPartPtr part = new DataPart(*this); part->left_date = date_lut.toDayNum(Yandex::OrderedIdentifier2Date(file_name.substr(matches[1].offset, matches[1].length))); part->right_date = date_lut.toDayNum(Yandex::OrderedIdentifier2Date(file_name.substr(matches[2].offset, matches[2].length))); part->left = Poco::NumberParser::parseUnsigned64(file_name.substr(matches[3].offset, matches[3].length)); part->right = Poco::NumberParser::parseUnsigned64(file_name.substr(matches[4].offset, matches[4].length)); part->level = Poco::NumberParser::parseUnsigned(file_name.substr(matches[5].offset, matches[5].length)); part->name = file_name; /// Размер - в количестве засечек. part->size = Poco::File(full_path + file_name + "/" + escapeForFileName(columns->front().first) + ".mrk").getSize() / MERGE_TREE_MARK_SIZE; part->modification_time = it->getLastModified().epochTime(); part->left_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(part->left_date); part->right_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(part->right_date); data_parts.insert(part); } all_data_parts = data_parts; /** Удаляем из набора актуальных кусков куски, которые содержатся в другом куске (которые были склеены), * но по каким-то причинам остались лежать в файловой системе. * Удаление файлов будет произведено потом в методе clearOldParts. */ if (data_parts.size() >= 2) { DataParts::iterator prev_jt = data_parts.begin(); DataParts::iterator curr_jt = prev_jt; ++curr_jt; while (curr_jt != data_parts.end()) { /// Куски данных за разные месяцы рассматривать не будем if ((*curr_jt)->left_month != (*curr_jt)->right_month || (*curr_jt)->right_month != (*prev_jt)->left_month || (*prev_jt)->left_month != (*prev_jt)->right_month) { ++prev_jt; ++curr_jt; continue; } if ((*curr_jt)->contains(**prev_jt)) { LOG_WARNING(log, "Part " << (*curr_jt)->name << " contains " << (*prev_jt)->name); data_parts.erase(prev_jt); prev_jt = curr_jt; ++curr_jt; } else if ((*prev_jt)->contains(**curr_jt)) { LOG_WARNING(log, "Part " << (*prev_jt)->name << " contains " << (*curr_jt)->name); data_parts.erase(curr_jt++); } else { ++prev_jt; ++curr_jt; } } } LOG_DEBUG(log, "Loaded data parts (" << data_parts.size() << " items)"); } void StorageMergeTree::clearOldParts() { Poco::ScopedTry lock; /// Если метод уже вызван из другого потока (или если all_data_parts прямо сейчас меняют), то можно ничего не делать. if (!lock.lock(&all_data_parts_mutex)) { LOG_TRACE(log, "Already clearing or modifying old parts"); return; } LOG_TRACE(log, "Clearing old parts"); for (DataParts::iterator it = all_data_parts.begin(); it != all_data_parts.end();) { int ref_count = it->referenceCount(); LOG_TRACE(log, (*it)->name << ": ref_count = " << ref_count); if (ref_count == 1) /// После этого ref_count не может увеличиться. { LOG_DEBUG(log, "Removing part " << (*it)->name); (*it)->remove(); all_data_parts.erase(it++); } else ++it; } } void StorageMergeTree::merge(size_t iterations, bool async) { bool while_can = false; if (iterations == 0){ while_can = true; iterations = settings.merging_threads; } for (size_t i = 0; i < iterations; ++i) merge_threads->schedule(boost::bind(&StorageMergeTree::mergeThread, this, while_can)); if (!async) joinMergeThreads(); } void StorageMergeTree::mergeThread(bool while_can) { try { std::vector parts; while (selectPartsToMerge(parts)) { mergeParts(parts); /// Удаляем старые куски. parts.clear(); clearOldParts(); if (!while_can) break; } } catch (const Exception & e) { LOG_ERROR(log, "Code: " << e.code() << ". " << e.displayText() << std::endl << std::endl << "Stack trace:" << std::endl << e.getStackTrace().toString()); } catch (const Poco::Exception & e) { LOG_ERROR(log, "Poco::Exception: " << e.code() << ". " << e.displayText()); } catch (const std::exception & e) { LOG_ERROR(log, "std::exception: " << e.what()); } catch (...) { LOG_ERROR(log, "Unknown exception"); } } void StorageMergeTree::joinMergeThreads() { LOG_DEBUG(log, "Waiting for merge thread to finish."); merge_threads->wait(); } /// Выбираем отрезок из не более чем max_parts_to_merge_at_once кусков так, чтобы максимальный размер был меньше чем в max_size_ratio_to_merge_parts раз больше суммы остальных. /// Это обеспечивает в худшем случае время O(n log n) на все слияния, независимо от выбора сливаемых кусков, порядка слияния и добавления. /// При max_parts_to_merge_at_once >= log(max_rows_to_merge_parts/index_granularity)/log(max_size_ratio_to_merge_parts), /// несложно доказать, что всегда будет что сливать, пока количество кусков больше /// log(max_rows_to_merge_parts/index_granularity)/log(max_size_ratio_to_merge_parts)*(количество кусков размером больше max_rows_to_merge_parts). /// Дальше эвристики. /// Будем выбирать максимальный по включению подходящий отрезок. /// Из всех таких выбираем отрезок с минимальным максимумом размера. /// Из всех таких выбираем отрезок с минимальным минимумом размера. /// Из всех таких выбираем отрезок с максимальной длиной. bool StorageMergeTree::selectPartsToMerge(std::vector & parts) { LOG_DEBUG(log, "Selecting parts to merge"); Poco::ScopedLock lock(data_parts_mutex); size_t min_max = -1U; size_t min_min = -1U; int max_len = 0; DataParts::iterator best_begin; bool found = false; /// Сколько кусков, начиная с текущего, можно включить в валидный отрезок, начинающийся левее текущего куска. /// Нужно для определения максимальности по включению. int max_count_from_left = 0; /// Левый конец отрезка. for (DataParts::iterator it = data_parts.begin(); it != data_parts.end(); ++it) { const DataPartPtr & first_part = *it; max_count_from_left = std::max(0, max_count_from_left - 1); /// Кусок не занят и достаточно мал. if (first_part->currently_merging || first_part->size * index_granularity > settings.max_rows_to_merge_parts) continue; /// Кусок в одном месяце. if (first_part->left_month != first_part->right_month) { LOG_WARNING(log, "Part " << first_part->name << " spans more than one month"); continue; } /// Самый длинный валидный отрезок, начинающийся здесь. size_t cur_longest_max = -1U; size_t cur_longest_min = -1U; int cur_longest_len = 0; /// Текущий отрезок, не обязательно валидный. size_t cur_max = first_part->size; size_t cur_min = first_part->size; size_t cur_sum = first_part->size; int cur_len = 1; Yandex::DayNum_t month = first_part->left_month; UInt64 cur_id = first_part->right; /// Правый конец отрезка. DataParts::iterator jt = it; for (++jt; jt != data_parts.end() && cur_len < static_cast(settings.max_parts_to_merge_at_once); ++jt) { const DataPartPtr & last_part = *jt; /// Кусок не занят, достаточно мал и в одном правильном месяце. if (last_part->currently_merging || last_part->size * index_granularity > settings.max_rows_to_merge_parts || last_part->left_month != last_part->right_month || last_part->left_month != month) break; /// Кусок правее предыдущего. if (last_part->left < cur_id) { LOG_WARNING(log, "Part " << last_part->name << " intersects previous part"); break; } cur_max = std::max(cur_max, last_part->size); cur_min = std::min(cur_min, last_part->size); cur_sum += last_part->size; ++cur_len; cur_id = last_part->right; /// Если отрезок валидный, то он самый длинный валидный, начинающийся тут. if (cur_len >= 2 && static_cast(cur_max) / (cur_sum - cur_max) < settings.max_size_ratio_to_merge_parts) { cur_longest_max = cur_max; cur_longest_min = cur_min; cur_longest_len = cur_len; } } /// Это максимальный по включению валидный отрезок. if (cur_longest_len > max_count_from_left) { max_count_from_left = cur_longest_len; if (!found || std::make_pair(std::make_pair(cur_longest_max, cur_longest_min), -cur_longest_len) < std::make_pair(std::make_pair(min_max, min_min), -max_len)) { found = true; min_max = cur_longest_max; min_min = cur_longest_min; max_len = cur_longest_len; best_begin = it; } } } if (found) { parts.clear(); DataParts::iterator it = best_begin; for (int i = 0; i < max_len; ++i) { parts.push_back(*it); parts.back()->currently_merging = true; ++it; } LOG_DEBUG(log, "Selected " << parts.size() << " parts from " << parts.front()->name << " to " << parts.back()->name); } else { LOG_DEBUG(log, "No parts to merge"); } return found; } void StorageMergeTree::mergeParts(std::vector parts) { LOG_DEBUG(log, "Merging " << parts.size() << " parts: from " << parts.front()->name << " to " << parts.back()->name); Names all_column_names; for (NamesAndTypesList::const_iterator it = columns->begin(); it != columns->end(); ++it) all_column_names.push_back(it->first); Yandex::DateLUTSingleton & date_lut = Yandex::DateLUTSingleton::instance(); StorageMergeTree::DataPartPtr new_data_part = new DataPart(*this); new_data_part->left_date = parts.front()->left_date; new_data_part->right_date = parts.back()->right_date; new_data_part->left = parts.front()->left; new_data_part->right = parts.back()->right; new_data_part->level = 0; new_data_part->size = 0; for (size_t i = 0; i < parts.size(); ++i) { new_data_part->level = std::max(new_data_part->level, parts[i]->level); new_data_part->size += parts[i]->size; } ++new_data_part->level; new_data_part->name = getPartName( new_data_part->left_date, new_data_part->right_date, new_data_part->left, new_data_part->right, new_data_part->level); new_data_part->left_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(new_data_part->left_date); new_data_part->right_month = date_lut.toFirstDayNumOfMonth(new_data_part->right_date); /** Читаем из всех кусков, сливаем и пишем в новый. * Попутно вычисляем выражение для сортировки. */ BlockInputStreams src_streams; for (size_t i = 0; i < parts.size(); ++i) { src_streams.push_back(new ExpressionBlockInputStream(new MergeTreeBlockInputStream( full_path + parts[i]->name + '/', DEFAULT_BLOCK_SIZE, all_column_names, *this, parts[i], 0, std::numeric_limits::max()), primary_expr)); } BlockInputStreamPtr merged_stream = sign_column.empty() ? new MergingSortedBlockInputStream(src_streams, sort_descr, DEFAULT_BLOCK_SIZE) : new CollapsingSortedBlockInputStream(src_streams, sort_descr, sign_column, DEFAULT_BLOCK_SIZE); BlockOutputStreamPtr to = new MergedBlockOutputStream(*this, new_data_part->left_date, new_data_part->right_date, new_data_part->left, new_data_part->right, new_data_part->level); copyData(*merged_stream, *to); new_data_part->modification_time = time(0); { Poco::ScopedLock lock(data_parts_mutex); Poco::ScopedLock lock_all(all_data_parts_mutex); /// Добавляем новый кусок в набор. for (size_t i = 0; i < parts.size(); ++i) { if (data_parts.end() == data_parts.find(parts[i])) throw Exception("Logical error: cannot find data part " + parts[i]->name + " in list", ErrorCodes::LOGICAL_ERROR); } data_parts.insert(new_data_part); all_data_parts.insert(new_data_part); for (size_t i = 0; i < parts.size(); ++i) { data_parts.erase(data_parts.find(parts[i])); } } LOG_TRACE(log, "Merged " << parts.size() << " parts: from" << parts.front()->name << " to " << parts.back()->name); } void StorageMergeTree::drop() { joinMergeThreads(); Poco::ScopedLock lock(data_parts_mutex); Poco::ScopedLock lock_all(all_data_parts_mutex); data_parts.clear(); all_data_parts.clear(); Poco::File(full_path).remove(true); } }