使用 Google Supersonic 查询列存储数据库

  • Abel Avram
  • 臧秀涛

2012 年 10 月 22 日

话题:开源GoogleC++语言 & 开发

Supersonic是一个面向列存储数据库的查询引擎库,它提供了一组数据变换原语。而且 Google 宣称,因为“大量使用了高速缓存感知算法、SIMD 指令和矢量化执行,使之能够开发出现代超级流水线处理器的能力与资源”,这些数据变换原语“超级快速”。Supersonic 有以下主要特性:

  • 高速缓存感知
  • 指令流水线
  • 使用SIMD(Single Instruction Multiple Data,单指令多数据)
  • 定制数据结构
  • 失效处理
  • 支持标准的列存储操作
  • 专门化的表达式

Supersonic 支持大量的操作(operation),这些操作既可以用于整个表,也能组合为操作树:

  • 聚合:SUM、MIN、MAX、COUNT、CONCAT、FIRST、LAST
  • 计算:将表达式(下面有更多关于表达式的信息)转换为操作
  • 过滤:过滤列存储表的行
  • 生成:创建一定数量的没有列的行
  • 限制:限制从前一操作所得结果的行数
  • 排序:将前一操作的结果排序

与操作不同的是,表达式(expression)应用于行级,负责在单个的列值上执行真正的计算。表达式也可以组合成表达式树。下面列出一些表达式:

  • 末端:叶节点,其中包含的是基本类型,如 ConstInt32、ConstBool、ConstDataType、RandInt32 等
  • 算数运算:Plus、Minus、Multiply 等
  • 比较运算:Equal、Less、Greater、IsOdd 等
  • 日期 / 时间运算:Now、Day、Month、Year、Hour、Minute、Second、AddDays 等
  • 逻辑运算:And、Or、AndNot、Xor、Not
  • 控制流:If、IsNull、IfNull、Case
  • 数学运算:Exp、Sin、Cos、Abs、Round、Floor、Trunk、Sqrt、Power 等
  • 字符串:ToString、Concat、Length、Trim 等

Supersonic 使用 C++ 编写,而且没有内置的数据存储格式,但是现在有“很强的意图”来创建一个。数据当前保存在内存中。

Supersonic 查询引擎基于Apache License 2.0许可发布,可以从它的Google Code 网站下载。为了说明针对列存储表如何使用操作与表达式,源代码中提供了大量的例子

附图是 Supersonic 团队给出的,表示按如下方式处理一个行数为 1M 的表所得到的带有基准测试结果的操作树: 一个视图的获取要花费 60 微秒(速度为 16.7G rows/s),随后过滤用掉 1.03 毫秒(速度为 1M rows/s),后面是一个耗时 25 微秒的计算(速度为 41.2M rows/s),然后结果与另一个过滤结合,整个测试耗时 22.1 毫秒。

查看英文原文Querying Columnar Databases with Google Supersonic


感谢崔康对本文的审校。

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