数据无界、湖仓无界，Apache Doris 湖仓一体典型场景实战指南（下篇）

导读： 湖仓一体是将数据湖和数据仓库的优势相结合的数据管理系统。Apache Doris 结合自身特性，提出了【数据无界】和【湖仓无界】核心理念。上篇文章已介绍了 Apache Doris 湖仓一体完整方案，本文将聚焦典型应用场景，进一步深入，帮助读者更好地理解和应用 Apache Doris 湖仓一体。

在数据驱动决策的时代，湖仓一体架构以统一存储、统一计算、统一管理的创新形式，补齐了传统数据仓库和数据湖的短板，逐步成为企业大数据解决方案新的标准。

在上一篇文章中，全面介绍了湖仓一体演进历程以及 Apache Doris 湖仓一体解决方案，具体查阅：（上篇）从 0 到 1 构建湖仓体系， Apache Doris 湖仓一体解决方案全面解读。本文将进一步深入，聚焦于 湖仓分析加速、多源联邦分析、湖仓数据处理 这三个典型场景，分享 Apache Doris 湖仓一体方案的最佳实践。

通过这三个场景的实践，展示 Apache Doris 如何帮助企业快速响应业务需求，提升数据处理和分析的效率。同时，我们也将结合实际场景，提供详细的使用指南，帮助读者更好地理解和应用 Apache Doris 的湖仓一体方案。

湖仓分析加速场景

在该场景中，以 Apache Doris 作为计算引擎，对湖仓中数据进行查询分析加速。

01 缓存加速

针对 Hive、Iceberg 等湖仓系统，用户可以配置本地磁盘缓存。本地磁盘缓存会自动将查询涉及的数据文件存储在本地缓存目录中，并使用 LRU 策略管理缓存的汰换。

1）在 BE 节点的配置文件 be.conf 中配置缓存目录，并重启 BE：

enable_file_cache=true; file_cache_path=[{"path": "/path/to/file_cache", "total_size":53687091200,"query_limit": 10737418240}] 

2）开启缓存功能并查询数据：

SET enable_file_cache=true; SELECT * FROM hive.tpcds1000.store_sales WHERE ss_sold_date_sk=2451676; 

3）如命中缓存，则在查询的 Profile 中可以看到相应的指标：

- FileCache: 0ns - BytesScannedFromCache: 2.02 GB - BytesScannedFromRemote: 0.00 - BytesWriteIntoCache: 0.00 - LocalIOUseTimer: 2s723ms - NumLocalIOTotal: 444 - NumRemoteIOTotal: 0 - NumSkipCacheIOTotal: 0 - RemoteIOUseTimer: 0ns - WriteCacheIOUseTimer: 0ns 

推荐使用 SSD 等高速存储介质作为缓存存储，以获得更好的热数据查询性能。

02 物化视图与透明改写

Doris 支持对外部数据源创建物化视图。物化视图根据 SQL 定义语句，预先将计算结果存储为 Doris 内表格式。同时，Doris 的查询优化器支持基于 SPJG（SELECT-PROJECT-JOIN-GROUP-BY）模式的透明改写算法。该算法能够分析 SQL 的结构信息，自动寻找合适的物化视图进行透明改写，并选择最优的物化视图来响应查询 SQL。

该功能通过减少运行时的计算量，可显著提升查询性能。同时可以在业务无感知的情况下，通过透明改写访问到物化视图中的数据。

如下，以 Hive 示例说明：

1）基于 Hive 创建 Catalog，使用 TPC-H 数据集

CREATE CATALOG hive PROPERTIES ( 'type'='hms', 'hive.metastore.uris' = 'thrift://172.0.0.1:9083' ); 

2）基于 Hive Catalog 创建物化视图

-- 物化视图只能在 internal 的 catalog 上创建, 切换到内部 catalog switch internal; create database hive_mv_db; use hive_mv_db; CREATE MATERIALIZED VIEW external_hive_mv BUILD IMMEDIATE REFRESH AUTO ON MANUAL DISTRIBUTED BY RANDOM BUCKETS 12 PROPERTIES ('replication_num' = '1') AS SELECT n_name, o_orderdate, sum(l_extendedprice * (1 - l_discount)) AS revenue FROM hive.tpch1000.customer, hive.tpch1000.orders, hive.tpch1000.lineitem, hive.tpch1000.supplier, hive.tpch1000.nation, hive.tpch1000.region WHERE c_custkey = o_custkey AND l_orderkey = o_orderkey AND l_suppkey = s_suppkey AND c_nationkey = s_nationkey AND s_nationkey = n_nationkey AND n_regionkey = r_regionkey AND r_name = 'ASIA' GROUP BY n_name, o_orderdate; 

3）运行如下的查询，通过透明改写自动使用物化视图加速查询。

USE hive.tpch1000; SELECT n_name, sum(l_extendedprice * (1 - l_discount)) AS revenue FROM customer, orders, lineitem, supplier, nation, region WHERE c_custkey = o_custkey AND l_orderkey = o_orderkey AND l_suppkey = s_suppkey AND c_nationkey = s_nationkey AND s_nationkey = n_nationkey AND n_regionkey = r_regionkey AND r_name = 'ASIA' AND o_orderdate >= DATE '1994-01-01' AND o_orderdate < DATE '1994-01-01' + INTERVAL '1' YEAR GROUP BY n_name ORDER BY revenue DESC; 

使用注意：Doris 暂无法感知除 Hive 外的其他外表数据变更。当外表数据不一致时，使用物化视图可能出现数据不一致的情况。以下开关表示：参与透明改写的物化视图是否允许包含外表，默认false。如接受数据不一致或者通过定时刷新来保证外表数据一致性，可以将此开关设置成true。

-- 设置包含外表的物化视图是否可用于透明改写，默认不允许，如果可以接受数据不一致或者可以自行保证数据一致， -- 可以开启 SET materialized_view_rewrite_enable_contain_external_table = true; 

下表为命中物化视图前后的性能差异，使用透明改写之后，查询速度较之前提升约 93 倍。

多源联邦分析场景

Apache Doris 可以作为统一 SQL 查询引擎，连接不同数据源进行联邦分析，解决数据孤岛，挖掘数据价值。

01 灵活连接数据源

用户可以在 Doris 中动态创建多个 Catalog 连接不同的数据源：

-- 创建 Hive Catalog CREATE CATALOG hive PROPERTIES ( 'type'='hms', 'hive.metastore.uris' = 'thrift://172.0.0.1:9083' ); -- 创建 Iceberg Catalog CREATE CATALOG iceberg PROPERTIES ( 'type'='iceberg', 'iceberg.catalog.type' = 'hadoop', 'warehouse' = 'hdfs://hdfs_host:8020/user/iceberg/' ); -- 创建 MySQL Catalog CREATE CATALOG mysql PROPERTIES ( "type"="jdbc", "user"="root", "password"="pwd", "jdbc_url" = "jdbc:mysql://example.net:3306", "driver_url" = "mysql-connector-j-8.3.0.jar", "driver_class" = "com.mysql.cj.jdbc.Driver" ) 

切换到不同 Catalog 查看库表结构：

-- 切换到 Hive Catalog SWITCH hive; -- 查看数据库 show databases; +-----------+ | Database | +-----------+ | tpch1000 | | tpcds1000 | +-----------+ -- 查看表结构 DESC tpch1000_oss.lineitem; +-----------------+--------+------+------+---------+-------+ | Field | Type | Null | Key | Default | Extra | +-----------------+--------+------+------+---------+-------+ | l_orderkey | bigint | Yes | true | NULL | | | l_partkey | bigint | Yes | true | NULL | | | l_suppkey | bigint | Yes | true | NULL | | | l_linenumber | int | Yes | true | NULL | | | l_quantity | double | Yes | true | NULL | | | l_extendedprice | double | Yes | true | NULL | | | l_discount | double | Yes | true | NULL | | | l_tax | double | Yes | true | NULL | | | l_returnflag | text | Yes | true | NULL | | | l_linestatus | text | Yes | true | NULL | | | l_shipdate | date | Yes | true | NULL | | | l_commitdate | date | Yes | true | NULL | | | l_receiptdate | date | Yes | true | NULL | | | l_shipinstruct | text | Yes | true | NULL | | | l_shipmode | text | Yes | true | NULL | | | l_comment | text | Yes | true | NULL | | +-----------------+--------+------+------+---------+-------+ 

02 多数据源关联查询

用户可以使用 SQL 语句对不同数据源中的数据进行任意关联查询：

SELECT n_name, SUM(l_extendedprice * (1 - l_discount)) AS revenue FROM hive.tpch1000.customer, hive.tpch1000.orders, iceberg.tpch1000.lineitem, iceberg.tpch1000.supplier, mysql.tpch1000.nation, mysql.tpch1000.region WHERE c_custkey = o_custkey AND l_orderkey = o_orderkey AND l_suppkey = s_suppkey AND c_nationkey = s_nationkey AND s_nationkey = n_nationkey AND n_regionkey = r_regionkey AND r_name = 'ASIA' AND o_orderdate >= DATE '1994-01-01' AND o_orderdate < DATE '1994-01-01' + INTERVAL '1' YEAR GROUP BY n_name ORDER BY revenue DESC; 

湖仓数据处理场景

在该场景中，Apache Doris 作为数据处理引擎，对湖仓数据进行加工处理。

01 定时任务调度

在数据管理愈加精细化的需求背景下，定时调度在其中扮演着重要的角色。它通常被应用于以下场景：

• 定期数据更新，如周期性数据导入和 ETL 操作，减少人工干预，提高数据处理的效率和准确性。
• 结合 Catalog 实现外部数据源数据定期同步，确保多源数据高效、准确的整合到目标系统中，满足复杂的业务分析需求。
• 定期清理过期/无效数据，释放存储空间，避免过多过期/无效数据对系统性能产生影响。

Doris 通过引入 Job Scheduler 功能，可以实现高效灵活的任务调度，减少了对外部系统的依赖，也降低了系统故障的风险和运维成本。结合数据源连接器，用户可以实现外部数据的定期加工入库。

下面演示一个将 MySQL 数据定期同步到 Doris 中的基础示例。

1）首先，创建一张 Doris 表：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS user_activity ( `user_id` LARGEINT NOT NULL COMMENT "用户id", `date` DATE NOT NULL COMMENT "数据灌入日期时间", `city` VARCHAR(20) COMMENT "用户所在城市", `age` SMALLINT COMMENT "用户年龄", `sex` TINYINT COMMENT "用户性别", `last_visit_date` DATETIME REPLACE DEFAULT "1970-01-01 00:00:00" COMMENT "用户最后一次访问时间", `cost` BIGINT SUM DEFAULT "0" COMMENT "用户总消费", `max_dwell_time` INT MAX DEFAULT "0" COMMENT "用户最大停留时间", `min_dwell_time` INT MIN DEFAULT "99999" COMMENT "用户最小停留时间" ) AGGREGATE KEY(`user_id`, `date`, `city`, `age`, `sex`) DISTRIBUTED BY HASH(`user_id`) BUCKETS 1 PROPERTIES ( "replication_allocation" = "tag.location.default: 1" ); 

2）创建 MySQL 数据源：

CREATE CATALOG activity PROPERTIES ( "type"="jdbc", "user"="root", "jdbc_url" = "jdbc:mysql://127.0.0.1:9734/user?useSSL=false", "driver_url" = "mysql-connector-java-5.1.49.jar", "driver_class" = "com.mysql.jdbc.Driver" ); 

3）在2024-12-10 03:00:00 触发一次性全量导入：

CREATE JOB one_time_load_job ON SCHEDULE AT '2024-12-10 03:00:00' DO INSERT INTO user_activity FROM SELECT * FROM activity.user.activity; 

4）每日同步增量数据：

CREATE JOB schedule_load ON SCHEDULE EVERY 1 DAY DO INSERT INTO user_activity FROM SELECT * FROM activity.user.activity WHERE create_time >= days_add(now(),-1); 

02 数据分层加工

企业通常会使用数据湖存储原始数据，在此基础上进行数据分层加工，将不同层的数据开放给不同的业务需求方。Doris 的物化视图功能支持对外部数据源创建物化视图，并支持在基于物化视图再加工，降低了分层加工的系统复杂度，提升数据处理效率。

下面基于 Hive 表中的数据，通过 TPC-H 数据集说明物化视图在数据分层加工中的应用。

1）以分析每月各地区和国家的订单数量和利润为例，首先，创建 Hive 数据源：

CREATE CATALOG hive PROPERTIES ( 'type'='hms', 'hive.metastore.uris' = 'thrift://172.0.0.1:9083' ); 

2）构建 DWD 层（明细数据），处理订单明细宽表：

CREATE MATERIALIZED VIEW dwd_order_detail BUILD IMMEDIATE REFRESH AUTO ON COMMIT DISTRIBUTED BY RANDOM BUCKETS 16 PROPERTIES ('replication_num' = '1') AS select o.o_orderkey, o.o_custkey, o.o_orderstatus, o.o_totalprice, o.o_orderdate, c.c_name, c.c_nationkey, n.n_name as nation_name, r.r_name as region_name, l.l_partkey, l.l_quantity, l.l_extendedprice, l.l_discount, l.l_tax from hive.tpch.orders o join hive.tpch.customer c on o.o_custkey = c.c_custkey join hive.tpch.nation n on c.c_nationkey = n.n_nationkey join hive.tpch.region r on n.n_regionkey = r.r_regionkey join hive.tpch.lineitem l on o.o_orderkey = l.l_orderkey; 

3）基于 DWD 层的 dwd_order_detail，构建 DWS 层（汇总数据），进行每日订单汇总：

CREATE MATERIALIZED VIEW dws_daily_sales BUILD IMMEDIATE REFRESH AUTO ON COMMIT DISTRIBUTED BY RANDOM BUCKETS 16 PROPERTIES ('replication_num' = '1') AS select date_trunc(o_orderdate, 'month') as month, nation_name, region_name, bitmap_union(to_bitmap(o_orderkey)) as order_count, sum(l_extendedprice * (1 - l_discount)) as net_revenue from dwd_order_detail group by date_trunc(o_orderdate, 'month'), nation_name, region_name; 

4）用户可以直接访问 DWS 层dws_daily_sales表中的汇总数据，进行快速数据分析：

SELECT nation_name, month, bitmap_union_count(order_count), sum(net_revenue) as revenue FROM dws_daily_sales GROUP BY nation_name, month; 

03 数据写回

数据写回功能将 Doris 的湖仓数据处理能力形成闭环。在这之前，用户只能通过 Doris 进行湖仓数据的查询。如需要对湖仓数据进行写入等操作，则需要使用 Spark 等其他的计算引擎，这在一定程度上增加了架构的复杂性。

而数据写回功能的加入，使得用户可以直接通过 Doris 在外部数据源中创建数据库、表，并写入数据。当前支持 JDBC、Hive 和 Iceberg 三类数据源，后续会增加更多的数据源支持。下面通过一个简单的示例介绍数据写回功能。

1）首先，创建一个 Iceberg 数据源：

CREATE CATALOG iceberg PROPERTIES ( "type" = "iceberg", "iceberg.catalog.type" = "hms", "hive.metastore.uris" = "thrift://172.21.16.47:7004", "warehouse" = "hdfs://172.21.16.47:4007/user/hive/warehouse/", "fs.defaultFS" = "hdfs://172.21.16.47:4007" ); 

2）在 Iceberg 创建库表：

SWITCH iceberg; CREATE DATABASE ice_db; CREATE TABLE ice_tbl ( `ts` DATETIME COMMENT 'ts', `col1` INT COMMENT 'col2', `col2` DECIMAL(9,4) COMMENT 'col6', `col3` STRING COMMENT 'col7', `pt1` STRING COMMENT 'pt1', `pt2` STRING COMMENT 'pt2' ) ENGINE=iceberg PARTITION BY LIST (DAY(ts), pt1, pt2) () PROPERTIES ( 'write-format'='orc', 'compression-codec'='zlib' ); 

3）将内表数据经过加工处理后，写入到 Iceberg 表：

INSERT INTO iceberg.ice_db.ice_tbl SELECT * FROM internal.db.fact_tbl f JOIN internal.db.dim_tbl d ON f.id = d.id AND f.dt > "2024-12-10"; 

结束语

以上就是对 Apache Doris 湖仓一体典型场景方案的介绍。从这两篇文章中可以看出，Apache Doris 凭借其多源异构数据的接入与整合能力、高性能的数据处理、现代化的部署架构、丰富的数据存储与管理能力以及开放性，完美诠释了“数据无界、湖仓无界”的理念，为企业提供了低成本、高弹性、强一致性的新一代数据基础。

我们欢迎您使用 Apache Doris，并期待您的反馈和建议！未来，Apache Doris 将继续发力，进一步完善和强化湖仓一体能力，持续赋能企业突破数据边界。

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