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亚信安慧AntDB数据并行加载工具的实现(一)

原创 国内数据库 作者:亚信AntDB数据库 时间:2023-12-29 17:12:11 0 删除 编辑

1.概述

数据加载速度是评判数据库性能的重要指标,能否提高数据加载速度,对文件数据进行并行解析,直接影响数据库运维管理效率。基于此, AntDB分布式数据库提供了两种数据加载方式:

一是类似于 PostgreSQL的Copy命令,二是通过AntDB提供的并行加载工具。Copy命令是大家都比较熟悉的,但Copy命令导入数据需要通过CN节点,制约了数据的导入性能,无法实现并行、高效的加载。而AntDB并行加载工具可以绕过CN节点,直连数据节点,大大提高了加载的速率。

2.实现原理

2.1并行加载工具整体流程

并行加载工具有两种线程,一种是文本处理线程,另外一种是数据处理线程。文本处理线程只有 1个,用来读取文件,并按行进行拆分,拆分后将行数据发送到数据处理线程。数据处理线程是多个,并行分析行数据,并加载到相应数据节点。


图 1 并行加载工具架构

2.2文本处理

并行加载工具支持 Text和Csv两种格式的文件,下面简要说明下。Text和Csv文件都是以纯文本形式存储表格数据的,文件的每一行都是一个数据记录。每个记录由一个或多个字段组成,用分隔符分隔。文本处理线程的任务就是从文件中提取一行完整的记录,然后发送给数据处理线程。

文件中每一行数据以字符 ’\n’或者’\r\n’结尾。当是Csv文件是,由于Csv文件支持引用字符,当‘\n’、’\r\n’出现在引用字符中间时,作为普通字符处理,不能作为行结尾。Csv的引用字符为单字节字符,用户可以根据需要自己指定,未指定的话默认是双引号。

2.3行数据处理

数据处理线程用来分析文本处理线程发来的行数据,行数据由一个或多个字段组成,用分隔符分隔,分隔符可以指定。

数据处理线程从 CN获取数据库及表相关信息,包括数据库编码方式,表分片方式,表的分片键等。

AntDB数据库中的表支持以下4中分布方式:

l 复制表

l Hash分片表

l 取模分片表

l 随机分片表

并行加载工具会根据表的分布方式生成相应的导入策略。以下以不同的表分布方式说明并行加载工具的导入策略。

l  复制表在每个 DN数据节点都保留完整的数据,复制表的数据导入时,需要将行数据插入到所有DN节点。

 

 

图 2 复制表数据加载流程

l Hash分片表将表数据分散到各DN节点,通过对分片键进行Hash,确定行数据属于哪个DN节点。并行加载工具的行处理线程,通过CN节点获取Hash分片表的分片健,对其进行Hash,然后将该行数据插入对应的DN节点,并行加载工具中的Hash分片的算法需要和CN节点的Hash算法一致。

 

 

图 3 hash分配表数据加载流程

 

l 取模分片表也是将表数据分散到各 DN节点,通过对分片键进行取模确定行数据所属DN节点,并行加载工具导入的处理策略与Hash分片表相同,只是将Hash计算换成了取模的方式。

 

l 随机分片表没有分片键,而是将数据根据随机分配到各 DN节点。并行加载工具在每行数据导入前执行各随机函数,根据函数的返回值确定应该导入哪个节点。

 

 

图 4 随机分片表数据加载流程


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AntDB数据库始于2008年,是湖南亚信安慧科技科技有限公司自主研发的通用型企业级数据库产品,在运营商的核心系统上,为全国20多个省份约10亿用户提供在线服务,具备高性能、弹性扩展、可靠性等产品特性,峰值每秒可处理百万笔通信核心交易,应用范围包含通信、金融、交通、能源、物联等。

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