本期直播我们邀请到  KaiwuDB 高级研发工程师管延信为大家分享 《揭秘 KWDB 时序引擎核心能力——存储与读写》，点击下方视频观看完整版回放 ↓↓↓

KWDB 时序引擎核心能力——存储与读写

1.1 时序数据定义

时序数据（Time Series Data）是指按照时间顺序记录的数据序列，其中每个数据点都有一个时间戳。该类型数据在各领域都非常常见，如金融（股票价格）、气象（每日温度）、工业（传感器数据）等。

时序数据的主要特点是以 时间为索引，数据点之间存在时间上的连续性和相关性，采集频率存在高低差异。

这些时序数据一般被发送至服务器进行汇总并进行实时分析和处理，对系统的运行做出实时监测或预测、预警，这些数据也可以被长期保存下来，用以进行离线数据分析。

1.2 时序数据特征

• 数据是时序的，带有时间戳。
• 数据是结构化的。
• 写多读少。
• 数据较少有更新删除操作。
• 一个数据采集点就是一个数据流。
• 一般是周期性产生/采集数据。
• 数据是有保留期限的。
• 需要实时分析、预测、诊断。
• 也需要离线分析能力。
• 数据不强制依赖于事务。

2.1 标签数据（如设备信息）与指标数据（如测量值）独立存储

• 节省存储空间（大量冗余 vs 持续变化）。
• 独立索引设计（Hash & B+ 树 vs 稀疏）。
• 独立并发控制机制（数据一致性 vs 尽量无锁）。

2.2 按设备与时间维度自动对指标数据分区

• 支持高效写入与查询。
• 灵活的生命周期管理机制。
• 分布式节点间快速均衡。

2.3 分区内数据按设备分块存储，避免大量文件产生

KWDB 时序数据存储模型

3.1 主标签（Primary Tags）

• •   定义规则 ：每个表必须包含至少 1 个主标签，且创建后不可修改。
• •   典型场景 ：设备唯一标识（sensor_id）、用户 ID、资产编号等。
• •   设计建议 ：
• • 选择离散值高的字段（如自增 ID）。
• • 避免使用可能变更的字段（如手机号）。
• • 控制主标签数量（通常 1-4 个）。

  

-- 创建含复合主标签的表CREATE TABLE smart_meter (



    ts timestamptz 

NOT NULL
,



    power_usage 

FLOAT



) TAGS (



    region 

VARCHAR
(

6
) 

NOT NULL
,



    meter_no 

BIGINT
 

NOT NULL



) 

PRIMARY
 TAGS (region, meter_no);

3.2 普通标签（Tags）

• •   动态管理 ：支持增删改操作，适合业务变化场景。
• •   典型应用 ：
• • 设备分组（group_id）。
• • 设备型号（model_type）。
• • 维护人员（maintainer）。

  

-- 动态维护标签示例ALTER TABLE sensor 




ADD
 TAG firmware_version 

VARCHAR
(

20
);  

-- 新增固件版本标签 ALTER TABLE sensor 




ALTER
 TAG firmware_version TYPE 

VARCHAR
(

50
);    

-- 修改标签类型 ALTER TABLE sensor 



RENAME TAG group_id 

TO
 cluster_id;     

-- 重命名标签 ALTER TABLE sensor 




DROP
 TAG location;                     

-- 删除标签

3.3 KWDB 时序数据写入

• 可以通过 insert 自动创建对应设备。
• 减少标签数据冗余存储。

4.1 主标签的 Hash 索引

KWDB 自动为主标签创建 Hash 索引，针对精确查询实现 O(1) 时间复杂度：

-- 高效查询示例




SELECT
 

*
 

FROM
 sensor 




WHERE
 sensor_id 

=
 

1005
;

4.2 普通标签索引策略

-- 创建普通标签索引




CREATE
 INDEX idx_sensor_group 

ON
 sensor (group_id);







-- 带过滤条件的查询




SELECT
 

*
 

FROM
 sensor 

WHERE
 group_id 

=
 

10
;

4.3 KWDB 标签索引优势

• •  可通过 insert 自动创建对应设备。
• •  无需通过子表方式管理设备。
• •  减少标签数据冗余存储。
• •  支持在线标签 DDL 变更。
• •  支持在标签上创建索引。

4.4 KWDB 2.0 性能表现

• •  依托就地计算，单设备查询多设备汇总均有出色表现。
• •  单节点实时写入支持  50 万测点/秒,  批量写入支持 千万测点/秒 ，TSBS 基准写入速度  200 万记录/秒 。
• •  多数场景数据压缩比  5-30 倍 。