深入了解MySQL ClickHouse中的物化视图功能

寻技术 Mysql 2023年07月11日 153

数据表与视图

  • 数据库表是一种关系型数据库中的基本对象,用于存储数据。每个表包含多个列和行,其中每个列代表一种数据类型,每一行则表示一条记录
  • 视图是一种虚拟的表格,它并不实际存在于数据库中,而是通过一个SQL查询语句定义。视图在数据库管理中具有重要作用,在实践中也是非常常见的。
  • 视图可以从一个或多个表中选择部分列或行作为数据显示,并提供了访问数据的一种灵活方式
  • 与表格不同的是,视图不能存储数据,但对于一些常用的查询操作,却能大大简化SQL操作
  • 通过创建视图,可以大大简化复杂的查询,同时也可以保持数据独立性,提高数据的安全性
  • 视图可以为数据提供安全保护,限制用户对特定数据的访问权限。例如,你的系统要和另一个系统对接,对方要求访问某些数据,又不想搞接口对接;此时就可以根据对方的需要,建几个视图,再给对方开个只读这几个视图的低权限用户;这样既满足对方查询需求,又不会被对方读取或修改到其他数据。

ClickHouse的物化视图

  • 像上面说的,视图并不存储任何数据,而是通过查询操作动态生成数据。它可以帮助用户在数据表上创建一层抽象,获得一些更加方便和易于维护的业务逻辑
  • ClickHouse是一个快速的列式数据库管理系统,ClickHouse的视图也是一种虚拟的表,其内容由一个查询定义
  • ClickHouse的普通视图(view),和其他数据库一样,没有缓存数据,每次查询都需要重新生成数据
  • 但是ClickHouse还支持一种物化视图(Materialized View),字面意义理解,就是实际去物理存储视图
  • 物化视图是一种特殊的视图,它会在创建的时候自动执行查询,并将结果保存到一张实际的表格中。在查询物化视图时,可以直接使用保存的结果进行查询,而无需重新执行查询语句,从而显著提高查询效率
  • 简单来说,就是“空间换时间”,提前查询好存储起来,占用了一定的空间,当查询时直接拿来使用,因此在使用时需要权衡查询效率与存储空间的使用。

物化视图的更新

ClickHouse的物化视图(Materialized View)是一种特殊的表,它能够在底层数据更新后,自动更新自己的数据。数据更新包括两个方面的变化:基础表的数据修改和基础表的数据新增。

基础表的数据修改

如果基础表的数据修改,物化视图会自动更新。这是通过ClickHouse的引擎和存储方式来实现的。当基础表的一行记录被修改,ClickHouse会将这个修改转化为一个新的INSERT语句,并且将其发送到物化视图中。这样,物化视图就能够自动更新自己的数据。

基础表的数据新增

如果基础表的数据新增,物化视图同样会自动更新。这是通过设置物化视图的刷新机制来实现的。刷新机制有两种类型:定时刷新和自动刷新。

(1)定时刷新

定时刷新需要使用MATERIALIZED VIEWREFRESH INTERVAL语法来指定刷新时间间隔。例如,以下语句表示每5分钟自动刷新物化视图:

CREATE MATERIALIZED VIEW my_mv
engine = MergeTree
AS SELECT * FROM my_table
SETTINGS refresh_interval = 300

(2)自动刷新

自动刷新可以通过在基础表上创建触发器实现。当基础表有数据插入时,触发器会自动插入相应的数据到物化视图中。例如,以下语句创建了一个触发器,当my_table中插入一条新数据时,相应的数据将插入到my_mv中:

CREATE TRIGGER insert_trigger ON my_table FOR INSERT
AS INSERT INTO my_mv SELECT * FROM my_table WHERE id = NEW.id

另外,我们也可以手动刷新物化视图,甚至可以使用一些定时手段,实时或定时去触发它。当然,我们要考虑资源占用和性能损耗。

REFRESH MATERIALIZED VIEW xxx;

需要注意的是,ClickHouse的物化视图虽然能够自动更新数据,但是会带来一些性能上的损失,尤其是在基础表数据量较大的情况下。因此,在设计物化视图时,需要考虑这个因素,同时选择合适的刷新机制来平衡性能和数据实时性的需求。

当然,我们既然选择使用ClickHouse,肯定是数据新增比较多,而极少去修改删除。对于一般对实时要求不高的业务场景,定时刷新完全足够我们使用了。

使用示例

ClickHouse中,创建视图的语法为:

CREATE VIEW [IF NOT EXISTS] name [ON CLUSTER cluster]
( SELECT ... )

其中,name为视图的名称,SELECT语句为需要执行的查询语句。创建视图之后,可以使用SELECT语句查询视图的内容。

  • ClickHouse中,创建物化视图的语法为:
CREATE MATERIALIZED VIEW [IF NOT EXISTS] name [ON CLUSTER cluster] TO [db.]table [ENGINE = engine] [POPULATE] AS SELECT ...

其中,name为物化视图的名称,[db.]table为保存结果的表格名称,SELECT语句为需要执行的查询语句。在创建物化视图时,可以选择是否执行第一次查询,并将结果保存到表格中。后续查询时,可以直接使用表格中保存的结果进行查询,从而提高查询效率。

  • 像一些其他参数,例如PARTITION BYORDER BY等也可以在创建物化视图时使用,和创建表的使用方法一样,也可以创建完物化视图后再去更新设置
  • 下面给出一个普通物化视图的完整示例。假设我们有一个表名为example,并且我们想创建一个名为example_mv的物化视图,refresh_interval设置为5分钟,以便定时更新数据。以下是创建该视图的示例SQL语句:
CREATE MATERIALIZED VIEW example_mv 
ENGINE = MergeTree()
AS 
SELECT
    Column1,
    Column2,
    ...
FROM example
-- 设置刷新间隔为5分钟
SETTINGS refresh_interval = 300
关闭

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