什麼是麒麟(kylin)?查資料賊快的喲

Java3y發表於2020-11-13

前言

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文字已收錄至我的GitHubhttps://github.com/ZhongFuCheng3y/3y,有300多篇原創文章,最近在連載面試和專案系列!

今天想跟大家一起入門一下kylin(麒麟)。

由於工作需要,前段時間對kylin簡單入了個門,現在來寫寫筆記(我的文字或許能幫助到你入門kylin,至少看完這篇應該能知道kylin是幹什麼的)。

不多BB,開始吧

kylin介紹

kylin是我們國人主導並貢獻到Apache基金會的開源專案,所以我們會有中文文件學習:

http://kylin.apache.org/cn/

從官方我們可以看到對kylin的介紹:Apache Kylin™是一個開源的、分散式的分析型資料倉儲,提供Hadoop/Spark 之上的SQL查詢介面及多維分析(OLAP)能力以支援超大規模資料,最初由 eBay 開發並貢獻至開源社群,它能在亞秒內查詢巨大的表。

看到這個介紹,只能用兩個字來形容kylin:牛逼?。那牛逼在哪呢?下面再說

第一眼看過去,可能有的同學不知道OLAP是什麼東西,我下面來簡單解釋一下吧。(Hadoop/Spark/SQL/大資料這些詞天天能看見,即便不懂它的原理,你都知道這些東西是有什麼用,是用來幹嘛的,對吧?)

看到OLAP就不得不提它的兄弟OLTP,我們簡單來看看他們的全稱和翻譯的中文是什麼:

  • OLTP:On-Line Transaction Processing(聯機事務處理)
  • OLAP:On-Line Analytical Processing(聯機分析處理)

中文的翻譯我們怕是看不懂的了,但我們可以發現他倆的區別一個是「事務」,一個是「分析

從應用層面看,我們可以簡單地認為:OLTP主要用於業務系統,對事務的要求比較高,例如下單/交易(銀行轉賬等業務)。OLAP主要用於資料倉儲系統,支援複雜的分析操作,側重決策支援,並且提供直觀易懂的查詢結果。

我再畫張思維導圖圖來給大家看一下,基本就懂了:

看到這裡,你應該對OLAP有個基本的瞭解了。那再回到上面那句話:多維分析(OLAP)能力以支援超大規模資料,你第一反應會想到什麼?

三歪第一反應想到的就是HiveHive底層是HDFS:支援超大規模的資料)。

那既然說到Hive了,你會發現kylin前半段話,Hive好像幾乎都可以支援,但除了最後一句「它能在亞秒內查詢巨大的表」。

沒錯,到這裡就可以知道kylin的用途了:它可以在亞秒內查詢巨大的表,來完成資料分析和決策

每次跑Hive我們可能都得跑幾分鐘(像我SQL寫得爛的,跑半小時也是經常有的事),我們從業務上就希望用來分析的資料可以跑得更快,支援這種需求的kylin就火?起來了。

我以Hive來引申kylin,除了kylin就沒其他選擇了嗎?那顯然不是的。

當年我剛進公司的時候,吐槽Hive跑得太慢了,隔壁的小哥就告訴我:你用presto啊,我們大資料平臺都支援的。

OLAP所提供的工具框架還是很多的,下面我們來簡單認識一下吧

眾所周知,執行Hive實際上是跑Map-Reduce任務去HDFS拿資料。執行的過程涉及到計算儲存

有的人覺得HiveMap-Reduce計算這個過程太慢了,所以就不用Map-Reduce,用別的計算引擎,比如用MPP架構來跑,但儲存沒變...

有的人覺得,儲存在HDFS去拿資料太慢了,改個儲存的地方,不從HDFS拿...

有的人覺得,這啥破玩意,計算儲存我都改了,用我的框架一站式給你解決掉...

有的人覺得,Hadoop生態還是可以的,我先聚合一把,你查的時候直接拿聚合後的資料,也是很快的...

由於每個公司的業務場景和背景不一樣,每個OLAP框架的長處也不一樣,所以現在有如此多的OLAP技術在發光發熱...

Kylin入門

從前面我們已經知道為什麼會出現如此多的OLAP的技術了,從本質上來說就是我們希望分析的資料可以讓我們查得更快,而kylin是這些技術其中的一員。

從上圖也可以看到kylin是完全依賴Hadoop生態的,那kylin是怎麼實現提速的呢?答案就是:預聚合

假設我們從MySQL檢索日期大於2020-10-20的所有資料,只要我們在日期列加上索引,可以很快就能查出相關的資料。

但如果我們從MySQL檢索日期大於2020-10-20的所有資料且每個使用者在這段時間內消費了多少錢且xxxx,只要資料量大,不論你怎麼建索引,查詢的速度就不盡人意了。

那如果我按的維度先做好對每個使用者的統計,寫到一張表中,等到使用者按日期檢索的時候是不是就很快了(因為我已經按聚合了一次資料,這張表比起原來的原始表數量會大大減少)

kylin就是用預聚合這種思路來提高查詢的速度,使它可以在亞秒內實現查詢響應。

那我們使用kylin的步驟是什麼?官方已經幫我們解答了:

  1. 定義資料集上的一個星形或雪花形模型
  2. 在定義的資料表上構建cube
  3. 使用標準 SQL 通過 ODBCJDBCRESTFUL API 進行查詢,僅需亞秒級響應時間即可獲得查詢結果

上面幾個步驟,可能你不太瞭解的幾個詞有以下 星形模型、雪花模型、cube,下面我來簡單解釋一下:

在資料倉儲領域上,我們的主表叫做事實表,事實表外來鍵依賴的表叫做維度表

星形模型」:所有的維度表都直連到事實表。(上圖)

雪花形模型」:當有一個或多個維度表沒有直接連線到事實表上,而需要通過其他維表連線到事實表(下圖)

kylin裡,分析資料的角度叫做「維度」,被分析的指標叫做「度量

好了,我們再來看看cube是什麼意思吧:

一個多維資料集稱為一個OLAP Cube:上面的幾張二維表我們可以形成一個資料立方體,這個資料立方體就是Cube

一個Cube可以由不同的角度去看,可以看似這多個角度都是從一個完整的Cube拆分出來的,例如:

結合上面所說的:Cube實際上就是從資料集中通過不同的維度構建出來的一個立方體(雖然圖上的都是三維,但你構建的Cube可以遠超三維)

kylin就是在Cube這個立方體來獲取資料的,從官方的說法也很明確,可以通過JDBC/RESTful的方式來獲取資料。

kylin是將聚合的資料儲存在哪的呢(肯定是有儲存的地方的嘛)?在HBase上。如果還沒學過HBase的同學,可以先看看我以往的文章:HBase入門

使用kylin步驟:

  • 首先你得有資料(一般來自Hive/Kafka),在Kylin上定義對應的資料模型(結構)
  • 通過kylin系統配置需要聚合以及統計的欄位(這塊就是上面所提到的維度和度量),然後構建出Cube(這塊就是kylin的預聚合,把需要統計的維度都定義好,提前計算)
  • kylin會把資料存放在HBase上,你可以通過JDBC/RESTful的方式來查詢資料

使用kylin

在官網上也列出比較常見的QA,大家可以看看:http://kylin.apache.org/cn/docs/gettingstarted/faq.html

雖然kylin能支援多維度的聚合,但我們在建Cube一般要對Cube進行剪枝(即減少Cuboid的生成)

假設我們有10 個維度,那麼沒有經過任何優化的Cube就會存在2的十次方 =1000+個Cuboid。

Cube 的最大物理維度數量 (不包括衍生維度) 是 63,但是不推薦使用大於 30 個維度的 Cube,會引起維度災難。

常用的剪枝方式會用聚合組(Aggregation group)配置來實現,而在聚合組中,Mandatory(強制維度)又是用得比較多的。

比如說,本來我有A、B、C三個維度,如果我不做任何優化,我的組合應該會有7個,分別是(A)(B)(C)(AB)(ABC)(AC)(BC),如果我指定A維度為強制維度,那最後的組合就只有(A)(AB)(ABC)(AC)。強制索引指的就是:指定的欄位一定會被查詢條件中

除了強制維度(Mandatory),還有層級維度(Hierarchy)和聯合維度(Joint)幫助我們剪枝(即減少Cuboid的生成),一般強制維度和聯合維度用得比較多。


我們去查kylin資料的時候,是已經被聚合過存放在HBase的,所以查詢起來是相當快的,但是構建Cube這個過程其實是挺慢的(十幾分鍾到半小時都是正常的)。

這就會帶來延遲(Cube需要時間構建,同時也不可能秒級去請求構建一次Cube)那這能忍受嗎?這意味著最新的資料得等Cube任務排程到了且Cube構建完成才能查到資料

畫外音:構建Cube一般都是定時任務的方式請求kylin的api進行構建的。

Kylin 沒有內建的排程程度。您可以通過 REST API 從外部排程程度服務中觸發 Cube 的定時構建,如 Linux 的命令 crontab、Apache Airflow 等。

但在新的kylin版本中已經支援realtime_olap了,kylin儲存了實時的資料再加上HBase的資料merge後返回就實現了realtime

最後

這篇文章對kylin做了個簡單的入門,細節還是得看官網(有中文,比較好讀,文件也做得挺好的)。後面細節如果有必要我再來補充就好了(:

參考資料:

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