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ClickHouse(06)ClickHouse建表语句DDL详

ClickHouse(06)ClickHouse建表语句DDL详

作者: 张飞的猪 | 来源:发表于2023-06-29 20:27 被阅读0次

    当前服务器上创建表(单节点)

    创建新表具有几种种语法形式,具体取决于用例。默认情况下,仅在当前服务器上创建表。分布式DDL查询作为子句实现,该子句另外描述。

    语法形式

    使用显式架构

    CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] [db.]table_name [ON CLUSTER cluster]
    (
        name1 [type1] [NULL|NOT NULL] [DEFAULT|MATERIALIZED|EPHEMERAL|ALIAS expr1] [compression_codec] [TTL expr1],
        name2 [type2] [NULL|NOT NULL] [DEFAULT|MATERIALIZED|EPHEMERAL|ALIAS expr2] [compression_codec] [TTL expr2],
        ...
    ) ENGINE = engine
    

    使用[db_name.]参数可以为数据表指定数据库,如果不指定此参数,则默认会使用default数据库。

    末尾的ENGINE参数,它被用于指定数据表的引擎。表引擎决定了数据表的特性,也决定了数据将会被如何存储及加载。例如示例中使用的Memory表引擎,是ClickHouse最简单的表引擎,数据只会被保存在内存中,在服务重启时数据会丢失。

    从相同结构的表复制创建

    CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] [db.]table_name AS [db2.]name2 [ENGINE = engine]
    

    创建与另一个表具有相同结构的表。您可以为表指定其他引擎。如果未指定引擎,则将使用与表相同的引擎。

    从表函数创建

    CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] [db.]table_name AS table_function()
    

    创建与指定表函数的结果相同的表。创建的表也将以与指定的相应表函数相同的方式工作。

    什么是表函数?简单来说就是一个可以返回一张表的函数。下面是一个表函数的例子,from后面跟着的就是一个表函数。

    CREATE TABLE Orders
    ENGINE = MergeTree
    ORDER BY OrderID AS
    SELECT *
    FROM mysql('10.42.134.136:4000', 'databas', 'Orders', 'root', '1234') 
    

    目前的表函数有下面几个,这里暂时不展开讲。

    ClickHouse表函数

    从选择查询创建

    CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] [db.]table_name[(name1 [type1], name2 [type2], ...)] ENGINE = engine AS SELECT ...
    

    使用引擎创建具有类似于查询结果的结构的表,并使用来自的数据填充该表。创建的时候,还可以显式指定列说明。

    使用IF NOT EXISTS,如果表已存在且已指定,则查询不会执行任何操作。

    查询中的子句之后可以有其他子句。

    分布式集群创建表

    ClickHouse支持集群模式,一个集群拥有1到多个节点。CREATE、ALTER、DROP、RENMAE及TRUNCATE这些DDL语句,都支持分布式执行。这意味着,如果在集群中任意一个节点上执行DDL语句,那么集群中的每个节点都会以相同的顺序执行相同的语句。这项特性意义非凡,它就如同批处理命令一样,省去了需要依次去单个节点执行DDL的烦恼。
    将一条普通的DDL语句转换成分布式执行十分简单,只需加上ON CLUSTER cluster_name声明即可。

    例如,执行下面的语句后将会对ch_cluster集群内的所有节点广播这条DDL语句:

    CREATE TABLE partition_v3 ON CLUSTER ch_cluster( 
        ID String,
        URL String,
        EventTime Date
    ) ENGINE =  MergeTree()
    PARTITION BY toYYYYMM(EventTime)
    ORDER BY ID
    

    ch_cluster是集群的名称。

    临时表

    ClickHouse也有临时表的概念,创建临时表的方法是在普通表的基础之上添加TEMPORARY关键字,它的完整语法如下所示:

    CREATE TEMPORARY TABLE [IF NOT EXISTS] table_name (
        name1 [type] [DEFAULT|MATERIALIZED|ALIAS expr],
        name2 [type] [DEFAULT|MATERIALIZED|ALIAS expr],
    )
    

    相比普通表而言,临时表有如下两点特殊之处:

    • 它的生命周期是会话绑定的,所以它只支持Memory表引擎,如果会话结束,数据表就会被销毁;
    • 临时表不属于任何数据库,所以在它的建表语句中,既没有数据库参数也没有表引擎参数。

    临时表的优先级是大于普通表的。当两张数据表名称相同的时候,会优先读取临时表的数据

    分区表

    数据分区(partition)和数据分片(shard)是完全不同的两个概念。数据分区是针对本地数据而言的,是数据的一种纵向切分。而数据分片是数据的一种横向切分。借助数据分区,在后续的查询过程中能够跳过不必要的数据目录,从而提升查询的性能。
    不是所有的表引擎都可以使用分区,目前只有合并树(MergeTree)家族系列的表引擎才支持数据分区。由PARTITION BY指定分区键,下面的数据表partition_00使用了日期字段作为分区键,并将其格式化为年月的形式:

    CREATE TABLE partition_00 ( 
        ID String,
        URL String,
        EventTime Date
    ) ENGINE =  MergeTree()
    PARTITION BY toYYYYMM(EventTime) 
    ORDER BY ID
    

    创建表语句关键字解析

    空值或非空修饰符

    列定义中数据类型后面的修饰符可以指定允许或不允许其值为Null。

    CREATE TABLE Orders
    (
    
        `order_id` String,
        `created_at` Nullable(DateTime),
        `updated_at` Nullable(DateTime)
    )
    ENGINE = MergeTree
    ORDER BY (order_id)
    SETTINGS index_granularity = 8192
    

    上面的例子中created_at和updated_at可以插入一个NULL值,反之不可以。

    默认值表达式

    [DEFAULT|MATERIALIZED|EPHEMERAL|ALIAS expr1]
    

    表字段支持四种默认值表达式的定义方法,分别是DEFAULT、MATERIALIZED、EPHEMERAL和ALIAS。无论使用哪种形式,表字段一旦被定义了默认值,它便不再强制要求定义数据类型,因为ClickHouse会根据默认值进行类型推断。

    例:URLDomain String DEFAULT domain(URL)

    默认值表达式的定义方法之间也存在着不同之处,可以从如下三个方面进行比较。

    1. 数据写入:在数据写入时,只有DEFAULT类型的字段可以出现在INSERT语句中。而MATERIALIZED、EPHEMERAL和ALIAS都不能被显式赋值,它们只能依靠计算取值。例如试图为MATERIALIZED类型的字段写入数据,将会得到如下的错误。
      DB::Exception: Cannot insert column URL, because it is MATERIALIZED column..
    2. 数据查询:在数据查询时,只有DEFAULT类型的字段可以通过SELECT *返回。而MATERIALIZED、EPHEMERAL和ALIAS类型的字段不会出现在SELECT *查询的返回结果集中。
    3. 数据存储:在数据存储时,只有DEFAULT和MATERIALIZED类型的字段才支持持久化。如果使用的表引擎支持物理存储(例如TinyLog表引擎),那么这些列字段将会拥有物理存储。而ALIAS、EPHEMERAL类型的字段不支持持久化,它的取值总是需要依靠计算产生,数据不会落到磁盘。
    4. EPHEMERAL只能在CREATE语句的默认值中引用。

    怎么理解这四种表达式呢?它其实就是列值的四种生成方式。DEFAULT是在插入的时候计算填充,MATERIALIZED和ALIAS是在查询的时候,或者说用到的时候填充,而EPHEMERAL,有点类似于我们在建表的时候,创建一个变量,一个代码块。

    一般表达式

    DEFAULT expr

    正常默认值。如果INSERT查询未指定相应的列,则将通过计算相应的表达式来填充它。

    物化表达式

    MATERIALIZED expr

    物化字段列。这样的字段不能在INSERT语句中指定值插入,因为这样的字段总是通过使用其他字段计算出来的。

    临时表达式

    EPHEMERAL expr

    临时字段列。这样的列不存储在表中,不能被SELECT 查询,但可以在CREATE语句的默认值中引用。

    别名表达式

    ALIAS expr

    字段别名。这样的列根本不存储在表中。其值不能插入到表中,并且在通过SELECT * 查询,不会出现在结果集。如果在查询分析期间扩展了别名,则可以在SELECT中使用它。

    主键

    您可以在创建表时定义主键。可以通过两种方式指定主键:

    -- 内部定义
    CREATE TABLE db.table_name
    (
        name1 type1, name2 type2, ...,
        PRIMARY KEY(expr1[, expr2,...])]
    )
    ENGINE = engine;
    
    -- 外部定义
    CREATE TABLE db.table_name
    (
        name1 type1, name2 type2, ...
    )
    ENGINE = engine
    PRIMARY KEY(expr1[, expr2,...]);
    

    警告:不能在一个查询中以两种方式组合。

    约束

    CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] [db.]table_name [ON CLUSTER cluster]
    (
        name1 [type1] [DEFAULT|MATERIALIZED|ALIAS expr1] [compression_codec] [TTL expr1],
        ...
        CONSTRAINT constraint_name_1 CHECK boolean_expr_1,
        ...
    ) ENGINE = engine
    

    boolean_expr_1可以通过任何布尔表达式。如果为表定义了约束,则将针对查询中的每一行检查每个约束。如果不满足任何约束,服务器将引发包含约束名称和检查表达式的异常。INSERT添加大量约束可能会对大型查询的性能产生负面影响。

    数据TTL

    TTL即Time To Live,表达式正常为:TTL expr1。只能为合并树族表指定。

    它表示数据的存活时间。在MergeTree中,可以为某个列字段或整张表设置TTL。当时间到达时,如果是列字段级别的TTL,则会删除这一列的数据;如果是表级别的TTL,则会删除整张表的数据;如果同时设置了列级别和表级别的TTL,则会以先到期的那个为主。

    无论是列级别还是表级别的TTL,都需要依托某个DateTime或Date类型的字段,通过对这个时间字段的INTERVAL操作,来表述TTL的过期时间。

    如下面的例子。

    -- 表示数据的存活时间是time_col时间的3天之后。
    TTL time_col + INTERVAL 3 DAY 上述
    
    -- 表示数据的存活时间是time_col时间的1月之后
    TTL time_col + INTERVAL 1 MONTH。
    
    -- INTERVAL完整的操作包括SECOND、MINUTE、HOUR、DAY、WEEK、MONTH、QUARTER和YEAR。
    

    列级别TTL

    CREATE TABLE ttl_table_v1(
        id String,
        create_time DateTime,
        code String TTL create_time + INTERVAL 10 SECOND,
        type UInt8 TTL create_time + INTERVAL 10 SECOND
    )
    ENGINE = MergeTree
    PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
    ORDER BY id
    

    表级别TTL

    CREATE TABLE ttl_table_v2(
        id String,
        create_time DateTime,
        code String TTL create_time + INTERVAL 1 MINUTE,
        type UInt8
    )ENGINE = MergeTree
    PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
    ORDER BY create_time
    TTL create_time + INTERVAL 1 DAY   
    

    clickhouse压缩与编码

    列压缩

    我们可以每个单独列定义压缩方法,这样可以减少数据存储的空间。可以指定编解码器以引用默认压缩,这可能取决于运行时中的不同设置(和数据属性)

    CREATE TABLE codec_example
    (
        dt Date CODEC(ZSTD),
        ts DateTime CODEC(LZ4HC),
        float_value Float32 CODEC(NONE),
        double_value Float64 CODEC(LZ4HC(9)),
        value Float32 CODEC(Delta, ZSTD)
    )
    ENGINE = <Engine>
    ...
    

    下表引擎支持压缩:

    • MergeTree family:支持列压缩编解码器,并通过压缩设置选择默认压缩方法。
    • Log family:默认情况下使用压缩方法,并支持列压缩编解码器lz4。
    • Set:仅支持默认压缩。
    • Join:仅支持默认压缩。

    目前clickhouse支持的压缩算法

    1. 通用编码
    • None:无压缩
    • LZ4:默认的压缩算法,缺省值也是使用默认的压缩算法
    • LZ4HC[(level)]:z4高压缩率压缩算法版本, level默认值为9,支持[112],推荐选用[49]
    • ZSTD[(level)]:zstd压缩算法,level默认值为1,支持[1~22]
    1. 特殊编码
    • LowCardinality:枚举值小于1w的字符串
    • Delta:时间序列类型的数据,不会对数据进行压缩
    • T64:比较适合Int类型数据
    • DoubleDelta:适用缓慢变化的序列:比如时间序列,对于递增序列效果很好
    • Gorilla:使用缓慢变化的数值类型

    特殊编码与通用的压缩算法相比,区别在于,通用的LZ4和ZSTD压缩算法是普适行的,不关心数据的分布特点,而特殊编码类型对于特定场景下的数据会有更好的压缩效果。

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