华为云 MRS 基于 Apache Hudi 极致查询优化的探索实践( 二 ) _生活百科

Column_stats/Bloomfilter上文我们介绍了数据布局优化，接下来说说 Hudi 提供的 FileSkipping能力。当前 Hudi 支持对指定列收集包括min-max value，null count ， total count 在内的统计信息，并且 Hudi 保证这些信息收集是原子性，利用这些统计信息结合查询引擎可以很好的完成 FileSkipping大幅度减少IO 。BloomFilter是 Hudi 提供的另一种能力，当前只支持对主键构建 BloomFilter 。BloomFilter判断不存在就一定不存在的特性，可以很方便进行 FileSkipping，我们可以将查询条件直接作用到每个文件的 BloomFilter 上，进而过滤点无效的文件，注意 BloomFilter 只适合等值过滤条件例如where a = 10，对于 a > 10这种就无能为力。
高性能FileList在查询超大规模数据集时，FileList是不可避免的操作，在 HDFS 上该操作耗时还可以接受，一旦涉及到对象存储，大规模 FileList 效率极其低下，Hudi 引入 MDT 将文件信息直接保存在下来，从而避免了大规模FileList 。

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Presto 与 Hudi的集成HetuEngine（Presto）作为数据湖对外出口引擎，其查询 Hudi 能力至关重要。对接这块我们主要针对点查和复杂查询做了不同的优化，下文着重介绍点查场景。在和 Hudi 集成之前首先要解决如下问题

如何集成 Hudi，在 Hive Connector 直接魔改，还是使用独立的 Hudi Connector？
支持哪些索引做 DataSkipping？
DataSkipping 在 Coordinator 侧做还是在 Worker 端做？

问题1：经过探讨我们决定使用 Hudi Connector承载本次优化。当前社区的 Connector 还略优不足，缺失一些优化包括统计信息、Runtime Filter、Filter不能下推等导致 TPC-DS 性能不是很理想，我们在本次优化中重点优化了这块，后续相关优化会推给社区。
问题2：内部 HetuEngine 其实已经支持 Bitmap 和二级索引，本次重点集成了 MDT 的 Column statistics和 BloomFilter 能力，利用 Presto下推的 Filter 直接裁剪文件。
问题3：关于这个问题我们做了测试，对于 column 统计信息来说，总体数据量并不大，1w 个文件统计信息大约几M，加载到 Coordinator 内存完全没有问题，因此选择在 Coordinator 侧直接做过滤。

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对于 BloomFilter、Bitmap 就完全不一样了，测试结果表明 1.4T 数据产生了 1G 多的 BloomFilter 索引，把这些索引加载到 Coordinator 显然不现实。我们知道 Hudi MDT 的 BloomFilter 实际是存在 HFile里， HFile点查十分高效，因此我们将 DataSkipping 下压到 Worker 端，每个 Task 点查 HFile 查出自己的 BloomFilter 信息做过滤。

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点查场景测试测试数据我们采用和 ClickHouse 一样的SSB数据集进行测试，数据规模1.5T，120亿条数据。
$ ./dbgen -s 2000 -T c$ ./dbgen -s 2000 -T l$ ./dbgen -s 2000 -T p$ ./dbgen -s 2000 -T s测试环境1CN+3WN Container 170GB，136GB JVM heap, 95GB Max Query Memory，40vcore
数据处理利用 Hudi 自带的 Hilbert 算法直接预处理数据后写入目标表，这里 Hilbert 算法指定 S_CITY，C_CITY，P_BRAND, LO_DISCOUNT作为排序列。

SpaceCurveSortingHelper.orderDataFrameBySamplingValues(df.withColumn("year", expr("year((LO_ORDERDATE))")), LayoutOptimizationStrategy.HILBERT, Seq("S_CITY", "C_CITY", "P_BRAND"，"LO_DISCOUNT"), 9000).registerTempTable("hilbert")spark.sql("insert into lineorder_flat_parquet_hilbert select * from hilbert")

测试结果使用冷启动方式，降低 Presto 缓存对性能的影响。
SSB Query