ClickHouse介绍（三）MergeTree系列表引擎

2024-02-01 11:23:58

MergeTree系列表引擎

ClickHouse中最核心的引擎当属MergeTree系列引擎，其中基础表引擎为MergeTree，常用的表引擎还有ReplacingMergeTree、SummingMergeTree、AggregatingMergeTree、CollapsingMergeTree和VersionedCollapsingMergeTree。每一种MergeTree的变种，在继承了基础MergeTree的能力后，还增加了它独有的特性。其名称中的“合并”二字奠定了所有类型MergeTree的基因，它们的所有特殊逻辑，都是在触发合并的过程中被激活的。接下来主要介绍它们各自的特点与使用方法。

1. ReplacingMergeTree

在MergeTree中，虽然有主键，但是它没有唯一键的约束。也就是说，写入数据的主键是可以重复的。但在某些场合下，用户不希望表中有重复数据，ReplacingMergeTree就是为此场景而设计，它可以在合并分区时，删除重复的数据条目。不过此方法仅是在“一定程度”上解决了重复数据的问题，稍后会对此作出解释。

创建测试表：

CREATE TABLE replace_table
(
    `id` String,
    `code` String,
    `create_time` DateTime
)
ENGINE = ReplacingMergeTree
PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
PRIMARY KEY id
ORDER BY (id, code)

这里ORDER BY 是去除重复数据的关键，排序键ORDER BY所声明的表达式是后续判断是否有重复数据的依据。在这个例子中，数据会基于id 和 code 两个字段做去重。

分2个批次插入数据：

INSERT INTO replace_table VALUES 
('A001', 'C1', '2019-05-10 17:00:00'),
('A001', 'C2', '2019-05-14 17:00:00'),
('A001', 'C3', '2019-05-15 17:00:00')  

INSERT INTO replace_table VALUES 
('A001', 'C1', '2019-05-11 17:00:00'),
('A001', 'C100', '2019-05-12 17:00:00'),
('A001', 'C200', '2019-05-13 17:00:00')

# 查询数据：
SELECT *
FROM replace_table

┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ C1 │ 2019-05-11 17:00:00 │
│ A001 │ C100 │ 2019-05-12 17:00:00 │
│ A001 │ C200 │ 2019-05-13 17:00:00 │
└──────┴──────┴─────────────────────┘
┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ C1 │ 2019-05-10 17:00:00 │
│ A001 │ C2 │ 2019-05-14 17:00:00 │
│ A001 │ C3 │ 2019-05-15 17:00:00 │
└──────┴──────┴─────────────────────┘

可以看到在表中是存在重复的id与<id, code>，使用 OPTIMIZE 命令强制触发合并后再次查看数据条目：

SELECT *
FROM replace_table

┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ C1 │ 2019-05-11 17:00:00 │
│ A001 │ C100 │ 2019-05-12 17:00:00 │
│ A001 │ C2 │ 2019-05-14 17:00:00 │
│ A001 │ C200 │ 2019-05-13 17:00:00 │
│ A001 │ C3 │ 2019-05-15 17:00:00 │
└──────┴──────┴─────────────────────┘

可以看到<id, code> 重复的条目已经被删除了。在optimize强制触发合并后，会按照<id, code> 进行分组，并保留分组内最后一条条目（观察create_time日期字段）。

从测试结果可以知道，ReplacingMergeTree在去除重复数据时，是以ORDER BY排序键作为基准，而不是PRIMARY KEY。

前面提到ReplacingMergeTree仅在“一定程度上”解决了数据重复的问题，现在我们解释这点。首先，再插入一条数据：

INSERT INTO replace_table VALUES ('A001', 'C1', '2019-08-10 17:00:00')

执行 OPTIMIZE TABLE 后再查看数据：

OPTIMIZE TABLE replace_table FINAL

SELECT *
FROM replace_table

┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ C1 │ 2019-08-10 17:00:00 │
└──────┴──────┴─────────────────────┘
┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ C1 │ 2019-05-11 17:00:00 │
│ A001 │ C100 │ 2019-05-12 17:00:00 │
│ A001 │ C2 │ 2019-05-14 17:00:00 │
│ A001 │ C200 │ 2019-05-13 17:00:00 │
│ A001 │ C3 │ 2019-05-15 17:00:00 │
└──────┴──────┴─────────────────────┘

可以看到表中存在相同的<id, code> 行，但是并没有执行去重。这是因为ReplacingMergeTree是以分区为单位进行合并，并在此时删除重复数据。不同分区之间的重复数据无法进行删除。所以ReplacingMergeTree仅是在“一定程度上“解决了数据重复问题。

1.2. 版本号

ReplacingMergeTree中可以根据版本号来决定：在对重复数据进行去重时，保留哪条数据。

例如以下建表语句：

CREATE TABLE replace_table
(
    `id` String,
    `code` String,
    `create_time` DateTime
)
ENGINE = ReplacingMergeTree(create_time)
PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
ORDER BY id

可以看到在指定ReplacingMergeTree引擎时，传入了一个列字段create_time。这个表基于id字段进行去重，并且使用create_time作为版本号。

在使用create_time作为版本号后，在对数据进行去重时，会保留id重复的条目中，create_time时间最长的一行。

1.3. ReplacingMergeTree总结

ReplacingMergeTree的处理逻辑为：

使用ORDER BY 排序键作为判断数据是否重复的唯一键
只有在合并分区时才会触发删除重复数据的逻辑
仅有相同分区的数据会进行去重，无法跨分区进行去重
在进行去重操作时，由于分区内的数据已经基于ORDER BY进行了排序，所以能够找到那些相邻的重复数据
数据去重策略有2种：
1. 如果没有设置ver版本号，则保留同一组重复数据的最后一行
2. 如果设置了ver版本号，则保留同一组重复数据中ver字段取值最大的那一行

2. SummingMergeTree

SummingMergeTree用于仅关系聚合结果，而不关心具体明细的场景。并且数据汇总条件是预先明确的（group by 的条件明确，不会随意更改）。

SummingMergeTree可以在合并分区时，按照预先定义的条件，聚合汇总数据，将同一分区下的多行数据聚合成一行。这样既减少了数据行，又降低了后续聚合查询的开销。

2.1. ORDER BY 与 PRIMARY KEY

在MergeTree中，数据会按照ORDER BY 的字段在分区内进行排序。主键索引也会按照PRIMARY KEY 表达式取值并排序。而ORDER BY可以指代主键，所以在一般情况下，只单独声明ORDER BY即可，此时数据排序与主键索引均相同。

如果需要同时定义ORDER BY与PRIMARY KEY，便是明确希望他俩不同。这种情况通常会在使用SummingMergeTree或AggregatingMergeTree时会出现，因为它们的聚合都是根据ORDER BY 进行的。由此可以引出2点原因：主键与聚合的条件定义分离，为修改聚合条件留下空间。

举个例子，假设一张表使用的引擎为SummingMergeTree，包含6个字段，分别为A、B、C、D、E、F。如果需要按照A、B、C、D进行汇总，则有：

ORDER BY (A, B, C, D)

但是这样的写法也表示：表的PRIMARY KEY 被定义成A, B, C, D。若是在业务层面，仅需要对字段A进行查询过滤，则应只使用A字段创建主键。所以更好的一种写法是：

ORDER BY (A, B, C, D)

PRIMARY KEY A

如果同时声明了ORDER BY 与 PRIMARY KEY，则MergeTree会强制要求PRIMARY KEY列字段必须是ORDER BY的前缀。

例如下面的定义是错的：

ORDER BY (B, C)

PRIMARY KEY A

下面的是正确的：

ORDER BY (B, C)

PRIMARY KEY B

这种强制约束保障了即便在两者定义不同的情况下，主键认识排序键的前提，不会出现索引与数据顺序混乱的问题。

假设现在业务发生了细微的变化，需要减少字段，将先前的A、B、C、D改为按照A、B进行聚合，则可以按以下方式修改排序键：

ALTER TABLE table_name MODIFY ORDER BY (A, B)

在修改ORDER BY 时会有一些限制，只能在现有的基础上减少字段。如果是新增排序字段，则只能添加通过ALTER ADD COLUMN 新增的字段。但是ALTER 是一种元数据的操作，修改成本很低，相比不能被修改的主键，这已经非常便利了。

2.2. SummingMergeTree的使用

SummingMergeTree引擎的声明方式为：

ENGINE = SummingMergeTree((col1, col2, …))

这里col1，col2是选填参数，用于设置除主键外的其他数值类型字段，以指定被SUM聚合的列字段。若不指定此字段，则所有非主键的数值型字段均会进行SUM聚合。

下面举例说明：

创建表：

CREATE TABLE summing_table
(
    `id` String,
    `city` String,
    `v1` UInt32,
    `v2` Float64,
    `create_time` DateTime
)
ENGINE = SummingMergeTree
PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
PRIMARY KEY id
ORDER BY (id, city)

这里 order by 是关键配置，数据会以 order by 指定的列为维度进行聚合。

分批次插入数据：

INSERT INTO summing_table VALUES
('A001', 'wuhan', '10', '20', '2019-08-10 17:00:00')
 ('A001', 'jinzhou', '20', '30', '2019-08-10 17:00:00')

INSERT INTO summing_table VALUES
('A001', 'wuhan', '10', '20', '2019-02-10 17:00:00')
('A001', 'wuhan', '20', '30', '2019-08-20 17:00:00')

INSERT INTO summing_table VALUES
('A002', 'wuhan', '60', '50', '2019-10-10 17:00:00')

当前数据结果：

SELECT *
FROM summing_table

┌─id───┬─city──┬─v1─┬─v2─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ wuhan │ 20 │ 30 │ 2019-08-20 17:00:00 │
└──────┴───────┴────┴────┴─────────────────────┘
┌─id───┬─city──┬─v1─┬─v2─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ wuhan │ 10 │ 20 │ 2019-02-10 17:00:00 │
└──────┴───────┴────┴────┴─────────────────────┘
┌─id───┬─city────┬─v1─┬─v2─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ jinzhou │ 20 │ 30 │ 2019-08-10 17:00:00 │
│ A001 │ wuhan │ 10 │ 20 │ 2019-08-10 17:00:00 │
└──────┴─────────┴────┴────┴─────────────────────┘
┌─id───┬─city──┬─v1─┬─v2─┬─────────create_time─┐
│ A002 │ wuhan │ 60 │ 50 │ 2019-10-10 17:00:00 │
└──────┴───────┴────┴────┴─────────────────────┘

执行 OPTIMIZE TABLE 后查看结果：

OPTIMIZE TABLE summing_table FINAL

SELECT *
FROM summing_table

┌─id───┬─city────┬─v1─┬─v2─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ jinzhou │ 20 │ 30 │ 2019-08-10 17:00:00 │
│ A001 │ wuhan │ 30 │ 50 │ 2019-08-10 17:00:00 │
└──────┴─────────┴────┴────┴─────────────────────┘
┌─id───┬─city──┬─v1─┬─v2─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ wuhan │ 10 │ 20 │ 2019-02-10 17:00:00 │
└──────┴───────┴────┴────┴─────────────────────┘
┌─id───┬─city──┬─v1─┬─v2─┬─────────create_time─┐
│ A002 │ wuhan │ 60 │ 50 │ 2019-10-10 17:00:00 │
└──────┴───────┴────┴────┴─────────────────────┘

可以看到，在不同分区内，数据以ORDER BY 的字段<id, city> 进行了聚合，聚合的字段为v1 与 v2。而非可聚合字段create_time 取的是同组内第一行数据的取值。

SummingMergeTree也支持嵌套类型的字段，在使用嵌套类型字段时，需要被SUM聚合的字段名称必须以Map后缀结尾，例如：

CREATE TABLE summing_table_nested
(
    `id` String,
    `nestMap` Nested(id UInt32, key UInt32, val UInt64),
    `create_time` DateTime
)
ENGINE = SummingMergeTree
PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
ORDER BY id

插入一条数据并查看结果：

INSERT INTO summing_table_nested VALUES
('A001', [1,1,2], [10,20,30], [40,50,60], '2019-08-10 17:00:00')

SELECT *
FROM summing_table_nested

┌─id───┬─nestMap.id─┬─nestMap.key─┬─nestMap.val─┬─────────create_time─┐
│ A001 │ [1,2] │ [30,30] │ [90,60] │ 2019-08-10 17:00:00 │
└──────┴────────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────────────┘

可以看到此结果是按照 id 进行了聚合，相同 nestMap.id 的条目在nestMap.key 与 nestMap.val 上进行了sum 聚合。

在使用嵌套数据类型的时候，也支持使用复合Key作为数据聚合的条件。为了使用复合Key，在嵌套类型的字段中，除第一个字段外，任何名称是以Key、Id或Type为后缀结尾的字段，都将和第一个字段一起组合成为复合Key。例如将上面的例子中小写key改为大写Key：

(

`id` String,

`nestMap` Nested(id UInt32, Key UInt32, val UInt64),

`create_time` DateTime

)

这样数据就会以<id, Key> 作为条件进行聚合。

2.3. SummingMergeTree总结

SummingMergeTree的处理逻辑为：

用ORDER BY排序键作为聚合数据的条件Key
只有在合并分区的时候才会触发聚合的逻辑
以分区为单位进行聚合，不同分区的数据之间不会聚合
如果在定义引擎时指定了column聚合列（非主键的数值类型字段），则sum聚合这些字段；如未指定，则聚合所有非主键的数值类型字段
在进行聚合时，由于分区内的数据已经基于ORDER BY排序，所以能够找到相邻且拥有相同聚合Key的数据
在聚合数据时，同一分区内，相同聚合Key的多行数据会合并为一行；聚合字段进行SUM运算；对于非聚合字段，使用第一行数据的值
支持嵌套结构，但列字段名必须以Map后缀结尾。嵌套类型中，默认以第1个字段作为聚合Key。除第1个字段外，任何名称以Key、Id或Type为后缀结尾的字段，都将和第1个字段一起组成复合Key

3. AggregatingMergeTree

相信大家应该有了解过“数据立方体“（Cube）的概念，它在数仓领域非常常见。它的主要理念是：通过空间换取时间，对需要聚合的数据进行预计算，并将结果保存。在后续进行聚合查询的时候，可以直接使用结果数据，提升查询性能。

AggregatingMergeTree有些许“数据立方体“的意思，它能在合并分区的时候，按照预先定义的条件聚合数据。同时，根据预先定义的聚合函数，计算数据并以二进制的格式存入表内。

将同一分组下的多行数据聚合成一行，既减少了数据行，又降低了后续聚合查询的开销。可以说AggregatingMergeTree是SummingMergeTree的升级版，它们的许多设计思路是一致的，例如同时定义ORDER BY与PRIMARY KEY的原因和目的。但在使用方法上，两者存在明显差异。

AggregatingMergeTree没有任何额外参数，在分区合并时，在每个数据分区内，会按照ORDER BY聚合。而使用何种聚合函数，以及针对哪些列字段计算，则是通过定义AggregateFunction数据类型实现的。

3.1. AggregatingMergeTree的使用

如下建表语句：

CREATE TABLE agg_table
(
    `id` String,
    `city` String,
    `code` AggregateFunction(uniq, String),
    `value` AggregateFunction(sum, UInt32),
    `create_time` DateTime
)
ENGINE = AggregatingMergeTree()
PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
PRIMARY KEY id
ORDER BY (id, city)

上例中列字段id和city是聚合条件，等同于下面语义：

GROUP BY id, city

而 code 和 value 是聚合字段，其语义等同于：

UNIQ(code), SUM(value)

AggregateFunction是ClickHouse提供的一种特殊的数据类型，它能够以二进制的形式存储中间状态结果。其使用方法也非常特殊，对于AggregateFunction类型的列字段，数据的写入和查询都与寻常不同：

在写入数据时，需要调用 *State函数；
在查询数据时，需要调用相应的*Merge函数

这里*表示定义时使用的聚合函数。

例如，在示例中定义的code和value使用了uniq和sum函数：

code AggregateFunction(uniq, String)

value AggregateFunction(sum, UInt32)

则在写入数据时需要调用与uniq、sum对应的uniqState和sumState函数，并使用INSERT SELECT语法：

INSERT INTO TABLE agg_table
SELECT 'A000','wuhan',
uniqState('code1'),
sumState(toUInt32(100)),
'2019-09-10 17:00:00'

在查询数据时，如果直接使用列名去访问这里的code 与 value列时，结果为乱码。这是因为它们的格式为二进制格式，在查询时需要调用与uniq、sum对应的uniqMerge和sumMerge函数：

SELECT
    id,
    city,
    uniqMerge(code),
    sumMerge(value)
FROM agg_table
GROUP BY
    id,
    city

┌─id───┬─city──┬─uniqMerge(code)─┬─sumMerge(value)─┐
│ A000 │ wuhan │ 1 │ 100 │
└──────┴───────┴─────────────────┴─────────────────┘

以上 insert into 的方式并非是AggregatingMergeTree的常见用法，它更为常见的用法是结合物化视图使用，将它作为物化视图表的引擎。

3.2. 结合物化视图使用

举例说明，首先建立明细数据表（也就是俗称的底表）：

CREATE TABLE agg_table_basic
(
    `id` String,
    `city` String,
    `code` String,
    `value` UInt32
)
ENGINE = MergeTree()
PARTITION BY city
ORDER BY (id, city)

通常使用MergeTree作为底表，用于存储全量的明细数据，并以此对外提供实时查询。

然后建立一张物化视图：

CREATE MATERIALIZED VIEW agg_view
ENGINE = AggregatingMergeTree()
PARTITION BY city
ORDER BY (id, city) AS
SELECT
    id,
    city,
    uniqState(code) AS code,
    sumState(value) AS value
FROM agg_table_basic
GROUP BY
    id,
city

物化视图使用AggregatingMergeTree表引擎，用于特定场景的数据查询，相比MergeTree，它拥有更高的性能。

在新增数据时，面向的对象是底表MergeTree，例如：

INSERT INTO TABLE agg_table_basic VALUES
('A000','wuhan','code1',100),('A000','wuhan','code2',200),('A000','zhuhai','code1',200)
    
SELECT *
FROM agg_table_basic

┌─id───┬─city───┬─code──┬─value─┐
│ A000 │ zhuhai │ code1 │ 200 │
└──────┴────────┴───────┴───────┘
┌─id───┬─city──┬─code──┬─value─┐
│ A000 │ wuhan │ code1 │ 100 │
│ A000 │ wuhan │ code2 │ 200 │
└──────┴───────┴───────┴───────┘

数据会自动同步到物化视图，并按照AggregatingMergeTree引擎的规则进行处理：

SELECT
    id,
    city,
    sumMerge(value),
    uniqMerge(code)
FROM agg_view
GROUP BY
    id,
city

┌─id───┬─city───┬─sumMerge(value)─┬─uniqMerge(code)─┐
│ A000 │ zhuhai │ 400 │ 1 │
│ A000 │ wuhan │ 600 │ 2 │
└──────┴────────┴─────────────────┴─────────────────┘

整个逻辑如下图所示：

3.3. AggregatingMergeTree总结

AggregatingMergeTree的处理逻辑为：

使用ORDER BY 排序键作为聚合数据的条件key
使用AggregateFunction字段类型定义聚合函数的类型以及聚合的字段
只有在合并分区的时候才会触发聚合计算的逻辑
以数据分区为单位聚合数据，仅在同一分区内能够进行聚合，无法跨分区进行聚合
在进行数据计算时，由于分区内的数据已经基于ORDER BY进行排序，所以能够找到那些相邻且拥有相同聚合Key的数据
在聚合数据时，同一分区内，相同聚合Key的多行数据会合并成一行。对于那些非主键、非AggregateFunction类型字段，则会使用第一行数据的值
AggregateFunction类型的字段使用二进制，在写入数据时需要调用 *State函数；而在查询数据时，需要调用相应的 *Merge 函数。其中 * 表示定义时使用的聚合函数
AggregatingMergeTree通常作为物化视图的表引擎，与普通MergeTree搭配使用

4. CollapsingMergeTree

CollapsingMergeTree是支持行级数据修改和删除的引擎。在大数据领域，修改和删除是代价非常高的操作，所以在实现时不会去修改源文件，而是将修改和删除操作转换为新增操作。

CollapsingMergeTree定义了一个sign标记位字段，用于记录数据行的状态：

sign为1：表示这是一行有效数据
sign为 -1：表示这行数据需要被删除

在合并分区时，同一数据分区内，sign标记为1和-1的一组数据会被抵消删除。这种相互抵消的操作，犹如将纸折叠一样，所以这可能也是折叠合并树（CollapsingMergeTree）名称的由来。折叠过程如下图所示：

4.1. CollapsingMergeTree的使用

建表：

CREATE TABLE collapse_table(
 id String,
 code Int32,
 create_time DateTime,
 sign Int8
 ) ENGINE = CollapsingMergeTree(sign)
PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
ORDER BY id

同其他MergeTree 引擎一样，CollapsingMergeTree也是通过ORDER BY 排序字段判断数据唯一性；除此之外，CollapsingMergeTree还支持其他2种特殊操作：修改与删除。

下面举例：

--插入原始数据，后续会被修改
INSERT INTO TABLE collapse_table VALUES ('A000', 100, '2019-02-20 00:00:00', 1)

--原始数据的镜像数据，ORDER BY 字段与原条目必须相同（其他字段可以不同），sign取 -1，
--它会和原始条目折叠
INSERT INTO TABLE collapse_table VALUES ('A000', 100, '2019-02-20 10:00:00', -1)

--强制OPTIMIZE 合并后查看结果，可以看到结果为空
SELECT *
FROM collapse_table

0 rows in set. Elapsed: 0.001 sec.

--修改后的数据，sign为1
INSERT INTO TABLE collapse_table VALUES ('A000', 120, '2019-02-20 00:00:00', 1)

--检查结果
SELECT *
FROM collapse_table

┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┬─sign─┐
│ A000 │ 120 │ 2019-02-20 00:00:00 │ 1 │
└──────┴──────┴─────────────────────┴──────┘

CollapsingMergeTree在折叠数据时，遵循以下规则：

如果sign=1比sign=-1的数据多一行，则保留最后一行sign=1的数据
如果sign=-1比sign=1的数据多一行，则保留第一行sign=-1的数据
如果sign=1和sign=-1的数据行一样多，且最后一行为sign=1，则保留第一行sign=-1和最后一行sign=1的数据
如果sign=1和sign=-1的数据行一样多，且最后一行为sign=-1，则什么也不保留
其余情况ClickHouse会打印警告日志，但不会报错，此时查询结果未知

4.2. CollapsingMergeTree注意事项

1. 折叠数据并非实时触发，而是在分区合并时在进行。所以在分区合并前，旧数据仍对用户可见。解决此问题的方式有2种：

1.1. 在查询数据前，执行 OPTIMIZE TABLE table_name FINAL 强制触发分区合并，但此方法效率很低，在生产环境慎用。

1.2. 改变查询方式。以collapse_table为例，假设原始SQL为:

SELECT id, SUM(code), COUNT(code), AVG(code), uniq(code)

FROM collapse_table

GROUP BY id

则可以改写为：

SELECT id, SUM(code * sign), COUNT(code * sign), AVG(code * sign), uniq(code * sign)

FROM collapse_table

GROUP BY id

HAVING SUM(sign) > 0

2. 只有相同分区内的数据才可能被折叠，不过删除或修改数据时，一般分区规则都是一致的。

3. CollapsingMergeTree最大的限制在于：对于写入数据的顺序有非常严格的要求。前面例子我们可以看到，若是先写sign=1再写sign=-1，则没有任何问题。但若是先写sign=-1再写sign=1 的话呢：

INSERT INTO TABLE collapse_table VALUES('A000', 101, '2019-02-20 00:00:00', -1)

INSERT INTO TABLE collapse_table VALUES('A000', 102, '2019-02-20 00:00:00', 1)

OPTIMIZE TABLE collapse_table FINAL

select * from collapse_table;

┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┬─sign─┐
│ A000 │ 101 │ 2019-02-20 00:00:00 │ -1 │
│ A000 │ 102 │ 2019-02-20 00:00:00 │ 1 │
└──────┴──────┴─────────────────────┴──────┘

可以看到在顺序置换后，并没有进行折叠。若是在单线程写入时，顺序是可以保证的，但是在多线程并行写入就不一定了。为了解决这个问题，ClickHouse另外提供了一个名为VersionedCollapsingMergeTree的表引擎。

5. VersionedCollapsingMergeTree

VersionedCollapsingMergeTree表引擎的功能与CollapsingMergeTree完全相同，不同之处在于：它对数据的写入顺序没有要求，同一分区内，任意顺序的数据都能完成折叠操作。通过版本号实现。

在定义VersionedCollapsingMergeTree时，除了需要指定sign标记字段外，还需要指定一个UInt8类型的ver版本号字段。例如：

CREATE TABLE ver_collapse_table(
 id String,
 code Int32,
 create_time DateTime,
 sign Int8,
 ver UInt8
) ENGINE = VersionedCollapsingMergeTree(sign,ver)
PARTITION BY toYYYYMM(create_time)
ORDER BY id

VersionedCollapsingMergeTree是如何使用版本号的呢？很简单，在定义了ver字段后，它会自动将此字段作为排序条件增加到ORDER BY 后面。例如上面定义的表，在每个数据分区内，数据均会以 ORDER BY id, ver DESC 进行排序。所以无论写入时数据的顺序如何，在折叠处理时，都能回到正确的顺序。

例如：

删除一行数据：

INSERT INTO TABLE ver_collapse_table VALUES('A000', 101, '2019-02-20 00:00:00', -1, 1)

INSERT INTO TABLE ver_collapse_table VALUES('A000', 101, '2019-02-20 00:00:00', 1, 1)

OPTIMIZE TABLE ver_collapse_table FINAL

SELECT *
FROM ver_collapse_table

0 rows in set. Elapsed: 0.001 sec.

修改数据：

INSERT INTO TABLE ver_collapse_table VALUES('A000', 101, '2019-02-20 00:00:00', -1, 1)

INSERT INTO TABLE ver_collapse_table VALUES('A000', 102, '2019-02-20 00:00:00', 1, 1)

INSERT INTO TABLE ver_collapse_table VALUES('A000', 103, '2019-02-20 00:00:00', 1, 2)

OPTIMIZE TABLE ver_collapse_table;

select * from ver_collapse_table;

┌─id───┬─code─┬─────────create_time─┬─sign─┬─ver─┐
│ A000 │ 103 │ 2019-02-20 00:00:00 │ 1 │ 2 │
└──────┴──────┴─────────────────────┴──────┴─────┘

6. MergeTree家族关系总结

MergeTree表引擎向下派生出6个变种表引擎：

7. 组合关系

上面是MergeTree关系，下面介绍ReplicatedMergeTree系列。

ReplicatedMergeTree与普通的MergeTree的区别：

虚线部分是MergeTree的能力边界，而ReplicatedMergeTree是在MergeTree能力的基础之上增加了分布式协同的能力。它借助了ZooKeeper的消息日志广播功能，实现了副本实例之间的数据同步功能。

ReplicatedMergeTree系列通过组合关系来理解，如下图所示：

在为MergeTree加上Replicated前缀后，又可以组合出7种新的表引擎，这些ReplicatedMergeTree拥有副本协同的能力。之后会详细说明。

码农公寓