Presto 是一个高性能、分布式 SQL 查询引擎,最早由 Facebook 开发,用于实时处理大规模数据。它支持通过 SQL 查询多种数据源,特别是在大数据分析领域广泛使用。
1. Presto 的特点
高性能:Presto 采用内存计算,并行处理查询请求,适合低延迟需求的查询。
支持多数据源:可以查询包括 HDFS、Hive、Cassandra、Kafka、MySQL 等在内的多种数据源,通过连接器模块,能够将 SQL 查询扩展到不同类型的数据仓库或数据库。
SQL 兼容性强:Presto 支持 ANSI SQL 标准,同时增强了分析和数据科学的相关功能,比如窗口函数和数组、JSON 数据类型等。
可扩展性:Presto 的分布式架构使其可以处理从 GB 到 PB 级的数据量,通过添加节点来扩展系统。
2. Presto 的架构
Presto 的架构由协调器(Coordinator)和多个工作节点(Workers)组成:
协调器(Coordinator):管理查询的执行。协调器接收 SQL 查询,将查询解析、优化,并生成执行计划,将任务分配给工作节点。
工作节点(Workers):执行具体的数据处理任务。工作节点接收协调器分配的任务,执行数据读取、计算和聚合操作。
连接器(Connectors):连接器是 Presto 的关键模块,使其能够连接不同的数据源。每个数据源都由特定的连接器实现,连接器定义了如何从数据源获取数据并转化为 Presto 可查询的格式。
架构流程:
1. 用户通过 CLI 或 BI 工具向 Presto 发送查询。
2. 协调器接收并解析查询,生成查询计划。
3. 协调器将查询计划分解为多个任务,将任务分发到工作节点。
4. 工作节点根据连接器读取数据源的数据,完成计算和聚合,将结果返回给协调器。
5. 协调器将最终结果返回给用户。
3. Presto 的使用场景
Presto 适合以下场景:
大数据实时分析:对于需要低延迟查询响应的大数据应用,Presto 是很好的选择。
跨数据源查询:适用于同时查询多个数据源,整合多个数据仓库的场景。例如,可以在一个查询中查询 MySQL 和 HDFS。
替代 Hive SQL:相比于 Hive,Presto 的查询速度更快,特别是在需要进行交互式数据分析时。
ETL 操作:虽然 Presto 更倾向于用于查询,但它也可以用于简单的 ETL 操作,尤其是在实时处理需求较高的场景中。
4. Presto 的工作原理
Presto 的查询执行过程可以分为以下几个阶段:
1. 解析和语义分析:协调器将 SQL 查询解析为抽象语法树(AST),并进行语法检查和语义分析。
2. 逻辑优化:优化器将 AST 转化为逻辑查询计划,进行优化。主要包括投影下推、谓词下推、列裁剪、过滤优化等。
3. 物理执行计划生成:生成物理执行计划。该计划指定查询的执行步骤,如从哪个数据源读取数据,如何分配工作节点等。
4. 任务调度:协调器将任务调度到各个工作节点,工作节点从相应的数据源读取数据。
5. 并行执行:工作节点之间并行执行操作,将中间结果返回协调器。
6. 结果合并和返回:协调器收集各节点的计算结果,将结果合并并返回给用户。
5. Presto 的优势与限制
优势:
性能优越,支持低延迟、高并发查询。
能够无缝查询多种数据源,避免将数据转移至单一数据仓库。
SQL 兼容性强,易于使用。
限制:
不适合复杂的 ETL 流程,因为它的内存计算适合处理短查询,长时间的批处理任务可能会耗尽内存。
对机器配置要求较高,需要有足够的内存支持。
复杂查询(如多次 JOIN 或自连接)可能会因计算压力增大,导致查询性能下降。
总结
Presto 是一个高效、灵活的分布式 SQL 引擎,适用于大数据实时分析和多数据源整合查询。