Apache Doris的Colocation join本地join实现

1. 介绍

让两个表的join，能够分布式的在本地完成，而不用跨节点数据传输。加速查询

2. 原理

假设有这样的一条SQL查询：select * from tb1 join tb2 on tb1.key1 = tb2.key1 and tb1.key2 = tb2.key2。为了能够实现分布式的本地join，则两表相同的key1和key2必须位于同一个BE节点，两表不同的key1和key2可以位于不同的BE节点

因为Doris的Partition只是一个逻辑上的分区，真正影响数据分布在哪一个BE节点的是由Bucket决定的。所以需要两表分桶列的类型和分桶列的数量相同，同时分桶个数也要相同，这样做hash之后，两表相同分桶列的数据会在同一个BE节点。即tb1.key1和tb2.key1类型相同，tb1.key2和tb2.key2类型相同

为了保证在同一个BE上拥有这两个表的副本，还需要两个表的副本数相同

在创建tb1和tb2的同时，还需要将两个表通过colocate_with属性划分到一个组Colocation Group(CG)，方便管理，CG的Colocation Group Schema(CGS)会记录分桶列类型、分桶数、副本数等元数据信息

3. CG的创建和删除、表添加到CG的规则

CG的创建和删除 CG不存在会自动创建。当一个表drop后，超过回收站的停留时间(默认一天)，就会被彻底删除。当CG中的最好一个表被彻底删除，CG也会被自动删除

表添加到CG的规则 如果将一个表添加到一个已经存在的CG，会先判断新添加的表是否符合CGS的要求，不符合则不能添加。一个表只能属于一个CG，添加到新的CG，会从原先的CG移除

4. 使用

创建两张表

mysql> create table click(
    -> user_id bigint,
    -> click_date date,
    -> city varchar(32),
    -> url varchar(512)
    -> ) partition by range(click_date) (
    -> partition p1 values less than ('2022-01-01'),
    -> partition p2 values less than ('2023-01-01')
    -> ) distributed by hash(user_id, city) buckets 8
    -> properties (
    -> 'replication_num' = '3',
    -> 'colocate_with' = 'group1'
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.12 sec)

mysql>
mysql> create table user_live(
    -> user_id bigint,
    -> city varchar(32),
    -> name varchar(32)
    -> ) unique key(user_id, city)
    -> distributed by hash(user_id, city) buckets 8
    -> properties(
    -> 'replication_num' = '3',
    -> 'colocate_with' = 'group1'
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.08 sec)

mysql>

group的名字需要一个database中唯一

查看查询语句的执行计划

mysql> explain select * from click a join user_live b on a.user_id = b.user_id and a.city = b.city;
+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Explain String                                                                                                       |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
......省略部分......
|   2:VHASH JOIN                                                                                                       |
|   |  join op: INNER JOIN(COLOCATE[])[]                                                                               |
|   |  equal join conjunct: `a`.`user_id` = `b`.`user_id`                                                              |
|   |  equal join conjunct: `a`.`city` = `b`.`city`                                                                    |
|   |  runtime filters: RF000[in_or_bloom]  show proc '/colocation_group';
+-------------+--------------+---------------------+------------+-------------------------+-------------------------+----------+----------+
| GroupId     | GroupName    | TableIds            | BucketsNum | ReplicaAllocation       | DistCols                | IsStable | ErrorMsg |
+-------------+--------------+---------------------+------------+-------------------------+-------------------------+----------+----------+
| 12002.17009 | 12002_group1 | 17007, 17076, 17146 | 8          | tag.location.default: 3 | bigint(20), varchar(32) | true     |          |
+-------------+--------------+---------------------+------------+-------------------------+-------------------------+----------+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

说明：

• GroupId： 一个Group的全集群唯一标识，前半部分为db id，后半部分为group id
• GroupName： Group的全名
• TabletIds： 该Group包含的Table的id列表
• DistCols： 即分桶列类型
• IsStable： 该Group是否稳定。当IsStable为false时，表示当前Group内有部分表的tablet正在做修复或迁移，此时相关表的Colocation Join将退化为其它Join

查看CG的数据分布情况

mysql> show proc '/colocation_group/12002.17009';
+-------------+--------------------------+
| BucketIndex | {"location" : "default"} |
+-------------+--------------------------+
| 0           | 10002, 11001, 11002      |
| 1           | 10002, 11001, 11002      |
| 2           | 10002, 11001, 11002      |
| 3           | 11002, 11001, 10002      |
| 4           | 11002, 10002, 11001      |
| 5           | 11002, 10002, 11001      |
| 6           | 11001, 11002, 10002      |
| 7           | 11002, 11001, 10002      |
+-------------+--------------------------+
8 rows in set (0.01 sec)

mysql> 

6. 修改和删除表的colocate_with属性

修改表的colocate_with属性。这样再join就不能使用colocate join了

mysql> alter table user_live set ('colocate_with' = 'group2');
Query OK, 0 rows affected (0.08 sec)

mysql> 

删除表的colocate_with属性

mysql> alter table user_live set ('colocate_with' = '');
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql>