窗口函数(Window Function)是 SQL2003 标准中定义的一项新特性,并在 SQL2011、SQL2016 中又加以完善,添加了若干处拓展。窗口函数不同于我们熟悉的普通函数和聚合函数,它为每行数据进行一次计算:输入多行(一个窗口)、返回一个值。在报表等分析型查询中,窗口函数能优雅地表达某些需求,发挥不可替代的作用。

本文首先介绍窗口函数的定义及基本语法,之后将介绍在 DBMS 和大数据系统中是如何实现高效计算窗口函数的,包括窗口函数的优化、执行以及并行执行。

阅读全文 »

子查询(Subquery)的优化一直以来都是 SQL 查询优化中的难点之一。关联子查询的基本执行方式类似于 Nested-Loop,但是这种执行方式的效率常常低到难以忍受。当数据量稍大时,必须在优化器中对其进行去关联化(Decoorelation 或 Unnesting),将其改写为类似于 Semi-Join 这样的更高效的算子。

前人已经总结出一套完整的方法论,理论上能对任意一个查询进行去关联化。本文结合 SQL Server 以及 HyPer 的几篇经典论文,由浅入深地讲解一下这套去关联化的理论体系。它们二者所用的方法大同小异,基本思想是想通的。

阅读全文 »

代码生成(Code Generation)技术广泛应用于现代的数据系统中。代码生成是将用户输入的表达式、查询、存储过程等现场编译成二进制代码再执行,相比解释执行的方式,运行效率要高得多。

上一篇文章 代码生成技术(一)表达式编译 中提到,虽然表面上都叫“代码生成”,但是实际可以分出几种粒度的实现方式,比如表达式的代码生成、查询的代码生成、存储过程的代码生成等。今天我们要讲的是查询级别的代码生成,有时也称作算子间(intra-operator)级别,这也是主流数据系统所用的编译执行方式。

阅读全文 »

Weld 是一个用于数据计算分析的高性能 Runtime(High-performance runtime for data analytics applications),使用 Rust 编写,可以很容易地集成到各种大数据计算框架中,比如 Spark SQL、NumPy & Pandas、TensorFlow 等,带来大幅的性能提升。

除了 Weld 本身的贡献,论文中提到的各种用于执行阶段的优化技术也很有意思,其中的大部分都借鉴自关系型数据库或编译器。本文除了介绍 Weld 之外,也是想对这些技术做个梳理。

本文主要内容来自于 Weld 发表在 VLDB'18 的论文

阅读全文 »

上篇文章中提到,Java 里把 Promise 叫作 CompletableFuture,相比那个只能用于线程同步的 Future,它新增了很多方法用于串联异步事件,比如常用的 thenApplythenComposethenAccept 等。

如果不引入任何第三方库,CompletableFuture 仍是目前 Java 上最好的异步编程方式。之前一直觉得这个东西难用,直到我想明白一件事,证明了 CompletableFuture 虽然麻烦了点但是能做任何事情,然后用它的时候心里就没那么膈应了。

本文会以一个例子来讲解:如何把任意函数转换成异步调用风格。其实不一定要用 CompletableFuture,任何语言和框架都是适用的。

阅读全文 »

近期尝试在搬砖专用语言 Java 上实现异步,起因和过程就不再详述了,总而言之,心中一万头草泥马奔过。但这个过程也没有白白浪费,趁机回顾了一下各种异步编程的实现。

这篇文章会涉及到回调、Promise、反应式、async/await、用户态线程等异步编程的实现方案。如果你熟悉它们中的一两种,那应该也能很快理解其他几个。

阅读全文 »

代码生成(Code Generation)技术广泛应用于现代的数据系统中。代码生成是将用户输入的表达式、查询、存储过程等现场编译成二进制代码再执行,相比解释执行的方式,运行效率要高得多。尤其是对于计算密集型查询、或频繁重复使用的计算过程,运用代码生成技术能达到数十倍的性能提升。

阅读全文 »

Apache Calcite 中的 VolcanoPlanner 是对 Volcano/Cascades 优化器的实现。我们知道,Volcano 优化器是在搜索空间中用动态规划(DP)的方式寻找最优解,即使在用了 DP 的情况下,我们也不大可能把搜索空间遍历完。Volcano 的解决方案是定义一个优先队列,优先采用看起来更有希望的 Rule。

于是问题来了,怎样定义一个 Rule 的优先级?论文中并没有给出答案。Calcite 代码中为此定义了 Importance 的概念。然而相关的资料非常少,本文总结一下我自己的猜测和理解,如果你有不同的观点,欢迎留言讨论。

阅读全文 »

F1 是起源于 Google AdWords 的分布式 SQL 查询引擎,跟底下的 Spanner 分布式存储搭配,开启了分布式关系数据库——所谓 NewSQL 的时代。我们今天说的是 F1 团队在 VLDB2018 上发的文章 F1 Query: Declarative Querying at Scale,它和之前我们说的 F1 几乎是两个东西。

F1 Query 是一个分布式的 SQL 执行引擎,现在大数据领域流行的 Presto、Spark SQL、Hive 等等,都可以算在这个范畴里。类似地,F1 Query 也支持对各种不同数据源的查询,既可以是传统的关系表、也可以是 Parquet 这样的半结构化数据。

阅读全文 »

Apache Spark 是当今最流行的开源大数据处理框架。和人们耳熟能详的 MapReduce 一样,Spark 用于进行分布式、大规模的数据处理,但 Spark 作为 MapReduce 的接任者,提供了更高级的编程接口、更高的性能。除此之外,Spark 不仅能进行常规的批处理计算,还提供了流式计算支持。

Apache Spark 诞生于大名鼎鼎的 AMPLab(这里还诞生过 Mesos 和 Alluxio),从创立之初就带有浓厚的学术气质,其设计目标是为各种大数据处理需求提供一个统一的技术栈。如今 Spark 背后的商业公司 Databricks 创始人也是来自 AMPLab 的博士毕业生。

阅读全文 »
0%