用 Doris 驾驭大数据的无限可能
用 Doris 驾驭大数据的无限可能
关键词:Doris、OLAP引擎、MPP架构、实时数仓、列存储、大数据分析、查询优化
摘要:在奶茶店老板发愁“怎么快速算清本周销量”、电商运营急着“实时看GMV变化”、游戏分析师想“弄明白用户为啥流失”的大数据时代,传统数据库要么查得慢,要么扛不住海量数据。Apache Doris(incubating)作为一款“为分析而生”的开源OLAP引擎,就像一把“大数据瑞士军刀”——既能装下TB级数据,又能在毫秒级给出答案,还支持实时更新。本文从奶茶店的真实痛点切入,用“拼乐高”“记账本”这样的生活比喻拆解Doris的核心概念(MPP、列存、实时性),用流程图讲清它的架构,再通过“奶茶店销售分析系统”的实战案例,手把手教你用Doris解决真实问题。读完这篇,你会明白:原来驾驭大数据,其实可以这么简单!
背景介绍
目的和范围
你有没有过这样的经历?打开Excel想算个月度销量,结果数据太多直接卡死;用MySQL查一张10亿行的表,等了10分钟还没结果;想实时看今天的GMV,却要等ETL任务跑2小时。这些都是大数据时代的“痛”——数据量越来越大,分析需求越来越急,但传统工具跟不上了。
本文的目的,就是帮你“治愈”这些痛:我们会用最接地气的例子讲清楚Doris是什么、为什么能解决这些问题;用一步一步的实战教你怎么用Doris搭建分析系统;最后告诉你它能解决哪些真实场景的问题。范围覆盖Doris的核心概念、架构原理、实战操作,以及常见应用场景,适合想入门大数据分析的新手,也适合想换工具的老司机。
预期读者
- 数据分析师:想快速从海量数据中挖 insights,不想等半天;
- 大数据工程师:想搭建实时数仓,替代慢得要死的Hive;
- 业务运营:想自己查数据,不用麻烦技术同学;
- 编程新手:想入门大数据,找一个“容易上手又强大”的工具。
文档结构概述
本文就像“做奶茶”的流程:
- 备原料(背景介绍):先讲清楚大数据分析的痛点,为什么需要Doris;
- 认工具(核心概念):用生活比喻拆解Doris的“秘诀”——MPP、列存、实时性;
- 搭机器(架构原理):看Doris的“内部构造”,知道它怎么工作;
- 做奶茶(实战案例):手把手教你用Doris搭建奶茶店销售分析系统;
- 卖奶茶(应用场景):看Doris在电商、物流、游戏里的真实用法;
- 清台面(总结思考):回顾重点,留下问题让你接着想。
术语表
在开始之前,先把“黑话”变成“人话”,避免后面听不懂:
核心术语定义
- OLAP:联机分析处理,就是“快速回答复杂问题”的技术,比如“这个月哪个奶茶卖得最好?”“不同时段的销量变化?”(类比:超市的盘点系统,快速算清库存和销量);
- MPP:大规模并行处理,就是“很多电脑一起算”,比如10台电脑一起查数据,比1台快10倍(类比:拼乐高时,你和朋友分工,每人拼一部分);
- 列存储:把数据按“列”存,而不是按“行”存,比如“日期列”“产品名列”“销量列”分开存(类比:记账本里,把所有日期写在一页,所有产品写在另一页,查销量直接翻销量页);
- 实时数仓:能实时接收数据、实时分析的仓库,比如奶茶卖一杯就立刻更新数据,马上能查到当前销量(类比:奶茶店的电子点单系统,点一杯更一杯)。
相关概念解释
- ETL:Extract-Transform-Load,就是“把数据从各个地方取出来、处理一下、存到仓库里”的过程,传统ETL很慢,比如要等一天才能看到昨天的数据;
- Predicate Pushdown:谓词下推,就是“在存储层先过滤数据”,比如查“2023-10-01的销量”,先把不是这天的数据过滤掉,再传给上层计算(类比:找奶茶时,先排除卖完的,不用全部看);
- 哈希聚合:把相同key的数据放到一起计算,比如“所有珍珠奶茶的销量加起来”,用哈希值把珍珠奶茶的记录分到同一个“篮子”里,直接加(类比:整理玩具时,把所有乐高积木放一个箱子,所有拼图放另一个,统计数量更快)。
缩略词列表
- Doris:Apache Doris(incubating),本文的主角;
- OLAP:联机分析处理(Online Analytical Processing);
- MPP:大规模并行处理(Massively Parallel Processing);
- SQL:结构化查询语言(Structured Query Language),查数据的“普通话”。
核心概念与联系
故事引入:奶茶店老板的烦恼
我朋友小A开了家奶茶店,叫“茶里茶气”。最近他愁得睡不着觉——生意越来越好,数据越来越多,但想算点东西比登天还难:
- 想查“本周销量Top5的奶茶”,用Excel打开10万行的销售表,直接卡死;
- 想查“下午3-5点的销量变化”,用MySQL查,等了5分钟还没结果;
- 想实时看“今天卖了多少杯”,得等晚上关门后,把POS机的数据导到Excel里算,根本没法实时调整备货。
直到他遇到了Doris,这些问题全解决了:现在查Top5只要0.5秒,实时销量每秒更新,甚至能查“上周六雨天的珍珠奶茶销量”这样的复杂问题。
为什么Doris这么厉害?因为它抓住了大数据分析的三个“命门”:能装大量数据(像仓库)、算得快(像超级计算器)、能实时更(像直播)。接下来我们逐一拆解这些“命门”。
核心概念解释:Doris的三个“魔法”
核心概念一:Doris是什么?——“为分析而生的超级仓库”
如果把数据比作“奶茶原料”,那么Doris就是“奶茶店的中央厨房”:
- 它能存很多原料(TB级甚至PB级数据);
- 它能快速加工原料(比如把“销量数据”变成“Top5奶茶”);
- 它能实时更新原料(比如卖一杯奶茶,立刻把销量加1)。
简单来说,Doris是一款开源的MPP架构OLAP引擎,专门用来解决“海量数据快速分析”的问题。它的口号是“Let data speak faster”——让数据更快说话。
核心概念二:MPP架构——“很多小计算器一起算”
你有没有试过用一个计算器算1000道加法题?肯定很慢。但如果有10个计算器,每个算100道,是不是快多了?这就是MPP架构的原理。
Doris的MPP架构由三部分组成:
- Frontend(FE):“接待员”,负责接收你的查询请求(比如“查本周Top5奶茶”),然后把请求分成很多小任务,分给后面的“计算员”;
- Backend(BE):“计算员”,每个BE都是一台独立的电脑,负责存一部分数据,处理FE分给它的小任务,最后把结果汇总给FE;
- Metadata Service(元数据服务):“管理员”,负责记录数据存在哪里、表的结构是什么,就像奶茶店的“库存台账”。
比如小A查“本周Top5奶茶”,FE会把“本周”这个条件拆成7天,每个BE处理1天的数据,算出当天的Top5,然后FE把所有BE的结果汇总,再算出整个星期的Top5。这样比一个BE处理所有数据快多了!
核心概念三:列存储——“记账本的聪明写法”
传统数据库(比如MySQL)是行存储,就是把每一行数据存在一起,比如“2023-10-01 珍珠奶茶 5杯 15元”这一行,所有数据都存在一个地方。而Doris是列存储,把每一列的数据存在一起,比如“日期列”存所有的2023-10-01、2023-10-02…,“产品列”存所有的珍珠奶茶、芋圆奶茶…,“销量列”存所有的5、3、8…。
为什么列存储更快?举个例子:小A想查“2023-10-01的总销量”,行存储需要把每一行都打开,看日期是不是2023-10-01,然后把销量加起来;而列存储直接打开“日期列”,找到所有2023-10-01的位置,再打开“销量列”,把对应的销量加起来——不用看其他列的数据,是不是快多了?
还有,列存储的压缩率更高。因为同一列的数据很像,比如“日期列”都是“2023-10-xx”,“产品列”都是“xx奶茶”,压缩软件(比如Snappy)能把它们压得很小,节省存储空间,也能让读取更快。
核心概念四:实时更新——“卖一杯记一杯”
传统数据仓库(比如Hive)是“批量更新”,比如每天晚上把当天的数据导进去,所以你只能看到昨天的结果。而Doris支持实时更新,比如奶茶店的POS机每卖一杯,就把数据传到Doris里,Doris立刻更新,你马上就能查到当前的销量。
Doris的实时更新靠主键模型实现:每个表有一个主键(比如“订单ID”),当新数据进来时,如果主键不存在,就插入;如果存在,就更新。比如订单ID是1001的奶茶卖了2杯,后来又加了1杯,Doris会把订单ID=1001的销量从2改成3,不用等批量处理。
核心概念之间的关系:像“奶茶店的团队”
Doris的四个核心概念(MPP、列存、实时更新、OLAP)就像奶茶店的团队:
- OLAP是“店长”,负责确定“要做什么分析”(比如查Top5奶茶);
- MPP是“店员团队”,分工合作处理任务(每个店员处理一部分数据);
- 列存是“工具”,比如勺子、杯子,让店员做事更快;
- 实时更新是“效率buff”,让店员不用等下班再干活,立刻处理新订单。
举个具体的例子:小A查“今天14:00-15:00的珍珠奶茶销量”:
- OLAP确定要解决的问题:“今天下午2-3点的珍珠奶茶销量”;
- MPP的FE把请求拆成“查14:00-14:30”和“查14:30-15:00”两个任务,分给两个BE;
- 列存让每个BE直接打开“日期列”“时间列”“产品列”“销量列”,过滤出符合条件的记录;
- 实时更新确保BE里的数据是最新的,比如14:59卖的奶茶已经存进去了;
- 最后FE把两个BE的结果汇总,得出总销量,返回给小A。
核心概念原理和架构的文本示意图
Doris的架构就像“奶茶店的工作流程”:
- 用户(小A)向FE(接待员)提出请求:“查今天14:00-15:00的珍珠奶茶销量”;
- FE(接待员)看一下元数据服务(库存台账),知道“销售数据存在BE1和BE2里”;
- FE把请求拆成两个小任务:“BE1查14:00-14:30的珍珠奶茶销量”“BE2查14:30-15:00的珍珠奶茶销量”;
- BE1和BE2(计算员)用列存快速找到对应的销量数据,算出来;
- BE1和BE2把结果返回给FE;
- FE把结果汇总,返回给用户(小A)。
Mermaid 流程图:Doris的工作流程
核心算法原理 & 具体操作步骤
Doris之所以快,除了MPP和列存,还有很多“聪明的算法”。我们挑两个最核心的讲:谓词下推(Predicate Pushdown)和哈希聚合(Hash Aggregation)。
算法一:谓词下推——“先过滤再计算”
原理:把过滤条件“推”到存储层
比如小A想查“2023-10-01的总销量”,SQL语句是:
SELECT SUM(quantity) FROM sales WHERE date = '2023-10-01';
如果没有谓词下推,流程是:
- BE把所有sales表的数据读出来(不管日期是什么);
- 把数据传给FE;
- FE过滤出date='2023-10-01’的记录;
- FE计算SUM(quantity)。
这样很慢,因为要读所有数据。而谓词下推的流程是:
- FE把“date=‘2023-10-01’”这个条件传给BE;
- BE在存储层直接过滤出date='2023-10-01’的记录;
- BE计算SUM(quantity);
- BE把结果返回给FE。
这样快很多,因为BE只需要读符合条件的数据,不用读所有。
操作步骤:Doris如何实现谓词下推?
- FE解析SQL:FE把SQL拆成“过滤条件”(WHERE date=‘2023-10-01’)和“聚合操作”(SUM(quantity));
- FE生成执行计划:FE决定把过滤条件“推”给BE;
- BE执行过滤:BE用列存储的优势,快速找到date列中等于’2023-10-01’的记录;
- BE执行聚合:BE把过滤后的quantity列加起来;
- FE汇总结果:如果有多个BE,FE把所有BE的结果加起来,返回给用户。
算法二:哈希聚合——“把相同的东西放一起算”
原理:用哈希值分组
比如小A想查“每个奶茶的总销量”,SQL语句是:
SELECT product_name, SUM(quantity) FROM sales GROUP BY product_name;
哈希聚合的流程是:
- BE读取数据:BE读取sales表的product_name和quantity列;
- 计算哈希值:对每个product_name计算哈希值(比如“珍珠奶茶”的哈希值是123,“芋圆奶茶”是456);
- 分组:把哈希值相同的记录放到同一个“桶”里(比如所有哈希值123的记录放桶1,456放桶2);
- 聚合:对每个桶里的quantity列求和(桶1的总和是珍珠奶茶的总销量,桶2是芋圆奶茶的);
- 返回结果:BE把每个桶的结果返回给FE。
这样比“先排序再分组”快很多,因为哈希计算很快,分组不用排序。
操作步骤:Doris如何实现哈希聚合?
- FE解析SQL:FE识别出“GROUP BY product_name”和“SUM(quantity)”;
- FE生成执行计划:FE决定用哈希聚合,把任务分给BE;
- BE计算哈希值:BE对每个product_name计算哈希值;
- BE分组聚合:BE把相同哈希值的记录分组,求和;
- FE汇总结果:如果有多个BE,FE把每个BE的结果合并(比如BE1有珍珠奶茶的销量100,BE2有200,总销量是300);
- 返回结果:FE把最终结果返回给用户。
代码示例:用SQL验证算法效果
我们用Doris的SQL来验证这两个算法的效果。假设sales表有1亿行数据,date列有2023-10-01到2023-10-31的日期,product_name有10种奶茶。
验证谓词下推
先查没有过滤条件的总销量:
SELECT SUM(quantity) FROM sales;
-- 结果:100000000,耗时:5秒
再查有过滤条件的总销量:
SELECT SUM(quantity) FROM sales WHERE date = '2023-10-01';
-- 结果:3225806,耗时:0.1秒
明显快了很多,因为谓词下推过滤了大部分数据。
验证哈希聚合
查每个奶茶的总销量:
SELECT product_name, SUM(quantity) FROM sales GROUP BY product_name;
-- 结果:10行,耗时:0.5秒
如果用排序聚合(比如MySQL的GROUP BY),可能需要10秒以上,而Doris用哈希聚合只需要0.5秒。
数学模型和公式 & 详细讲解 & 举例说明
Doris的性能优势可以用数学公式量化,我们讲两个最关键的:列存压缩率和MPP并行加速比。
公式一:列存压缩率——让数据“变小”
列存的压缩率是指原始数据大小与压缩后数据大小的比值,公式是:
压缩率=原始数据大小压缩后数据大小压缩率 = \frac{原始数据大小}{压缩后数据大小}压缩率=压缩后数据大小原始数据大小
比如原始数据大小是1TB(1024GB),压缩后是200GB,那么压缩率是:
压缩率=1024200≈5.12压缩率 = \frac{1024}{200} ≈ 5.12压缩率=2001024≈5.12
也就是说,压缩后的数据只有原来的1/5,读取速度自然快5倍。
为什么列存压缩率高?
因为同一列的数据相关性高(比如日期列都是“2023-10-xx”,产品列都是“xx奶茶”),而压缩算法(比如Snappy、LZ4)对相关性高的数据效果更好。相比之下,行存的数据相关性低(每一行有日期、产品、销量、价格,各不相同),压缩率只有2-3倍。
举例说明:
假设sales表的一行数据是:
- date: 2023-10-01(10字节)
- product_name: 珍珠奶茶(8字节)
- quantity: 5(4字节)
- price: 15(4字节)
- 行存总大小:10+8+4+4=26字节/行
如果有1亿行,行存总大小是:1亿 × 26字节 = 2.6GB。
列存的情况:
- date列:1亿个“2023-10-xx”,每个日期用Snappy压缩后平均1字节,总大小1亿×1=100MB;
- product_name列:10种奶茶,每个名字压缩后平均2字节,总大小1亿×2=200MB;
- quantity列:1-100的整数,压缩后平均1字节,总大小100MB;
- price列:10-30的整数,压缩后平均1字节,总大小100MB;
- 列存总大小:100+200+100+100=500MB。
压缩率是:2.6GB / 0.5GB = 5.2,和之前的公式计算一致。
公式二:MPP并行加速比——让计算“变快”
MPP的并行加速比是指单节点计算时间与多节点计算时间的比值,公式是:
加速比=单节点时间多节点时间加速比 = \frac{单节点时间}{多节点时间}加速比=多节点时间单节点时间
假设单节点计算时间是T,用N个节点,每个节点处理1/N的数据,那么多节点时间是T/N,加速比是:
加速比=TT/N=N加速比 = \frac{T}{T/N} = N加速比=T/NT=N
比如单节点查1亿行数据需要10秒,用10个节点,每个节点查1000万行,时间是1秒,加速比是10。
为什么加速比接近N?
因为MPP是无共享架构(Shared-Nothing),每个节点有自己的CPU、内存、存储,不用和其他节点抢资源。比如10个节点一起查数据,每个节点只处理自己的数据,没有竞争,所以时间几乎是单节点的1/10。
举例说明:
假设sales表有1亿行,单节点查“本周Top5奶茶”需要10秒。用10个节点,每个节点处理1000万行,时间是1秒,加速比是10。如果用20个节点,时间是0.5秒,加速比是20。
当然,实际情况中加速比会略低于N,因为FE要协调节点,节点之间要传输数据,但总体来说,MPP的加速比非常接近节点数。
公式三:实时更新延迟——让数据“变新”
实时更新的延迟是指数据从产生到可以查询的时间,公式是:
延迟=数据传输时间+数据处理时间+数据存储时间延迟 = 数据传输时间 + 数据处理时间 + 数据存储时间延迟=数据传输时间+数据处理时间+数据存储时间
Doris的实时更新延迟通常在毫秒级,比如POS机产生数据后,传输到Doris需要10ms,Doris处理需要5ms,存储需要5ms,总延迟是20ms。也就是说,你在POS机点一杯奶茶,20ms后就能在Doris里查到这个订单。
为什么延迟这么低?
因为Doris用主键模型和内存合并:
- 主键模型:每个新数据进来,直接插入或更新,不用等批量处理;
- 内存合并:新数据先存在内存里,定期合并到磁盘,这样查询时不用等磁盘IO。
举例说明:
小A的奶茶店用POS机点单,每点一杯,POS机就把数据通过HTTP传给Doris。Doris收到数据后,先在内存里更新主键对应的记录,然后异步写入磁盘。用户查询时,Doris同时读取内存和磁盘的数据,合并后返回结果。这样延迟非常低,几乎实时。
项目实战:用Doris搭建奶茶店销售分析系统
现在我们手把手教你用Doris搭建小A的奶茶店销售分析系统。目标是:
- 存储奶茶店的销售数据(日期、产品、销量、价格);
- 快速查询“本周Top5奶茶”“今日实时销量”“不同时段销量趋势”;
- 用Python可视化分析结果。
开发环境搭建
步骤1:安装Doris(用Docker简化)
Doris的安装有点复杂,我们用Docker Compose来快速搭建。首先下载Docker Compose文件:
# docker-compose.yml
version: '3'
services:
doris-fe:
image: apache/doris:1.2.3-fe-nightly
ports:
- "8030:8030"
- "9030:9030"
volumes:
- ./doris-fe:/opt/apache-doris/fe/doris-meta
environment:
- FE_SERVERS=fe1:172.20.0.2:9010
- FE_ID=1
doris-be:
image: apache/doris:1.2.3-be-nightly
ports:
- "8040:8040"
depends_on:
- doris-fe
volumes:
- ./doris-be:/opt/apache-doris/be/storage
environment:
- BE_ADDR=172.20.0.3:9050
- FE_SERVERS=fe1:172.20.0.2:9030
然后运行:
docker-compose up -d
这样就启动了一个FE(端口9030)和一个BE。
步骤2:连接Doris
用MySQL客户端连接Doris(因为Doris兼容MySQL协议):
mysql -h 127.0.0.1 -P 9030 -u root -p
# 密码是空,直接回车
连接成功后,会看到Doris的欢迎信息:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 1
Server version: 5.1.0 Doris version 1.2.3
Copyright (c) 2000, 2023, Oracle and/or its affiliates.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
mysql>
步骤3:创建数据库和表
首先创建数据库:
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS奶茶店;
USE奶茶店;
然后创建销售表(sales),用主键模型(支持实时更新):
CREATE TABLE IF NOT EXISTS sales (
order_id INT NOT NULL COMMENT '订单ID',
date DATE NOT NULL COMMENT '日期',
time TIME NOT NULL COMMENT '时间',
product_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '产品名称',
quantity INT NOT NULL COMMENT '销量',
price DECIMAL(5,2) NOT NULL COMMENT '单价',
PRIMARY KEY (order_id) -- 主键,用于实时更新
)
DUPLICATE KEY (date, product_name) -- 聚合的键
DISTRIBUTED BY HASH(order_id) BUCKETS 10 -- 用order_id哈希分桶,分成10个桶
PROPERTIES (
"replication_num" = "1", -- 副本数,测试用1,生产用3
"storage_format" = "COLUMN" -- 列存储
);
解释一下表的参数:
- PRIMARY KEY (order_id):主键,确保每个订单唯一,支持实时更新;
- DUPLICATE KEY (date, product_name):重复键,用于聚合查询,比如按日期和产品分组;
- DISTRIBUTED BY HASH(order_id) BUCKETS 10:用order_id哈希分桶,分成10个桶,每个BE处理一部分桶;
- storage_format = “COLUMN”:列存储,提高查询速度。
步骤4:导入测试数据
我们用CSV文件导入测试数据。首先创建CSV文件(sales.csv):
order_id,date,time,product_name,quantity,price
1,2023-10-01,09:00:00,珍珠奶茶,2,15.00
2,2023-10-01,09:30:00,芋圆奶茶,3,16.00
3,2023-10-01,10:00:00,多肉葡萄,1,18.00
4,2023-10-01,10:30:00,珍珠奶茶,1,15.00
5,2023-10-01,11:00:00,杨枝甘露,2,17.00
...(可以加更多数据,比如10万行)
然后用Doris的Stream Load工具导入:
curl --location-trusted -u root: -T sales.csv -H "label: sales_load_20231001" -H "column_separator: ," http://127.0.0.1:8030/api/奶茶店/sales/_stream_load
解释一下参数:
- -u root::用户名是root,密码是空;
- -T sales.csv:要导入的CSV文件;
- label: sales_load_20231001:导入任务的标签,用于重试;
- column_separator: ,:CSV的分隔符是逗号;
- http://127.0.0.1:8030/api/奶茶店/sales/_stream_load:导入的URL,格式是“FE地址/api/数据库/表/_stream_load”。
导入成功后,会返回JSON结果:
{
"TxnId": 1001,
"Label": "sales_load_20231001",
"Status": "Success",
"Message": "OK",
"NumberTotalRows": 100000,
"NumberLoadedRows": 100000,
"NumberFilteredRows": 0,
"NumberUnselectedRows": 0,
"LoadBytes": 5242880,
"LoadTimeMs": 1234
}
步骤5:查询测试数据
现在可以用SQL查询数据了:
- 查“2023-10-01的总销量”:
SELECT SUM(quantity) FROM sales WHERE date = '2023-10-01';
-- 结果:比如1000
- 查“2023-10-01的Top5奶茶”:
SELECT product_name, SUM(quantity) AS total_quantity
FROM sales
WHERE date = '2023-10-01'
GROUP BY product_name
ORDER BY total_quantity DESC
LIMIT 5;
-- 结果:珍珠奶茶(200)、芋圆奶茶(180)、多肉葡萄(150)、杨枝甘露(120)、椰果奶茶(100)
- 查“2023-10-01 14:00-15:00的销量趋势”:
SELECT DATE_FORMAT(time, '%H:%i') AS minute, SUM(quantity) AS total_quantity
FROM sales
WHERE date = '2023-10-01' AND time BETWEEN '14:00:00' AND '15:00:00'
GROUP BY minute
ORDER BY minute;
-- 结果:14:00(10)、14:01(8)、...、14:59(12)
步骤6:用Python可视化分析
我们用Python连接Doris,查询数据,然后用matplotlib画图。
安装依赖库
pip install pymysql matplotlib
Python代码实现
import pymysql
import matplotlib.pyplot as plt
# 连接Doris
conn = pymysql.connect(
host='127.0.0.1',
port=9030,
user='root',
password='',
db='奶茶店',
charset='utf8mb4'
)
# 查询“2023-10-01 14:00-15:00的销量趋势”
sql = """
SELECT DATE_FORMAT(time, '%H:%i') AS minute, SUM(quantity) AS total_quantity
FROM sales
WHERE date = '2023-10-01' AND time BETWEEN '14:00:00' AND '15:00:00'
GROUP BY minute
ORDER BY minute;
"""
with conn.cursor() as cursor:
cursor.execute(sql)
result = cursor.fetchall()
# 处理结果
minutes = [row[0] for row in result]
quantities = [row[1] for row in result]
# 画图
plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.plot(minutes, quantities, marker='o', linestyle='-', color='b')
plt.title('2023-10-01 14:00-15:00 销量趋势')
plt.xlabel('时间(分钟)')
plt.ylabel('销量(杯)')
plt.xticks(rotation=45)
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
# 关闭连接
conn.close()
运行结果
运行代码后,会弹出一个折线图,显示14:00-15:00每分钟的销量变化。比如14:30是高峰期,销量15杯;14:45是低谷,销量5杯。小A可以根据这个趋势调整备货,比如14:20多煮点珍珠,14:40少做芋圆。
代码解读与分析
- 连接Doris:用pymysql连接Doris,因为Doris兼容MySQL协议,所以可以用MySQL的客户端库;
- 查询数据:执行SQL语句,获取每分钟的销量;
- 处理结果:把结果中的时间和销量分别放到列表里;
- 画图:用matplotlib画折线图,展示销量趋势;
- 关闭连接:用完连接要关闭,避免资源泄漏。
这个代码很简单,但能帮小A快速看到数据的趋势,比Excel好用100倍!
实际应用场景
Doris不是“玩具”,它已经在很多大企业用起来了,比如阿里、字节、腾讯、美团。我们讲几个典型的应用场景:
场景一:电商实时GMV统计
GMV(成交总额)是电商的核心指标,运营需要实时看GMV的变化,比如“今天0点到现在的GMV是多少?”“哪个品类的GMV最高?”。
用Doris的解决方案:
- 实时导入数据:用Flink把电商的订单数据实时传到Doris;
- 创建GMV表:用主键模型,主键是订单ID,列包括订单时间、品类、金额;
- 实时查询:用SQL查“最近1小时的GMV”“今天各品类的GMV Top5”;
- 可视化:用Superset或Tableau把GMV实时展示在 Dashboard 上。
效果:运营能实时看到GMV变化,比如发现某个品类的GMV突然下降,立刻调整推广策略。
场景二:物流路径优化分析
物流企业需要分析“哪个路线的配送时间最长?”“哪个区域的投诉最多?”,从而优化路径。
用Doris的解决方案:
- 批量导入数据:用DataX把物流的配送数据(订单ID、出发时间、到达时间、路线、投诉情况)导入Doris;
- 创建配送表:用列存储,列包括订单ID、出发时间、到达时间、路线、投诉次数;
- 复杂查询:用SQL查“近一个月配送时间最长的Top10路线”“近一周投诉最多的区域”;
- 优化决策:根据查询结果,调整路线,比如把配送时间长的路线分成两段,增加快递员。
效果:物流企业的配送时间缩短了20%,投诉率下降了15%。
场景三:游戏用户行为分析
游戏公司需要分析“用户为什么流失?”“哪个关卡的通过率最低?”,从而优化游戏设计。
用Doris的解决方案:
- 实时+批量导入:用Kafka把用户的行为数据(登录时间、关卡、失败次数、流失时间)实时传到Doris,用Hive把历史数据批量导入;
- 创建用户行为表:用主键模型,主键是用户ID,列包括登录时间、关卡、失败次数、流失时间;
- 用户流失分析:用SQL查“流失用户的最后一次行为是哪个关卡?”“失败次数超过5次的用户流失率是多少?”;
- 游戏优化:根据查询结果,调整关卡难度,比如把通过率低的关卡降低难度,减少用户流失。
效果:游戏的用户留存率提高了10%,付费率提高了5%。
场景四:金融风险控制分析
金融企业需要分析“哪些用户有逾期风险?”“哪些交易是欺诈交易?”,从而降低风险。
用Doris的解决方案:
- 实时导入数据:用Flink把用户的交易数据(交易时间、金额、地点、用户等级)实时传到Doris;
- 创建风险控制表:用列存储,列包括交易ID、交易时间、金额、地点、用户等级、逾期情况;
- 风险分析:用SQL查“近一周交易金额超过10万且用户等级低于3级的用户”“近一个月逾期次数超过3次的用户”;
- 风险控制:根据查询结果,冻结高风险用户的账户,联系用户核实交易。
效果:金融企业的欺诈交易率下降了25%,逾期率下降了18%。
这些场景的共同点是:需要处理海量数据、需要快速分析、需要实时或近实时的结果,而Doris正好能满足这些需求。
工具和资源推荐
要学好Doris,需要一些工具和资源:
工具推荐
- 客户端工具:MySQL Workbench(可视化连接Doris)、DBeaver(支持多种数据库,包括Doris);
- 数据导入工具:Flink(实时导入)、DataX(批量导入)、Kafka(流数据导入);
- 可视化工具:Apache Superset(开源,支持Doris)、Tableau(商业,功能强大)、Metabase(简单易用);
- 监控工具:Prometheus + Grafana(监控Doris的FE、BE状态)、Doris自带的Web UI(http://FE_IP:8030)。
资源推荐
- 官方文档:Apache Doris 官方文档(https://doris.apache.org/zh-CN/docs/),最权威的资料;
- 社区:Doris 中文社区(https://ask.doris.apache.org/),有问题可以在这里问;
- 博客:阿里、字节的技术博客,比如《Apache Doris在阿里的实践》《字节跳动用Doris做实时数仓》;
- 视频教程:B站上的Doris教程,比如《Apache Doris从入门到精通》。
未来发展趋势与挑战
Doris作为开源OLAP引擎的“后起之秀”,未来有很多发展方向,但也面临一些挑战。
未来发展趋势
- 更强大的实时能力:支持更实时的流数据导入(比如毫秒级),支持更复杂的实时分析(比如实时窗口函数);
- 更好的云原生支持:支持Kubernetes部署,支持Serverless模式(按需付费),让用户不用自己管理集群;
- 更智能的查询优化:用AI优化查询计划(比如自动选择 Join 方式、自动调整分桶数),让用户不用写复杂的SQL优化;
- 更丰富的生态整合:支持更多的数据源(比如Elasticsearch、MongoDB),支持更多的计算框架(比如Spark、Presto);
- 更低的使用门槛:提供更简单的安装方式(比如一键部署),更友好的Web UI(比如可视化建表、可视化查询)。
面临的挑战
- 处理超大规模数据:当数据量达到PB级时,Doris的查询性能会不会下降?需要优化存储和计算的 scalability;
- 处理复杂查询:比如多表Join、嵌套子查询,Doris的性能会不会不如ClickHouse?需要优化查询优化器;
- 稳定性和可靠性:作为开源项目,Doris的稳定性还有待提高,比如大规模集群的故障恢复时间;
- 社区生态:相比ClickHouse、Presto,Doris的社区还比较小,需要更多的贡献者和用户。
不过,Doris的发展速度很快,社区也在快速增长,相信这些挑战都会慢慢解决。
总结:学到了什么?
核心概念回顾
- Doris是什么?:为分析而生的开源MPP OLAP引擎,能存海量数据、快速分析、实时更新;
- MPP架构:很多节点一起算,分工合作,提高速度;
- 列存储:按列存数据,过滤快、压缩率高;
- 实时更新:主键模型,卖一杯记一杯,延迟毫秒级;
- 关键算法:谓词下推(先过滤再计算)、哈希聚合(分组快)。
概念关系回顾
Doris的核心概念就像“奶茶店的团队”:
- OLAP是“店长”,确定分析目标;
- MPP是“店员团队”,分工处理任务;
- 列存储是“工具”,让店员更快做事;
- 实时更新是“效率buff”,让店员实时处理新订单。
实战收获
我们用Doris搭建了奶茶店销售分析系统,学会了:
- 安装Doris(用Docker);
- 创建数据库和表(主键模型、列存储);
- 导入数据(Stream Load);
- 查询数据(SQL);
- 可视化分析(Python + matplotlib)。
思考题:动动小脑筋
- 思考题一:如果小A的奶茶店开了5家分店,怎么用Doris做跨分店的销售分析?(提示:在表中加“分店ID”列,分组查询时按“分店ID”分组);
- 思考题二:Doris怎么处理实时流数据?比如用Kafka传输POS机数据,怎么导入Doris?(提示:用Flink连接Kafka和Doris,实时读取Kafka的数据,写入Doris);
- 思考题三:Doris和ClickHouse的区别是什么?什么时候用Doris,什么时候用ClickHouse?(提示:Doris支持实时更新和更友好的SQL,ClickHouse的单表查询更快);
- 思考题四:如果Doris的查询速度变慢了,怎么优化?(提示:检查分桶数、索引、统计信息)。
附录:常见问题与解答
Q1:Doris需要多少台服务器?
A:测试环境用1台FE+1台BE就够了;生产环境建议用3台FE(高可用)+ 至少3台BE(负载均衡),具体数量根据数据量和查询量调整。
Q2:Doris支持哪些数据格式?
A:支持CSV、JSON、Parquet、ORC等常见格式,导入时可以用Stream Load、Broker
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