The History of Big data

从谷歌的三篇论文到Hadoop的诞生,再是各种开源产品依次出现,Hive对MapReduce的易用性改进,三大Hadoop 供应商,谷歌新三篇论文诞生了交互式查询(三大供应商推出)以及各种开源存储格式,Spark的出现和各种流处理系统,Netflix也证明了云的强大,流批一体以及各种分布式调度系统,基于云的数仓产品出现,HDFS替换上云、容器化出现、全托管数仓Modern Data Stack、深度学习对Hadoop的影响,三大供应商被收购,三大开放表格存储的出现,几个元数据管理产品,几个新的调度框架,LakeHouse的出现以及相关类似云产品

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SQL Server Column Store Indexes

SQL Server 11代 Denali,在行存系统上增加了列存和索引结构,这些改动并不是重新来一套,而是基于现有技术的改进,如对行做了分片segment,每个 row segment 再根据 column 进一步细分为 column segment;column segment本身是现有的 blob存储,同时还利用了压缩技术,基于 column segment 又开发出了 segment directory,这个 directory包含了一些元信息如行数量、size、多少数据被编码了、min和max等,这些改动之后,还可以跟现有的lock、log、recovery、patition、mirror、replication完全兼容整合;之后查询引擎部分也会做一些改动来兼容行、列数据,这里使用了多核、bitmap filter、算子间的内存共享、SIMD等进一步优化,根据代价模型评估,选择合适的索引,测试TPC-DS时,前面大部分数据都是批的方式处理的,而且做了并行化,只有最后的聚合、重分区是用 行模式处理的,最后效率大幅度提升

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Advanced Database Systems: History of Databases

数据库的发展历史,从复杂模型:网络模型、层次模型,再到简单的关系模型最后胜出,关系模型不止是简单,而且提出了物理、逻辑解耦、高层级别API;所以从1970年代开始,数据库的基本模型,发展方向是定了;后面出现了各种对关系模型的补充,但是大多数只是重复发明,除了code in database,schema last是比较新颖的发明;在这几十年内,商业数据库一直是主导,IBM、Oracle、微软一直是领导者;直到2000年互联网的出现打破了这个局面,数据库面临大量的访问,需要购买大量商业数据库成本太贵,此时开源产品就是更好的选择;同时也出现了各种对关系模型,他们的扩展性、性能都非常好,但他们不支持SQL、不支持事务,十年之后再看这些数据库多多少少都有一些局限性,于是分布式的NewSQL出现,加上云厂商的对象存储,云上数据库也成为主流;现在数据库有很多细分市场,每个主题内都有好几个玩家,这些数据库在巩固自己领地的同时,又在不断扩展自己的能力;他们开始支持SQL,增加事务,从历史角度看,声明式语言、解耦、简单模型一直是有生命力的

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Column-Stores vs. Row-Stores: How Different Are They Really?

论文中通过行存系统来模拟列存,并将几个可能提升的关键点:延迟物化、块迭代、压缩、invisible-join,挨个拆分,并分析每种可能提升的原因和提升比例‘在行存的系统中使用垂直分区依然达不到列存性能,因为垂直分区后需要冗余存储主键,重建这些tuple 需要hash-join,数量大内存CPU开销也大;全索引如果返回的数据多hash-join压力大可能会更慢,反之可能更快;物化视图最好只需要读取部分数据,bitmap选择率高时效率会变差。对于列存:块迭代可以提升5% - 50%性能(取决于压缩)、invisible-join可以提升50% - 70%、压缩为2倍,如果数据有序可以量级提升、延迟物化提升3倍,如果将这些全部去掉,列存跟行存就差不多了;在列存中使用反规范化大宽表效果不好,增加维度表列冗余数据变多、只有大宽表的维度属性是排序高度压缩的才有效

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Lakehouse A New Generation of Open Platforms that Unify Data Warehousing and Advanced Analytics

第一代的数仓有很好的数据治理,缺点是计算存储耦合,且无法存储半结构数据;第二代的数据湖将计算存储分离,且能存储各种格式,云厂商推出的对象存储本质是差不多,不过扩展和可靠性更高更便宜,但二代需要两套系统,数据要在数仓和对象存储之间做ETL,有很多问题;而LakeHouse则试图解决这些问题,通过在对象存储之上增加元数据管理,实现事务功能,数据质量、ACID都实现了,因为是基于开放的格式,不会锁定厂商,也能支持各种场景。因为开放的格式和对象存储的延迟问题,性能和每秒事务不会很好,通过缓存系统、辅助数据结构、数据布局优化来优化性能,另外DataFream 支持SQL和 API,可以延迟处理这样可以进一步优化。目前的限制:S3的延迟、单表事务、servless;通过TPC-DS对比其他云厂商的数仓,性能和价格都很不错,还能支持传统场景,机器学习、科学分析等各种复杂场景。

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