数据无界、湖仓无界，Apache Doris 湖仓一体典型场景实战指南

导读： 湖仓一体是将数据湖和数据仓库的优势相结合的数据管理系统。Apache Doris（Apache Doris: Open source data warehouse for real time data analytics - Apache Doris） 结合自身特性，提出了【数据无界】和【湖仓无界】核心理念。上篇文章已介绍了 Apache Doris 湖仓一体完整方案（数据无界、湖仓无界， Apache Doris 湖仓一体解决方案全面解读（上篇） - SelectDB），本文将聚焦典型应用场景，进一步深入，帮助读者更好地理解和应用 Apache Doris 湖仓一体。

在数据驱动决策的时代，湖仓一体架构以统一存储、统一计算、统一管理的创新形式，补齐了传统数据仓库和数据湖的短板，逐步成为企业大数据解决方案新的标准。
在上一篇文章中，全面介绍了湖仓一体演进历程以及 Apache Doris 湖仓一体解决方案，具体查阅：（上篇）从 0 到 1 构建湖仓体系， Apache Doris 湖仓一体解决方案全面解读。本文将进一步深入，聚焦于 湖仓分析加速、多源联邦分析、湖仓数据处理 这三个典型场景，分享 Apache Doris 湖仓一体方案的最佳实践。
通过这三个场景的实践，展示 Apache Doris 如何帮助企业快速响应业务需求，提升数据处理和分析的效率。同时，我们也将结合实际场景，提供详细的使用指南，帮助读者更好地理解和应用 Apache Doris 的湖仓一体方案。
湖仓分析加速场景
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在该场景中，以 Apache Doris 作为计算引擎，对湖仓中数据进行查询分析加速。

01 缓存加速
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针对 Hive、Iceberg 等湖仓系统，用户可以配置本地磁盘缓存。本地磁盘缓存会自动将查询涉及的数据文件存储在本地缓存目录中，并使用 LRU 策略管理缓存的汰换。
1）在 BE 节点的配置文件 be.conf 中配置缓存目录，并重启 BE：
enable_file_cache=true;file_cache_path=[{"path": "/path/to/file_cache", "total_size":53687091200,"query_limit": 10737418240}]2）开启缓存功能并查询数据：
SET enable_file_cache=true;SELECT * FROM hive.tpcds1000.store_sales WHERE ss_sold_date_sk=2451676;3）如命中缓存，则在查询的 Profile 中可以看到相应的指标：
% l& I2 q& X/ C1 c* W-  FileCache:  0ns    -  BytesScannedFromCache:  2.02  GB    -  BytesScannedFromRemote:  0.00      -  BytesWriteIntoCache:  0.00      -  LocalIOUseTimer:  2s723ms    -  NumLocalIOTotal:  444    -  NumRemoteIOTotal:  0    -  NumSkipCacheIOTotal:  0    -  RemoteIOUseTimer:  0ns    -  WriteCacheIOUseTimer:  0ns推荐使用 SSD 等高速存储介质作为缓存存储，以获得更好的热数据查询性能。
/ m- p! O. E* c" P/ u8 H" S% z) l02 物化视图与透明改写
# p7 ?& t- e# y  A; c5 l8 g
# B: c; t; ^0 r7 b) ^Doris 支持对外部数据源创建物化视图。物化视图根据 SQL 定义语句，预先将计算结果存储为 Doris 内表格式。同时，Doris 的查询优化器支持基于 SPJG（SELECT-PROJECT-JOIN-GROUP-BY）模式的透明改写算法。该算法能够分析 SQL 的结构信息，自动寻找合适的物化视图进行透明改写，并选择最优的物化视图来响应查询 SQL。
5 F- x8 X% V* U7 _0 J该功能通过减少运行时的计算量，可显著提升查询性能。同时可以在业务无感知的情况下，通过透明改写访问到物化视图中的数据。
! D5 `9 R/ q. x8 V/ `; ~如下，以 Hive 示例说明：
1）基于 Hive 创建 Catalog，使用 TPC-H 数据集
CREATE CATALOG hive PROPERTIES (    'type'='hms',    'hive.metastore.uris' = 'thrift://172.0.0.1:9083');2）基于 Hive Catalog 创建物化视图
-- 物化视图只能在 internal 的 catalog 上创建, 切换到内部 catalogswitch internal;create database hive_mv_db;use hive_mv_db;CREATE MATERIALIZED VIEW external_hive_mv        BUILD IMMEDIATE REFRESH AUTO ON MANUAL        DISTRIBUTED BY RANDOM BUCKETS 12        PROPERTIES ('replication_num' = '1')ASSELECT  n_name,  o_orderdate,  sum(l_extendedprice * (1 - l_discount)) AS revenueFROM  hive.tpch1000.customer,  hive.tpch1000.orders,  hive.tpch1000.lineitem,  hive.tpch1000.supplier,  hive.tpch1000.nation,  hive.tpch1000.regionWHERE  c_custkey = o_custkey  AND l_orderkey = o_orderkey  AND l_suppkey = s_suppkey  AND c_nationkey = s_nationkey  AND s_nationkey = n_nationkey  AND n_regionkey = r_regionkey  AND r_name = 'ASIA'GROUP BYn_name,o_orderdate;3）运行如下的查询，通过透明改写自动使用物化视图加速查询。
  E% \2 r+ c9 j4 \5 R) @USE hive.tpch1000;SELECT  n_name,  sum(l_extendedprice * (1 - l_discount)) AS revenueFROM  customer,  orders,  lineitem,  supplier,  nation,  regionWHERE  c_custkey = o_custkey  AND l_orderkey = o_orderkey  AND l_suppkey = s_suppkey  AND c_nationkey = s_nationkey  AND s_nationkey = n_nationkey  AND n_regionkey = r_regionkey  AND r_name = 'ASIA'  AND o_orderdate >= DATE '1994-01-01'  AND o_orderdate < DATE '1994-01-01' + INTERVAL '1' YEARGROUP BYn_nameORDER BYrevenue DESC;使用注意：Doris 暂无法感知除 Hive 外的其他外表数据变更。当外表数据不一致时，使用物化视图可能出现数据不一致的情况。以下开关表示：参与透明改写的物化视图是否允许包含外表，默认false。如接受数据不一致或者通过定时刷新来保证外表数据一致性，可以将此开关设置成true。
; [" ~" Y$ I2 z; x0 K-- 设置包含外表的物化视图是否可用于透明改写，默认不允许，如果可以接受数据不一致或者可以自行保证数据一致，-- 可以开启SET materialized_view_rewrite_enable_contain_external_table = true;下表为命中物化视图前后的性能差异，使用透明改写之后，查询速度较之前提升约 93 倍。
; w8 z- A3 o4 Z9 o" V
- ]5 b, }2 F; q, n+ [- @

多源联邦分析场景

4 V9 y6 K( _" s5 @+ GApache Doris 可以作为统一 SQL 查询引擎，连接不同数据源进行联邦分析，解决数据孤岛，挖掘数据价值。

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01 灵活连接数据源

用户可以在 Doris 中动态创建多个 Catalog 连接不同的数据源：
-- 创建 Hive CatalogCREATE CATALOG hive PROPERTIES (    'type'='hms',    'hive.metastore.uris' = 'thrift://172.0.0.1:9083');-- 创建 Iceberg CatalogCREATE CATALOG iceberg PROPERTIES (    'type'='iceberg',    'iceberg.catalog.type' = 'hadoop',    'warehouse' = 'hdfs://hdfs_host:8020/user/iceberg/');-- 创建 MySQL CatalogCREATE CATALOG mysql PROPERTIES (    "type"="jdbc",    "user"="root",    "password"="pwd",    "jdbc_url" = "jdbc:mysql://example.net:3306",    "driver_url" = "mysql-connector-j-8.3.0.jar",    "driver_class" = "com.mysql.cj.jdbc.Driver")切换到不同 Catalog 查看库表结构：
-- 切换到 Hive CatalogSWITCH hive;-- 查看数据库show databases;+-----------+| Database  |+-----------+| tpch1000  || tpcds1000 |+-----------+-- 查看表结构DESC tpch1000_oss.lineitem;+-----------------+--------+------+------+---------+-------+| Field           | Type   | Null | Key  | Default | Extra |+-----------------+--------+------+------+---------+-------+| l_orderkey      | bigint | Yes  | true | NULL    |       || l_partkey       | bigint | Yes  | true | NULL    |       || l_suppkey       | bigint | Yes  | true | NULL    |       || l_linenumber    | int    | Yes  | true | NULL    |       || l_quantity      | double | Yes  | true | NULL    |       || l_extendedprice | double | Yes  | true | NULL    |       || l_discount      | double | Yes  | true | NULL    |       || l_tax           | double | Yes  | true | NULL    |       || l_returnflag    | text   | Yes  | true | NULL    |       || l_linestatus    | text   | Yes  | true | NULL    |       || l_shipdate      | date   | Yes  | true | NULL    |       || l_commitdate    | date   | Yes  | true | NULL    |       || l_receiptdate   | date   | Yes  | true | NULL    |       || l_shipinstruct  | text   | Yes  | true | NULL    |       || l_shipmode      | text   | Yes  | true | NULL    |       || l_comment       | text   | Yes  | true | NULL    |       |+-----------------+--------+------+------+---------+-------+02 多数据源关联查询
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用户可以使用 SQL 语句对不同数据源中的数据进行任意关联查询：
SELECT    n_name,    SUM(l_extendedprice * (1 - l_discount)) AS revenueFROM    hive.tpch1000.customer,    hive.tpch1000.orders,    iceberg.tpch1000.lineitem,    iceberg.tpch1000.supplier,    mysql.tpch1000.nation,    mysql.tpch1000.regionWHERE    c_custkey = o_custkey    AND l_orderkey = o_orderkey    AND l_suppkey = s_suppkey    AND c_nationkey = s_nationkey    AND s_nationkey = n_nationkey    AND n_regionkey = r_regionkey    AND r_name = 'ASIA'    AND o_orderdate >= DATE '1994-01-01'    AND o_orderdate < DATE '1994-01-01' + INTERVAL '1' YEARGROUP BY    n_nameORDER BY    revenue DESC;湖仓数据处理场景

在该场景中，Apache Doris 作为数据处理引擎，对湖仓数据进行加工处理。
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! V, Z5 h9 C& A8 i+ [/ ?$ z# I* b01 定时任务调度

0 i# P; C% Q1 v. z3 Z2 Y( R; T9 r在数据管理愈加精细化的需求背景下，定时调度在其中扮演着重要的角色。它通常被应用于以下场景：
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• 定期数据更新，如周期性数据导入和 ETL 操作，减少人工干预，提高数据处理的效率和准确性。
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• 结合 Catalog 实现外部数据源数据定期同步，确保多源数据高效、准确的整合到目标系统中，满足复杂的业务分析需求。
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• 定期清理过期/无效数据，释放存储空间，避免过多过期/无效数据对系统性能产生影响。
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Doris 通过引入 Job Scheduler 功能，可以实现高效灵活的任务调度，减少了对外部系统的依赖，也降低了系统故障的风险和运维成本。结合数据源连接器，用户可以实现外部数据的定期加工入库。
0 C9 u1 c  S( g& c下面演示一个将 MySQL 数据定期同步到 Doris 中的基础示例。
1）首先，创建一张 Doris 表：
1 S2 z, T( f9 p' d' cCREATE TABLE IF NOT EXISTS user_activity(    `user_id` LARGEINT NOT NULL COMMENT "用户id",    `date` DATE NOT NULL COMMENT "数据灌入日期时间",    `city` VARCHAR(20) COMMENT "用户所在城市",    `age` SMALLINT COMMENT "用户年龄",    `sex` TINYINT COMMENT "用户性别",    `last_visit_date` DATETIME REPLACE DEFAULT "1970-01-01 00:00:00" COMMENT "用户最后一次访问时间",    `cost` BIGINT SUM DEFAULT "0" COMMENT "用户总消费",    `max_dwell_time` INT MAX DEFAULT "0" COMMENT "用户最大停留时间",    `min_dwell_time` INT MIN DEFAULT "99999" COMMENT "用户最小停留时间")AGGREGATE KEY(`user_id`, `date`, `city`, `age`, `sex`)DISTRIBUTED BY HASH(`user_id`) BUCKETS 1PROPERTIES ("replication_allocation" = "tag.location.default: 1");2）创建 MySQL 数据源：
. @# R' h# Z9 T8 A) z/ kCREATE CATALOG activity PROPERTIES (    "type"="jdbc",    "user"="root",    "jdbc_url" = "jdbc:mysql://127.0.0.1:9734/user?useSSL=false",    "driver_url" = "mysql-connector-java-5.1.49.jar",    "driver_class" = "com.mysql.jdbc.Driver");3）在2024-12-10 03:00:00 触发一次性全量导入：
. W) C' D: s) X; v! LCREATE JOB one_time_load_jobON SCHEDULE AT '2024-12-10 03:00:00'DOINSERT INTO user_activity FROM SELECT * FROM activity.user.activity;4）每日同步增量数据：
; J+ c% s/ H8 a. S" ~  j2 m/ G, iCREATE JOB schedule_loadON SCHEDULE EVERY 1 DAYDOINSERT INTO user_activity FROM SELECT * FROM activity.user.activityWHERE create_time >= days_add(now(),-1);02 数据分层加工

! `& y6 E. I$ e9 V: x5 n% z企业通常会使用数据湖存储原始数据，在此基础上进行数据分层加工，将不同层的数据开放给不同的业务需求方。Doris 的物化视图功能支持对外部数据源创建物化视图，并支持在基于物化视图再加工，降低了分层加工的系统复杂度，提升数据处理效率。
2 M' R0 R( L( f% q& e7 D下面基于 Hive 表中的数据，通过 TPC-H 数据集说明物化视图在数据分层加工中的应用。
8 d! U, a' ^' @4 @  a3 t6 y1）以分析每月各地区和国家的订单数量和利润为例，首先，创建 Hive 数据源：
CREATE CATALOG hive PROPERTIES (    'type'='hms',    'hive.metastore.uris' = 'thrift://172.0.0.1:9083');2）构建 DWD 层（明细数据），处理订单明细宽表：
CREATE MATERIALIZED VIEW dwd_order_detail BUILD IMMEDIATE REFRESH AUTO ON COMMIT DISTRIBUTED BY RANDOM BUCKETS 16PROPERTIES ('replication_num' = '1') ASselect     o.o_orderkey,    o.o_custkey,    o.o_orderstatus,    o.o_totalprice,    o.o_orderdate,    c.c_name,    c.c_nationkey,    n.n_name as nation_name,    r.r_name as region_name,    l.l_partkey,    l.l_quantity,    l.l_extendedprice,    l.l_discount,    l.l_taxfrom hive.tpch.orders ojoin hive.tpch.customer c on o.o_custkey = c.c_custkeyjoin hive.tpch.nation n on c.c_nationkey = n.n_nationkeyjoin hive.tpch.region r on n.n_regionkey = r.r_regionkeyjoin hive.tpch.lineitem l on o.o_orderkey = l.l_orderkey;3）基于 DWD 层的 dwd_order_detail，构建 DWS 层（汇总数据），进行每日订单汇总：
3 z! M0 u, ]  m6 R# ZCREATE MATERIALIZED VIEW dws_daily_sales BUILD IMMEDIATE REFRESH AUTO ON COMMIT DISTRIBUTED BY RANDOM BUCKETS 16PROPERTIES ('replication_num' = '1') ASselect     date_trunc(o_orderdate, 'month') as month,    nation_name,    region_name,    bitmap_union(to_bitmap(o_orderkey)) as order_count,    sum(l_extendedprice * (1 - l_discount)) as net_revenuefrom dwd_order_detailgroup by     date_trunc(o_orderdate, 'month'),    nation_name,    region_name;4）用户可以直接访问 DWS 层dws_daily_sales表中的汇总数据，进行快速数据分析：
SELECT     nation_name,    month,    bitmap_union_count(order_count),    sum(net_revenue) as revenueFROM dws_daily_salesGROUP BY nation_name, month;03 数据写回

. u( ~, |: o3 o& I3 E9 {$ K数据写回功能将 Doris 的湖仓数据处理能力形成闭环。在这之前，用户只能通过 Doris 进行湖仓数据的查询。如需要对湖仓数据进行写入等操作，则需要使用 Spark 等其他的计算引擎，这在一定程度上增加了架构的复杂性。
而数据写回功能的加入，使得用户可以直接通过 Doris 在外部数据源中创建数据库、表，并写入数据。当前支持 JDBC、Hive 和 Iceberg 三类数据源，后续会增加更多的数据源支持。下面通过一个简单的示例介绍数据写回功能。
1）首先，创建一个 Iceberg 数据源：
CREATE CATALOG iceberg PROPERTIES (    "type" = "iceberg",    "iceberg.catalog.type" = "hms",    "hive.metastore.uris" = "thrift://172.21.16.47:7004",    "warehouse" = "hdfs://172.21.16.47:4007/user/hive/warehouse/",    "fs.defaultFS" = "hdfs://172.21.16.47:4007");2）在 Iceberg 创建库表：
/ [" `7 I9 `" `0 uSWITCH iceberg;CREATE DATABASE ice_db;CREATE TABLE ice_tbl (  `ts` DATETIME COMMENT 'ts',  `col1` INT COMMENT 'col2',  `col2` DECIMAL(9,4) COMMENT 'col6',  `col3` STRING COMMENT 'col7',  `pt1` STRING COMMENT 'pt1',  `pt2` STRING COMMENT 'pt2')  ENGINE=icebergPARTITION BY LIST (DAY(ts), pt1, pt2) ()PROPERTIES (  'write-format'='orc',  'compression-codec'='zlib');3）将内表数据经过加工处理后，写入到 Iceberg 表：
% }5 h9 B, D" e* X( |/ l+ ^INSERT INTO iceberg.ice_db.ice_tblSELECT * FROMinternal.db.fact_tbl f JOIN internal.db.dim_tbl dON f.id = d.idAND f.dt > "2024-12-10";结束语

以上就是对 Apache Doris 湖仓一体典型场景方案的介绍。从这两篇文章中可以看出，Apache Doris 凭借其多源异构数据的接入与整合能力、高性能的数据处理、现代化的部署架构、丰富的数据存储与管理能力以及开放性，完美诠释了“数据无界、湖仓无界”的理念，为企业提供了低成本、高弹性、强一致性的新一代数据基础。
我们欢迎您使用 Apache Doris，并期待您的反馈和建议！未来，Apache Doris 将继续发力，进一步完善和强化湖仓一体能力，持续赋能企业突破数据边界。
; M9 R  ]5 K5 Z  k: u6 G$ ?阅读推荐
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• （上篇）从 0 到 1 构建湖仓体系， Apache Doris 湖仓一体解决方案全面解读
  
• Cisco WebEx 数据平台基于 Apache Doris 统一 Trino、Pinot、Iceberg、Kyuubi 技术栈
  
• 快手：从 Clickhouse 到 Apache Doris，实现湖仓分离向湖仓一体架构升级
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• 网易游戏如何基于 Apache Doris 构建全新湖仓一体架构
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