时序数据库简介(时序数据库Apache-IoTDB源码解析之文件数据块)
时序数据库简介(时序数据库Apache-IoTDB源码解析之文件数据块)
2024-09-30 05:47:28  作者:心事难说破  网址:https://m.xinb2b.cn/sport/tnh240113.html

上一章聊到行式存储、列式存储的基本概念,并介绍了 TsFile 是如何存储数据以及基本概念。详情请见:

时序数据库 Apache-IoTDB 源码解析之文件格式简介(三)

打一波广告,欢迎大家访问 IoTDB 仓库(https://github.com/apache/incubator-iotdb),求一波 Star 。欢迎关注头条号:列炮缓开局

这一章主要想聊一聊:

TsFile的文件概览TsFile的数据块TsFile文件概览


一个完整的 TsFile 是由图中的几大块组成,图中的数据块与索引块之间使用 1 个字节的分隔符 2 来进行分隔,这个分隔符的意义是当 TsFile 损坏的时候,顺序扫描 TsFile 时,依然可以判断下一个是 MetaData 是什么东西。

1. 识别符(Magic)

现在各种软件五花八门,很多软件都拥有自己的文件格式用来存储数据内容,但当硬盘上文件非常多的时候如何有效的识别是否为自己的文件,确认可以打开呢?经常用 windows 系统的朋友可能会想到用扩展名,但假如文件名丢失了,那我们如何知道这个文件是不是能被程序正确访问呢?

这时候通常会使用一个独有的字符填充在文件开头和结尾,这样程序只要访问 1 个固定长度的字符就知道这个文件是不是自己能正常访问的文件了,当然,TsFile 作为一个数据库文件,肯定需要在这个识别符上精心打造一番,它看起来是这样:

(decimal) 84 115 70 105 108 101 (hex) 54 73 46 69 6c 65 (ASCII) T s F i l e

非常 cool 。

2.文件版本(Version)

再精妙的设计也难免产生一些问题,那么就需要升级,那么文件内容也一样,有时候当你的改动特别大了,就会出现完全不兼容的两个版本,这个很好理解不过多解释。TsFile 中采用了 6 个字节来保存文件版本信息,当前 0.9.x 版本看起来就是这样:

(decimal) 48 48 48 48 48 50 (hex) 30 30 30 30 30 32 (ASCII) 0 0 0 0 0 2

3.数据块


3.1 ChunkGroup

文件的数据块中包含了多个 ChunkGroup ,其中 ChunkGroup 的概念已经在上一章聊过,它代表了设备(逻辑概念上的一个集合)一段时间内的数据,在 IoTDB 中称为 Device。

在实际的文件中,ChunkGroup是由多个 Chunk 和一个 ChunkGroupFooter 组成。其中最后一个 Chunk 的结尾和 ChunkGroupFooter 之间使用 1 个字节的分隔符 0 来做区分,ChunkGroupFooter 没有什么具体作用,不做详细解释。

3.2 Chunk

一个 ChunkGroup 中包含了多个 Chunk,它代表了测点数据(逻辑概念上的某一类数据的集合,如体温数据),在 IoTDB 中称为 Measurement。

在实际文件中 Chunk 是由 ChunkHeader 和多个 Page 组成,并被 1 个字节的分隔符 1 包裹。ChunkHeader中主要保存了当前 Chunk 的数据类型、压缩方式、编码方式、包含的 Pages 占用的字节数等信息。

3.3 Page

一个 Chunk 中包含多个 Page,它是一个数据组织方式,数据大小被限制在 64K 左右。

在实际文件中由 PageHeader 和 PageData 组成。其中 PageHeader 里主要保存了,当前 page 里的一些预聚合信息,包含了最大值、最小值、开始时间、结束时间等。他的存在是非常有意义的,因为当某些特定场景的读时候,不必要解开 page 的数据就能够得到结果,比如说 selece 体温 from 王五 where time > 1580950800 , 当读到 PageHeader 的时候,找到 startTime 和 endTime 就能判断是否可以使用当前 page。 这个聚合信息的结构同样出现在索引块中,下一章再具体聊这个聚合结构。

3.4 PageData

一个 Page 中包含了一个 PageData,里面有两个数组:时间数组和值数组,且这两个数组的下标是对齐的,也就是时间数组中的第一个对应值数组中的第一个。举个例子:

timeArray: [1,2,3,4]valueArray: ['a', 'b', 'c', 'd']

在page中就是这样保存的数据,其中 1 代表了时间 1970-01-01 08:00:00 后的 1 毫秒,对应的值就是 'a'。

数据块展示

我们继续使用上一章聊到的示例数据来展示真正的TsFile中是如何保存的。


当数据被写入 TsFile 中,大概就是下面一个展示的情况,这里省略了索引部分。

POSITION|CONTENT -------- ------- 0|[magic head] TsFile 6|[version number] 000002 // 因为 6个字节的magic 6个字节的 version 所以 chunkGroup 从 12 开始|||||||||||||||||||||[Chunk Group] of wangwu begins at pos 12, ends at pos 253, version:0, num of Chunks:2 // 这里展示的是 ChunkHeader 中保存的信息 12|[Chunk] of xinlv, numOfPoints:1, time range:[1580950800,1580950800], tsDataType:INT32, [minValue:100,maxValue:100,firstValue:100,lastValue:100,sumValue:100.0]|[marker] 1 // chunk 的真正开始是从这个分隔符 1 开始的|[ChunkHeader] // header 的数据在上面展示了|1 pages //这里保存的具体数据|time:1580950800; value:100 // 下一个 chunk 121|[Chunk] of tiwen, numOfPoints:1, time range:[1580950800,1580950800], tsDataType:float, [minValue:36.7,maxValue:36.7,firstValue:36.7,lastValue:36.7,sumValue:36.70000076293945]|[marker] 1|[ChunkHeader]|1 pages|time:1580950800; value:36.7 230|[Chunk Group Footer]|[marker] 0 // chunkFooter 和 chunk 使用 0 作为分隔|[deviceID] wangwu|[dataSize] 218|[num of chunks] 2|||||||||||||||||||||[Chunk Group] of wangwu ends

回想我们的查询语句 select 体温 from 王五 , 当经历过索引之后会得到 offset 的值等于 121 ,这时候我们只需要调用reader.seek(121),从这里开始就是所有体温数据的开始点,从这里一直读到 230 的 ChunkGroupFooter 结构的时候,就可以返回给用户数据了。

有兴趣自己实验的朋友可以,引入 TsFile 的包,自行实验,下面给出测试代码:

<dependency> <groupId>org.apache.iotdb</groupId> <artifactId>tsfile</artifactId> <version>0.9.1</version></dependency>

public static void main(String[] args) throws IOException, WriteProcessException { MeasurementSchema chunk1 = new MeasurementSchema("tiwen", TSDataType.FLOAT, TSEncoding.PLAIN); MeasurementSchema chunk2 = new MeasurementSchema("xinlv", TSDataType.INT32, TSEncoding.PLAIN); Schema chunks = new Schema(); chunks.registerMeasurement(chunk1); chunks.registerMeasurement(chunk2); TsFileWriter writer = new TsFileWriter(new File("test"), chunks); RowBatch chunkGroup = chunks.createRowBatch("wangwu"); long[] timestamps = chunkGroup.timestamps; Object[] values = chunkGroup.values; timestamps[0] = 1580950800; float[] tiwen = (float[]) values[0]; int[] xinlv = (int[]) values[1]; // 写入王五的体温 tiwen[0] = 36.7f; //写入王五的心率 xinlv[0] = 100; chunkGroup.batchSize ; timestamps[1] = 1580950800; // 写入第二条王五的体温 tiwen[1] = 36.6f; //写入第二条王五的心率 xinlv[1] = 90; chunkGroup.batchSize ; writer.write(chunkGroup); writer.close(); }

执行完成之后你可以使用 IoTDB 中的 TsFileSketchTool 来查看文件结构,得到文中示例的展示结果;或者使用 od 等工具查看,祝玩儿的开心。IoTDB 0.9.1 版本可以从官方网站(http://iotdb.apache.com)下载

这一章聊到了 TsFile 分为了 数据块 和 索引块,并且介绍了数据块的具体组成部分和查询逻辑。那么索引块是什么结构,怎样完成了在大量混杂的数据中搜索到的想要的数据,请持续关注。

  • 家里面养的植物怎么老是枯萎啊(缺水的话应该怎么办)
  • 2024-09-30缺水的话应该怎么办如果是被水淹死的植物的话一般来说植物的嫩叶会开始变成淡黄色,然后老叶子才会慢慢的惶惶,这个时候我们就要控制浇水的量了,并且要常松土,让突然的空气保持良好的通风状态如果是因为缺水的话可以看到先发黄的应该。
  • 公务员是铁饭碗的意义是什么(公务员为什么被叫做铁饭碗)
  • 2024-09-30公务员为什么被叫做铁饭碗一说起“铁饭碗”职业,很多人脑海中冒出的第一个词就是:公务员现在有不少父母都希望自己的孩子能都加入到公务员的队列当中,理由就是这是个“铁饭碗”,不用担心日后的生活那公务员为什么被称为“铁饭碗”,而不叫。
  • 广西大学面积(校园简介)
  • 2024-09-30校园简介广西大学面积学校占地面积2.16万余亩,其中扶绥农科基地(农林动科研教学实验基地)占地面积16898.3亩,校舍总建筑面积170多万平方米广西大学是一所历史悠久的地方综合性大学,创办于1928年,首任。
  • 四川地震救援催人泪下的 陆空协作德阳进行了一场超震撼地震救灾演练
  • 2024-09-30四川地震救援催人泪下的 陆空协作德阳进行了一场超震撼地震救灾演练16日上午9:30分,一阵防空警报声在德阳上空盘旋地处龙门山断裂带的德阳市发生6.5级地震,震源深度10公里,震中位于德阳什邡市红白镇随后,一群衣衫褴褛的人满面尘灰的从一片废墟上跑了出来哭声、喊声……。
  • 空压机功率和电流的关系(空压机电气讲义)
  • 2024-09-30空压机电气讲义《空压机培训100课》连载,以问答的形式将空压机行业需要用到的知识归纳总结,呈现给大家上一课:空压机100课之035:空压机电气基础1、电源系统三相电(三相交流电源),是由三个频率相同、振幅相等、相位。
  • iphone7plus磨砂黑和红色测评(7Plus体验一个月告诉你)
  • 2024-09-307Plus体验一个月告诉你外观:如果要简单的去评价一下iPhone7/7Plus,我想可以用“亮点不少,但仍缺乏创新感”来形容或许再合适不过了缺乏是iPhone7还是没有绕开“祖传”了三代的外观设计,大部分的改进仍然只是每代产。
  • 喝减肥茶瘦的离谱(女子网购减肥茶)
  • 2024-09-30女子网购减肥茶“减肥”是许多女生苦恼的事一名成都女子近日网购了一款“减肥茶”喝了非但没有减肥成功反而增重9斤连续喝了10余天后还出现畏寒、心悸、胸闷、头痛最后被送进了抢救室……2488元买减肥茶减肥不成反胖9斤今年。
  • git push问题(push到远程服务器出现RPC)
  • 2024-09-30push到远程服务器出现RPC前言最近小组成员跟我说,他git提交不了代码我问了下原因,他说他代码一提交就会报error:RPCfailed;HTTP413curl22TherequestedURLreturnederror:41。
  • 风衣这样穿时髦又高级还不快来get(入秋后人手一件的)
  • 2024-09-30入秋后人手一件的到了秋天穿搭当然不能再清凉,保暖成为秋季穿搭的第一大诉求,知性又大气的穿搭成为大多数成熟女人的理想穿搭选择经典的风衣能够满足大多数成熟女人秋季穿搭的需求,也是衣柜里不可或缺的单品入秋后人手一件的“风衣。
  • 大悲咒拼音(大悲咒拼音怎么读)
  • 2024-09-30大悲咒拼音怎么读大悲咒拼音:[dàbēizhòu]佛教的观世音菩萨经咒之一即《千手千眼观世音菩萨无碍大悲心陀罗尼》的简称旧谓念咒可使死者在阴间消灾《大悲咒》出自伽梵达摩所译的《千手千眼观世音菩萨广大圆满无碍大悲心陀罗。
  • 钟晓阳电视剧预告片(三十而已钟晓阳)
  • 2024-09-30三十而已钟晓阳大家最近肯定看了三十而已这一部电视剧,这部电视剧可以说是非常的好看,因为这三个女生可以说是代表了大家三种不同的人生,而且在这部电视剧中很多人都非常喜欢顾佳一个角色,因为在这部电视剧中她的人设可以说是相。
  • 农村精准扶贫补贴(精准扶贫实施后)
  • 2024-09-30精准扶贫实施后据不完全统计,在我国农村依然有将近6000万的贫困群众,他们长期生活在饥寒交迫的环境当中为了帮助贫困群众脱贫致富,近些年来国家没少想办法,无论是各项的救助补贴,还是在教育、生活、工作方面的帮扶,方方面。