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在 ClickHouse 中处理 CSV 和 TSV 数据

ClickHouse 支持从 CSV 导入数据和导出数据。由于 CSV 文件可能具有不同的格式特性,包括标题行、自定义分隔符和转义符,ClickHouse 提供格式和设置来有效地解决每种情况。

从 CSV 文件导入数据

在导入数据之前,先创建一个相关结构的表:

CREATE TABLE sometable
(
    `path` String,
    `month` Date,
    `hits` UInt32
)
ENGINE = MergeTree
ORDER BY tuple(month, path)

要将数据从 CSV 文件 导入到 sometable 表中,我们可以直接将文件通过管道传递给 clickhouse-client:

clickhouse-client -q "INSERT INTO sometable FORMAT CSV" < data_small.csv

请注意,我们使用 FORMAT CSV 来让 ClickHouse 知道我们正在摄取 CSV 格式的数据。或者,我们可以使用 FROM INFILE 子句从本地文件加载数据:

INSERT INTO sometable
FROM INFILE 'data_small.csv'
FORMAT CSV

在这里,我们使用 FORMAT CSV 子句以便 ClickHouse 理解文件格式。我们还可以直接通过 url() 函数从 URL 加载数据,或者通过 s3() 函数从 S3 文件加载数据。

提示

file()INFILE/OUTFILE 的情况下,我们可以跳过显式格式设置。 在这种情况下,ClickHouse 将自动根据文件扩展名检测格式。

带有标题的 CSV 文件

假设我们的 CSV 文件包含标题

head data-small-headers.csv
"path","month","hits"
"Akiba_Hebrew_Academy","2017-08-01",241
"Aegithina_tiphia","2018-02-01",34

要从该文件导入数据,我们可以使用 CSVWithNames 格式:

clickhouse-client -q "INSERT INTO sometable FORMAT CSVWithNames" < data_small_headers.csv

在这种情况下,ClickHouse 在导入数据时会跳过第一行。

提示

版本 23.1 开始,ClickHouse 会在使用 CSV 格式时自动检测 CSV 文件中的标题,因此不需要使用 CSVWithNamesCSVWithNamesAndTypes

带有自定义分隔符的 CSV 文件

如果 CSV 文件使用逗号以外的分隔符,我们可以使用 format_csv_delimiter 选项设置相关符号:

SET format_csv_delimiter = ';'

现在,当我们从 CSV 文件导入时,将使用 ; 符号作为分隔符,而不是逗号。

跳过 CSV 文件中的行

有时,我们可能希望在从 CSV 文件导入数据时跳过一定数量的行。这可以使用 input_format_csv_skip_first_lines 选项完成:

SET input_format_csv_skip_first_lines = 10

在这种情况下,我们将跳过 CSV 文件中的前十行:

SELECT count(*) FROM file('data-small.csv', CSV)
┌─count()─┐
│     990 │
└─────────┘

文件 有 1k 行,但 ClickHouse 只加载了 990 行,因为我们要求跳过前 10 行。

提示

使用 file() 函数时,使用 ClickHouse Cloud,您需要在文件所在的机器上使用 clickhouse client 运行命令。另一种选择是使用 clickhouse-local 本地探索文件。

处理 CSV 文件中的 NULL 值

NULL 值的编码方式可能因生成文件的应用程序而异。默认情况下,ClickHouse 使用 \N 作为 CSV 中的 NULL 值。但我们可以使用 format_csv_null_representation 选项来更改这一点。

假设我们有以下 CSV 文件:

> cat nulls.csv
Donald,90
Joe,Nothing
Nothing,70

如果我们从该文件加载数据,ClickHouse 将把 Nothing 视为字符串(这是正确的):

SELECT * FROM file('nulls.csv')
┌─c1──────┬─c2──────┐
│ Donald  │ 90      │
│ Joe     │ Nothing │
│ Nothing │ 70      │
└─────────┴─────────┘

如果我们希望 ClickHouse 将 Nothing 视为 NULL,可以使用以下选项进行定义:

SET format_csv_null_representation = 'Nothing'

现在我们在期望的位置得到了 NULL

SELECT * FROM file('nulls.csv')
┌─c1─────┬─c2───┐
│ Donald │ 90   │
│ Joe    │ ᴺᵁᴸᴸ │
│ ᴺᵁᴸᴸ   │ 70   │
└────────┴──────┘

TSV(制表符分隔)文件

制表符分隔的数据格式被广泛用作数据交换格式。要将数据从 TSV 文件 导入 ClickHouse,使用 TabSeparated 格式:

clickhouse-client -q "INSERT INTO sometable FORMAT TabSeparated" < data_small.tsv

还有一个 TabSeparatedWithNames 格式,允许处理具有标题的 TSV 文件。与 CSV 一样,我们可以使用 input_format_tsv_skip_first_lines 选项跳过前 X 行。

原始 TSV

有时,TSV 文件在保存时不对制表符和换行符进行转义。我们应该使用 TabSeparatedRaw 来处理这种文件。

导出到 CSV

我们在之前的示例中提到的任何格式也可以用于导出数据。要将数据从表(或查询)导出到 CSV 格式,我们使用相同的 FORMAT 子句:

SELECT *
FROM sometable
LIMIT 5
FORMAT CSV
"Akiba_Hebrew_Academy","2017-08-01",241
"Aegithina_tiphia","2018-02-01",34
"1971-72_Utah_Stars_season","2016-10-01",1
"2015_UEFA_European_Under-21_Championship_qualification_Group_8","2015-12-01",73
"2016_Greater_Western_Sydney_Giants_season","2017-05-01",86

要为 CSV 文件添加标题,我们使用 CSVWithNames 格式:

SELECT *
FROM sometable
LIMIT 5
FORMAT CSVWithNames
"path","month","hits"
"Akiba_Hebrew_Academy","2017-08-01",241
"Aegithina_tiphia","2018-02-01",34
"1971-72_Utah_Stars_season","2016-10-01",1
"2015_UEFA_European_Under-21_Championship_qualification_Group_8","2015-12-01",73
"2016_Greater_Western_Sydney_Giants_season","2017-05-01",86

将导出的数据保存到 CSV 文件

要将导出的数据保存到文件中,我们可以使用 INTO...OUTFILE 子句:

SELECT *
FROM sometable
INTO OUTFILE 'out.csv'
FORMAT CSVWithNames
36838935 rows in set. Elapsed: 1.304 sec. Processed 36.84 million rows, 1.42 GB (28.24 million rows/s., 1.09 GB/s.)

注意 ClickHouse 需要 ~1 秒钟来将 36m 行保存到 CSV 文件中。

导出带有自定义分隔符的 CSV

如果我们希望使用除了逗号以外的其他分隔符,可以使用 format_csv_delimiter 设置选项:

SET format_csv_delimiter = '|'

现在 ClickHouse 将使用 | 作为 CSV 格式的分隔符:

SELECT *
FROM sometable
LIMIT 5
FORMAT CSV
"Akiba_Hebrew_Academy"|"2017-08-01"|241
"Aegithina_tiphia"|"2018-02-01"|34
"1971-72_Utah_Stars_season"|"2016-10-01"|1
"2015_UEFA_European_Under-21_Championship_qualification_Group_8"|"2015-12-01"|73
"2016_Greater_Western_Sydney_Giants_season"|"2017-05-01"|86

为 Windows 导出 CSV

如果我们希望生成的 CSV 文件在 Windows 环境中正常工作,应该考虑启用 output_format_csv_crlf_end_of_line 选项。这将使用 \r\n 作为换行符,而不是 \n

SET output_format_csv_crlf_end_of_line = 1;

CSV 文件的模式推断

在很多情况下,我们可能会处理未知的 CSV 文件,因此我们必须探索应为列使用哪些类型。Clickhouse 默认会根据对给定 CSV 文件的分析尝试猜测数据格式。这被称为“模式推断”。可以使用 DESCRIBE 语句配合 file() 函数来探索检测到的数据类型:

DESCRIBE file('data-small.csv', CSV)
┌─name─┬─type─────────────┬─default_type─┬─default_expression─┬─comment─┬─codec_expression─┬─ttl_expression─┐
│ c1   │ Nullable(String) │              │                    │         │                  │                │
│ c2   │ Nullable(Date)   │              │                    │         │                  │                │
│ c3   │ Nullable(Int64)  │              │                    │         │                  │                │
└──────┴──────────────────┴──────────────┴────────────────────┴─────────┴──────────────────┴────────────────┘

在这里,ClickHouse 可以有效地猜测我们的 CSV 文件的列类型。如果我们不希望 ClickHouse 猜测,可以通过以下选项禁用此功能:

SET input_format_csv_use_best_effort_in_schema_inference = 0

在这种情况下,所有列类型将被视为 String

导出和导入带有显式列类型的 CSV

ClickHouse 还允许在导出数据时显式设置列类型,使用 CSVWithNamesAndTypes(以及其他 *WithNames 格式系列):

SELECT *
FROM sometable
LIMIT 5
FORMAT CSVWithNamesAndTypes
"path","month","hits"
"String","Date","UInt32"
"Akiba_Hebrew_Academy","2017-08-01",241
"Aegithina_tiphia","2018-02-01",34
"1971-72_Utah_Stars_season","2016-10-01",1
"2015_UEFA_European_Under-21_Championship_qualification_Group_8","2015-12-01",73
"2016_Greater_Western_Sydney_Giants_season","2017-05-01",86

该格式将包含两行标题 - 一行为列名,另一行为列类型。这将允许 ClickHouse(及其他应用程序)在从 此类文件 加载数据时识别列类型:

DESCRIBE file('data_csv_types.csv', CSVWithNamesAndTypes)
┌─name──┬─type───┬─default_type─┬─default_expression─┬─comment─┬─codec_expression─┬─ttl_expression─┐
│ path  │ String │              │                    │         │                  │                │
│ month │ Date   │              │                    │         │                  │                │
│ hits  │ UInt32 │              │                    │         │                  │                │
└───────┴────────┴──────────────┴────────────────────┴─────────┴──────────────────┴────────────────┘

现在 ClickHouse 根据(第二)标题行识别列类型,而不是进行猜测。

自定义分隔符、分隔符和转义规则

在复杂的情况下,文本数据可能以高度自定义的方式格式化,但仍然具有结构。ClickHouse 为此类情况提供特殊的 CustomSeparated 格式,该格式允许设置自定义的转义规则、分隔符、行分隔符以及起始/结束符号。

假设我们文件中有以下数据:

row('Akiba_Hebrew_Academy';'2017-08-01';241),row('Aegithina_tiphia';'2018-02-01';34),...

我们可以看到,单个行用 row() 包裹,行之间用 , 分隔,单个值用 ; 分隔。在这种情况下,我们可以使用以下设置从该文件读取数据:

SET format_custom_row_before_delimiter = 'row(';
SET format_custom_row_after_delimiter = ')';
SET format_custom_field_delimiter = ';';
SET format_custom_row_between_delimiter = ',';
SET format_custom_escaping_rule = 'Quoted';

现在我们可以从我们自定义格式的 文件 中加载数据:

SELECT *
FROM file('data_small_custom.txt', CustomSeparated)
LIMIT 3
┌─c1────────────────────────┬─────────c2─┬──c3─┐
│ Akiba_Hebrew_Academy      │ 2017-08-01 │ 241 │
│ Aegithina_tiphia          │ 2018-02-01 │  34 │
│ 1971-72_Utah_Stars_season │ 2016-10-01 │   1 │
└───────────────────────────┴────────────┴─────┘

我们还可以使用 CustomSeparatedWithNames 正确导出和导入标题。探索 regex 和模板 格式以处理更复杂的情况。

处理大型 CSV 文件

CSV 文件可能很大,而 ClickHouse 对任何大小的文件都能高效处理。大文件通常是压缩的,而 ClickHouse 在处理时不需要进行解压缩。我们可以在插入时使用 COMPRESSION 子句:

INSERT INTO sometable
FROM INFILE 'data_csv.csv.gz'
COMPRESSION 'gzip' FORMAT CSV

如果省略 COMPRESSION 子句,ClickHouse 仍会尝试根据其扩展名猜测文件压缩。相同的方法可以用来直接将文件导出到压缩格式:

SELECT *
FROM for_csv
INTO OUTFILE 'data_csv.csv.gz'
COMPRESSION 'gzip' FORMAT CSV

这将创建一个压缩的 data_csv.csv.gz 文件。

其他格式

ClickHouse 引入了支持多种格式的功能,包括文本和二进制,以涵盖各种场景和平台。探索更多格式及其工作方式,请查看以下文章:

还可以查看 clickhouse-local - 一个便携的全功能工具,用于在不需要 ClickHouse 服务器的情况下处理本地/远程文件。