IN 运算符
IN
、NOT IN
、GLOBAL IN
和 GLOBAL NOT IN
运算符的功能相当丰富,因此需要单独介绍。
运算符的左侧要么是单个列,要么是一个元组。
示例:
如果左侧是单个在索引中的列,右侧是一组常量,则系统将使用该索引来处理查询。
请不要显式列出过多的值(例如,数百万个)。如果数据集很大,请将其放入临时表中(例如,参见 External data for query processing 一节),然后使用子查询。
运算符的右侧可以是常量表达式的集合、一组包含常量表达式的元组(如上例所示),或者用括号括起来的数据库表名或 SELECT
子查询。
ClickHouse 允许 IN
子查询的左侧和右侧的类型不同。在这种情况下,它会将左侧的值转换为右侧的类型,就像应用了 accurateCastOrNull 函数一样。这意味着数据类型变为 Nullable,如果无法进行转换,则返回 NULL。
示例
查询:
结果:
如果运算符的右侧是表的名称(例如,UserID IN users
),这相当于子查询 UserID IN (SELECT * FROM users)
。在处理与查询一起发送的外部数据时请使用这一点。例如,查询可以与加载到 'users' 临时表中的一组用户 ID 一起发送,这些用户 ID 应该被过滤。
如果运算符的右侧是具有 Set 引擎的表名(始终在 RAM 中的预准备数据集),则数据集将不会在每个查询中重新创建。
子查询可以指定多个列以过滤元组。
示例:
IN
运算符左侧和右侧的列应该具有相同的类型。
IN
运算符和子查询可以出现在查询的任何部分,包括聚合函数和 lambda 函数。
示例:
对于 3 月 17 日之后的每一天,计算在 3 月 17 日访问过该站点的用户所产生的页面浏览量的百分比。
IN
子句中的子查询在单个服务器上始终只运行一次。没有从属子查询。
NULL 处理
在请求处理期间,IN
运算符假设与 NULL 进行操作的结果始终等于 0
,无论 NULL
是在运算符的右侧还是左侧。NULL
值不包含在任何数据集中,不相互对应,并且如果 transform_null_in = 0,则不能进行比较。
以下是带有 t_null
表的示例:
运行查询 SELECT x FROM t_null WHERE y IN (NULL,3)
将得到以下结果:
你可以看到 y = NULL
的行被排除在查询结果之外。这是因为 ClickHouse 无法决定 NULL
是否包含在 (NULL,3)
集中,返回 0
作为操作的结果,而 SELECT
将此行从最终输出中排除。
分布式子查询
对于带有子查询的 IN
运算符,有两种选择(类似于 JOIN
运算符):常规的 IN
/ JOIN
和 GLOBAL IN
/ GLOBAL JOIN
。它们在分布式查询处理时的运行方式有所不同。
使用常规 IN
时,查询会发送到远程服务器,每个服务器都在 IN
或 JOIN
子句中运行子查询。
使用 GLOBAL IN
/ GLOBAL JOIN
时,首先运行所有的子查询以进行 GLOBAL IN
/ GLOBAL JOIN
,结果收集在临时表中。然后将临时表发送到每个远程服务器,在这些服务器上使用该临时数据运行查询。
对于非分布式查询,请使用常规 IN
/ JOIN
。
在进行分布式查询处理时,使用 IN
/ JOIN
子句中的子查询时要小心。
让我们看一些示例。假设集群中的每个服务器都有一个正常的 local_table。每个服务器也有一个 distributed_table 表,其类型为 Distributed,可查看集群中的所有服务器。
对于 distributed_table 的查询,查询将被发送到所有远程服务器并在它们上运行,使用 local_table。
例如,查询
将被发送到所有远程服务器,如下所示:
并在每个远程服务器上并行运行,直到达到可以合并中间结果的阶段。然后,中间结果将返回给请求服务器并在其上合并,并将最终结果发送给客户端。
现在我们检查一个带有 IN
的查询:
- 计算两个站点的观众交集。
此查询将被发送到所有远程服务器,如下所示:
换句话说,IN
子句中的数据集将针对每个服务器在其本地独立收集,仅跨越存储在每个服务器上的数据。
如果你为这种情况做好准备,并且根据集群服务器上的数据分布进行了合理的设置,使得单个 UserID 的数据完全位于单个服务器上,则此方法将正确且最优地工作。否则,结果将不准确。我们称这种查询方式为“本地 IN”。
为纠正查询在数据随机分布于集群服务器时的工作方式,你可以在子查询中指定 distributed_table。查询将如下所示:
此查询将被发送到所有远程服务器,如下所示:
子查询将在每个远程服务器上开始运行。由于子查询使用的是分布式表,因此每个远程服务器上的子查询将被重新发送到每个远程服务器,如下所示:
例如,如果你有一个 100 台服务器的集群,执行整个查询将需要 10,000 次基础请求,这通常被认为是不可接受的。
在这种情况下,应该始终使用 GLOBAL IN
而不是 IN
。让我们看一下它如何在查询中工作:
请求服务器将运行子查询:
结果将放在 RAM 中的临时表中。然后,请求将被发送到每个远程服务器,如下所示:
临时表 _data1
将与查询一起发送到所有远程服务器(临时表的名称是实现定义的)。
这比使用常规的 IN
更优化。然而,请记住以下几点:
- 创建临时表时,数据不会变得唯一。为了减少通过网络传输的数据量,请在子查询中指定 DISTINCT。(对于常规的
IN
,你不需要这样做。) - 临时表将发送到所有远程服务器。传输不考虑网络拓扑。例如,如果 10 台远程服务器位于与请求服务器非常遥远的数据中心,则数据会通过通道发送 10 次到远程数据中心。在使用
GLOBAL IN
时,请尽量避免大数据集。 - 在将数据传输到远程服务器时,网络带宽限制是不可配置的。你可能会使网络超负荷。
- 请尽量在服务器之间分配数据,以便不需要定期使用
GLOBAL IN
。 - 如果你需要频繁使用
GLOBAL IN
,请规划 ClickHouse 集群的位置,使得单个副本组位于不超过一个数据中心,并在它们之间拥有快速网络,以便查询能够完全在单个数据中心内处理。
在 GLOBAL IN
子句中指定一个本地表也是有意义的,以防该本地表仅在请求服务器上可用,而你想在远程服务器上使用其数据。
分布式子查询和 max_rows_in_set
你可以使用 max_rows_in_set
和 max_bytes_in_set
来控制在分布式查询过程中传输的数据量。
这在 GLOBAL IN
查询返回大量数据时显得尤为重要。考虑以下 SQL:
如果 some_predicate
不够选择性,则会返回大量数据并导致性能问题。在这种情况下,明智的做法是限制通过网络的数据传输。此外,请注意 set_overflow_mode
默认设置为 throw
,这意味着当触发这些阈值时,会引发异常。
分布式子查询和 max_parallel_replicas
当 max_parallel_replicas 大于 1 时,分布式查询会进一步转换。
例如,以下查询:
将在每个服务器上转换为:
其中 M
在 1
和 3
之间,具体取决于本地查询正在执行的副本。
这些设置会影响查询中的每个 MergeTree 家族表,并产生与在每个表上应用 SAMPLE 1/3 OFFSET (M-1)/3
的相同效果。
因此,添加 max_parallel_replicas 设置仅在两个表具有相同复制方案并按 UserID 或其子键进行采样时才会产生正确结果。特别是,如果 local_table_2
没有采样键,则将产生不正确的结果。此规则同样适用于 JOIN
。
如果 local_table_2
不满足要求,可以使用 GLOBAL IN
或 GLOBAL JOIN
作为解决方法。
如果表没有采样键,则可以使用更灵活的 parallel_replicas_custom_key 选项,以获得不同且更优化的行为。