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clickhouse 保证幂等性

article 2024/11/13 22:01:06

在分布式数据库系统 ClickHouse 中，幂等性通常涉及到在相同的操作被重复执行时，保证结果不会因为多次执行而发生变化。为了确保幂等性，ClickHouse 采用了一些机制来避免数据重复插入或处理。

以下是 ClickHouse 保证幂等性的一些关键机制：

ClickHouse 本身并不默认对插入操作提供幂等性保障。如果同样的数据被多次插入到表中，数据库并不会自动去重，因此插入操作通常不是幂等的。

但有几种方式可以实现插入操作的幂等性：

使用唯一键 (INSERT INTO ... ON DUPLICATE KEY UPDATE)：
ClickHouse 支持通过 INSERT INTO ... ON DUPLICATE KEY UPDATE 的语法，允许插入时根据唯一键（如主键或其他唯一约束列）去重。如果唯一键已存在，则更新现有记录，保证幂等。
使用 ReplicatedMergeTree 引擎：
在分布式表中使用 ReplicatedMergeTree 存储引擎时，可以结合 ClickHouse 的分布式表插入机制进行幂等性处理。ClickHouse 提供了基于 zookeeper 的协调服务，确保插入到分布式表的数据只写一次且不会重复。ReplicatedMergeTree 支持通过插入的唯一标识符（UUID）来保证相同的数据不会多次插入，避免重复写入。

ClickHouse 在 ReplicatedMergeTree 引擎中引入了数据去重机制，可以通过设置 deduplication 来实现插入的幂等性。

插入去重机制：
ReplicatedMergeTree 提供一个 insert_deduplicate 的机制，默认情况下，ClickHouse 允许你通过配置 insert_quorum 参数和重复检测来避免数据重复插入。通过 insert_deduplicate=1 参数，可以对每次插入进行唯一性检测，避免重复插入相同的行。

具体操作：
- 每次插入时，ClickHouse 会为插入的数据生成唯一的 block_id。
- 在重复插入相同 block_id 的情况下，ClickHouse 会跳过已经存在的块，从而确保插入操作是幂等的。
示例：
```
INSERT INTO my_table (column1, column2) VALUES (1, 'data') SETTINGS insert_deduplicate=1;
```
如果相同的数据已经被插入过，该操作将不会重复插入相同数据，保证了幂等性。

在查询层面，ClickHouse 的查询操作天然是幂等的。由于查询不会改变数据库的状态（即查询是无副作用的），多次执行同样的查询语句会得到相同的结果，不会引起数据重复或异常。

对于分布式表，在多个节点之间同步数据时，ClickHouse 使用 ReplicatedMergeTree 来保障分布式数据的幂等性。每个副本在不同节点上进行插入时，ClickHouse 会使用唯一的标识符来确保即使某个节点发生了重启或失败，同样的数据不会被多次插入。

此外，ClickHouse 还会定期合并数据片段（parts），在这个过程中，如果存在重复的数据，ClickHouse 会自动去重，进一步确保幂等性。

对于通过批处理任务导入或处理数据的场景，可以通过以下策略实现幂等：

事务性导入： ClickHouse 不支持传统的事务，但可以通过将数据处理逻辑放入幂等的批次或通过唯一标识符对每次批处理进行唯一性识别，避免重复导入。
分区策略： 使用分区（partitioning）可以帮助实现幂等性，避免在同一个分区内多次写入相同的数据。通过合理的分区策略，可以有效减少数据重复的可能性。