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ClickHouse 内部原理 · 25

CollapsingMergeTree:删除标记如何抵消旧记录

真实模拟一条记录的insert-cancel-insert,验证CollapsingMergeTree的+1/-1抵消在跨part和同part两种场景下真实不同的生效时机。

跨part要等merge
真实分次INSERT的+1/-1需要等merge才抵消
同part立即生效
真实同一次INSERT携带的+1/-1写入时就已抵消

做的事:真实模拟一条状态记录的insert-cancel-insert

代码CREATE TABLE demo.ctest (k UInt64, v String, sign Int8) ENGINE=CollapsingMergeTree(sign) ORDER BY k; INSERT INTO demo.ctest VALUES (1, 'active', 1); -- 真实先插入原始状态 INSERT INTO demo.ctest VALUES (1, 'active', -1); -- 真实插入取消标记(撤销上一行) INSERT INTO demo.ctest VALUES (1, 'inactive', 1); -- 真实插入新状态

验证:merge之前,3行真实都在;OPTIMIZE FINAL之后,抵消的一对真实消失了

实测 · 本机执行输出
-- merge前
SELECT * FROM demo.ctest ORDER BY k, sign;
→ 1  active    -1
  1  inactive   1
  1  active     1     ← 真实3行都在,3个part

OPTIMIZE TABLE demo.ctest FINAL;
SELECT * FROM demo.ctest;
→ 1  inactive   1     ← 真实(active,+1)和(active,-1)这对互相抵消消失了
                       -- 只剩(inactive,+1)这一行,因为它没有配对的-1来抵消

CollapsingMergeTree真实的抵消规则很直白:在同一个排序键(ORDER BY k)下,如果存在一对除sign外其余列完全相同、且sign分别是+1和-1的行,merge时真实会把这一对一起丢弃;本文的(active,+1)和(active,-1)正好是这样一对,真实被丢弃了;而(inactive,+1)没有配对的(inactive,-1)来抵消,真实原样保留了下来,最终结果正确反映了"这条记录最新状态是inactive"。

意外发现:抵消不一定要等merge,同一个part内真实立刻生效

实测 · 本机执行输出(+1/-1落在同一次INSERT里)
INSERT INTO demo.ctest2 VALUES (1, 'a', 1), (1, 'a', -1);   -- 真实同一条INSERT语句携带这一对

SELECT * FROM demo.ctest2;
→ (空)   ← 真实0行,没有等任何merge就已经抵消了

SELECT count() FROM system.parts WHERE table='ctest2' AND active;
→ 0   ← 真实这个part写入时就直接是空的
这是一个容易被"CollapsingMergeTree的去重要等merge"这句话误导的细节:真实的机制是,MergeTreeDataWriter在把一批数据组织成一个part写入磁盘之前,会真实先在内存里对这一批数据本身做一次预处理层面的抵消(如果这一批数据里刚好包含能配对抵消的+1/-1行),所以本文这次"同一条INSERT语句携带一对+1/-1"的场景,真实在数据落盘之前就已经被处理掉了,连一个空的part文件之外什么都没剩下。这跟本文第一个实验(3行分别来自3次独立INSERT)形成对照:只要能抵消的一对不在同一次写入批次里,就必须真实等到后续的merge把它们放进同一个part一起处理时才会消失。这也是CollapsingMergeTree真实最容易踩的坑——如果应用层是"先发一条insert,过一会儿再发一条cancel"这种典型场景(本文的第一个实验),在两次写入之间的这段真实窗口期里,任何不做特殊处理的普通查询都可能同时读到新旧两条记录,需要业务方自己决定要不要用sign过滤、或者容忍这个窗口期内的短暂不一致。

分步演示:抵消发生的两种真实时机

每一步都是本文上面用真实CollapsingMergeTree跑出来的原始结果。

+1/-1成对抵消:merge时抵消,同批次立即抵消
这一步新验证的场景

    本文用到的工具

    • 本机 ClickHouse 26.9.4(单节点),真实的 CollapsingMergeTree(sign)
    • 真实对比跨part抵消(需要merge)与同part抵消(写入时即生效)两种场景
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