Trino分析引擎 | 滴普科技FastData系列解读

作者：王晓云

在之前的FastData连载文章中，介绍“统一SQL引擎”时提到了Trino，本文 对Trino+ Iceberg技术做相关介绍。

Trino是针对OLAP设计的用于高效的分布式查询大量数据的分析引擎。主要具备下列优点：屏蔽底层数据源，提供统一查询接口；基于内存计算，可以跨不同数据源完成联邦查询；数据治理，通过Trino进行异构数据的提取、整合与分析，打破数据孤岛、提高数据治理能力。

一、Trino 架构

Trino的架构如图一所示。由一个coordinator和多个worker节点组成的Trino集群。Trino用户通过一个客户端连接到coordinator。coordinator与访问数据源的worker进行协作。一旦它接收到一条SQL语句，协调器就负责跨Trino工作节点解析、分析、计划和调度查询执行。该语句被转换为运行在一组worker上的一系列连接的任务。当worker处理数据时，coordinator将检索结果并在输出缓冲区上向客户机公开。

在Trino中，存储和计算分离的核心是基于connector的体系结构。connector为Trino提供了访问任意数据源的接口。如图二所示，每个connector都提供了对底层数据源的基于表的抽象。只要可以使用Trino可用的数据类型以表、列和行来表示数据，就可以创建connector，查询引擎就可以使用数据进行查询处理。目前支持的connector包括：Hive, Iceberg, MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQL Server, ClickHouse, MongoDB等。

二、Trino iceberg connector

Iceberg 是一种用于跟踪超大规模表的，构建于存储格式之上的数据组织方式。通常将其作为数据湖底层存储。它具备下列能力：

1. 模式演化：支持添加，删除，更新或重命名，并且没有副作用
2. 支持隐藏分区和分区演化，方便业务进行数据分区策略更新。
3. 快照控制：可实现使用完全相同的表快照的可重复查询，或者使用户轻松检查更改
4. 版本回滚：使用户可以通过将表重置为良好状态来快速纠正问题
5. 快速扫描数据：无需使用分布式SQL引擎即可读取表或查找文件
6. 数据修剪优化：使用表元数据使用分区和列级统计信息修剪数据文件
7. 兼容性好：可以存储在任意的云存储系统和HDFS中
8. 支持事务：上游数据写入即可见，不影响当前数据处理任务，这大大简化了 ETL。
9. 高并发：高并发写入器使用乐观并发，即使写入冲突，也会重试以确保兼容更新成功。

此外，Iceberg支持通过流式方式读取增量数据。支持多种引擎，并且提供了java native API，不用特定引擎也可以访问Iceberg表。

Trino 引入Iceberg connector的设计改进了Hive已知的可伸缩性限制。Hive将表元数据存储在一个metastore中，该metastore由关系数据库(如MySQL)支持。它跟踪分区在metastore的位置，但无法定位到单独的数据文件。使用Hive connector的Trino查询必须首先调用metastore来获取分区位置，然后调用底层文件系统来列出每个分区内的所有数据文件，然后从每个数据文件中读取元数据。在文件量大的情况下，这是一个非常耗时的操作。

Iceberg提供了表级别的抽象接口，自己在文件中维护表的元数据信息(而非通过Hive Metastore维护)，基于此，Iceberg对于表的元数据管理以及表数据本身如何组织存储进行了封装（如图三所示），查询可以定位到文件级别，大幅提高了查询效率。

此外，Trino iceberg connector在查询优化方面支持分区下推，Projection 下推，动态过滤等提高查询效率。

三、总结

为了获取更高的查询性能，Trino可以将查询或部分查询的处理下推到连接的数据源中。这意味着特定的谓词、聚合函数或其他操作被传递到底层数据库或存储系统进行处理；另一方面可以通过添加索引的方式，加快查询。