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バージョン: Latest-4.1

パーティション化されたマテリアライズドビューの作成

このトピックでは、さまざまなユースケースに対応するためのパーティション化されたマテリアライズドビューの作成方法を紹介します。

概要​

StarRocks の非同期マテリアライズドビューは、さまざまなパーティション戦略と機能をサポートしており、次の効果を達成できます。

  • インクリメンタル構築

    パーティション化されたマテリアライズドビューを作成する際、パーティションをバッチでリフレッシュするように作成タスクを設定することで、過剰なリソース消費を避けることができます。

  • インクリメンタルリフレッシュ

    ベーステーブルの特定のパーティションでデータの変更を検出した場合、マテリアライズドビューの対応するパーティションのみを更新するようにリフレッシュタスクを設定できます。パーティションレベルのリフレッシュは、マテリアライズドビュー全体をリフレッシュするために使用されるリソースの無駄を大幅に防ぐことができます。

  • 部分的なマテリアライゼーション

    マテリアライズドビューのパーティションに TTL を設定することで、データの部分的なマテリアライゼーションを可能にします。

  • 透過的なクエリの書き換え

    クエリは、更新されたマテリアライズドビューのパーティションに基づいて透過的に書き換えられます。古いと見なされるパーティションはクエリプランに関与せず、クエリはベーステーブルで実行され、データの一貫性が保証されます。

制限事項​

パーティション化されたマテリアライズドビューは、パーティション化されたベーステーブル（通常はファクトテーブル）にのみ作成できます。ベーステーブルとマテリアライズドビューの間のパーティション関係をマッピングすることで、両者のシナジーを構築できます。

現在、StarRocks は次のデータソースからのテーブルに対してパーティション化されたマテリアライズドビューの構築をサポートしています。

  • デフォルトカタログ内の StarRocks OLAP テーブル
    • サポートされているパーティション戦略: レンジパーティション化、リストパーティション化、および式パーティション化
    • パーティションキーにサポートされているデータ型: INT, DATE, DATETIME, STRING
    • サポートされているテーブルタイプ: Primary Key, Duplicate Key, Aggregate Key, Unique Key
    • 共有なしクラスタと共有データクラスタの両方でサポート
  • Hive Catalog, Hudi Catalog, Iceberg Catalog, Paimon Catalog のテーブル
    • サポートされているパーティションレベル: プライマリレベル
    • パーティションキーにサポートされているデータ型: INT, DATE, DATETIME, STRING
注記
  • 非パーティション化されたベース（ファクト）テーブルに基づいてパーティション化されたマテリアライズドビューを作成することはできません。
  • StarRocks OLAP テーブルの場合、ベーステーブルの隣接する2つのパーティションは連続した範囲を持つ必要があります。
  • 外部カタログの多層パーティション化されたベーステーブルの場合、プライマリレベルのパーティションパスのみを使用してパーティション化されたマテリアライズドビューを作成できます。たとえば、yyyyMMdd/hour 形式でパーティション化されたテーブルの場合、yyyyMMdd でパーティション化されたマテリアライズドビューのみを構築できます。
  • v3.2.3 以降、StarRocks は Iceberg テーブルに対するパーティション化されたマテリアライズドビューの作成をサポートしており、マテリアライズドビューは変換後の列でパーティション化されます。詳細は 適切なリフレッシュ戦略を選択する. を参照してください。

ユースケース​

次のようなベーステーブルがあるとします。

CREATE TABLE IF NOT EXISTS par_tbl1 (
  datekey      DATE,       -- パーティションキーとして使用される DATE 型の日付列。
  k1           STRING,
  v1           INT,
  v2           INT
)
ENGINE=olap
PARTITION BY RANGE (datekey) (
  START ("2021-01-01") END ("2021-01-04") EVERY (INTERVAL 1 DAY)
)
DISTRIBUTED BY HASH(k1);

CREATE TABLE IF NOT EXISTS par_tbl2 (
  datekey      STRING,     -- パーティションキーとして使用される STRING 型の日付列。
  k1           STRING,
  v1           INT,
  v2           INT
)
ENGINE=olap
PARTITION BY RANGE (str2date(datekey, '%Y-%m-%d')) (
  START ("2021-01-01") END ("2021-01-04") EVERY (INTERVAL 1 DAY)
)
DISTRIBUTED BY HASH(k1);

CREATE TABLE IF NOT EXISTS par_tbl3 (
  datekey_new  DATE,       -- par_tbl1.datekey と同等の列。
  k1           STRING,
  v1           INT,
  v2           INT
)
ENGINE=olap
PARTITION BY RANGE (datekey_new) (
  START ("2021-01-01") END ("2021-01-04") EVERY (INTERVAL 1 DAY)
)
DISTRIBUTED BY HASH(k1);

パーティションを一対一で整列​

同じパーティションキーを使用して、ベーステーブルのパーティションと一対一で対応するマテリアライズドビューを作成できます。

Partitioned Materialized View-1

  • ベーステーブルのパーティションキーが DATE または DATETIME 型の場合、マテリアライズドビューに同じパーティションキーを直接指定できます。

    PARTITION BY <base_table_partitioning_column>

    例:

    CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv1
    REFRESH ASYNC
    PARTITION BY datekey
    AS 
    SELECT 
      k1, 
      sum(v1) AS SUM, 
      datekey 
    FROM par_tbl1 
    GROUP BY datekey, k1;

  • ベーステーブルのパーティションキーが STRING 型の場合、str2date 関数を使用して日付文字列を DATE または DATETIME 型に変換できます。

    PARTITION BY str2date(<base_table_partitioning_column>, <format>)

    例:

    CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv2
    REFRESH ASYNC
    PARTITION BY str2date(datekey, '%Y-%m-%d')
    AS 
    SELECT 
      k1, 
      sum(v1) AS SUM, 
      datekey 
    FROM par_tbl2 
    GROUP BY datekey, k1;

パーティションを時間粒度のロールアップで整列​

パーティションキーに date_trunc 関数を使用して、ベーステーブルよりも大きなパーティション粒度を持つマテリアライズドビューを作成できます。ベーステーブルのパーティションでデータ変更が検出されると、StarRocks はマテリアライズドビューの対応するロールアップパーティションをリフレッシュします。

Partitioned Materialized View-2

  • ベーステーブルのパーティションキーが DATE または DATETIME 型の場合、ベーステーブルのパーティションキーに date_trunc 関数を直接使用できます。

    PARTITION BY date_trunc(<format>, <base_table_partitioning_column>)

    例:

    CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv3
    REFRESH ASYNC
    PARTITION BY date_trunc('month', datekey)
    AS 
    SELECT 
      k1, 
      sum(v1) AS SUM, 
      datekey 
    FROM par_tbl1 
    GROUP BY datekey, k1;

  • ベーステーブルのパーティションキーが STRING 型の場合、SELECT リストでベーステーブルのパーティションキーを DATE または DATETIME 型に変換し、エイリアスを設定して、それを date_trunc 関数で使用してマテリアライズドビューのパーティションキーを指定します。

    PARTITION BY 
    date_trunc(<format>, <mv_partitioning_column>)
    AS
    SELECT 
      str2date(<base_table_partitioning_column>, <format>) AS <mv_partitioning_column>

    例:

    CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv4
    REFRESH ASYNC
    PARTITION BY date_trunc('month', mv_datekey)
    AS 
    SELECT 
      datekey,
      k1, 
      sum(v1) AS SUM, 
      str2date(datekey, '%Y-%m-%d') AS mv_datekey
    FROM par_tbl2 
    GROUP BY datekey, k1;

カスタマイズされた時間粒度でパーティションを整列​

上記のパーティションロールアップ方法は、特定の時間粒度に基づいてマテリアライズドビューをパーティション化することのみを許可し、パーティションの時間範囲をカスタマイズすることはできません。ビジネスシナリオでカスタマイズされた時間粒度を使用してパーティション化する必要がある場合、time_slice 関数を使用してパーティションの時間粒度を定義し、指定された時間粒度に基づいて指定された時間間隔の開始または終了に時間を変換できます。

SELECT リストでベーステーブルのパーティションキーに time_slice 関数を使用して新しい時間粒度（間隔）を定義し、エイリアスを設定して、それを date_trunc 関数で使用してマテリアライズドビューのパーティションキーを指定します。

PARTITION BY
date_trunc(<format>, <mv_partitioning_column>)
AS
SELECT 
  -- time_slice を使用できます。
  time_slice(<base_table_partitioning_column>, <interval>) AS <mv_partitioning_column>

例:

CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv5
REFRESH ASYNC
PARTITION BY date_trunc('day', mv_datekey)
AS 
SELECT 
  k1, 
  sum(v1) AS SUM, 
  time_slice(datekey, INTERVAL 5 MINUTE) AS mv_datekey 
FROM par_tbl1 
GROUP BY datekey, k1;

複数のベーステーブルでパーティションを整列​

Partitioned Materialized View-3

ベーステーブルのパーティションが互いに整列できる限り、複数のベーステーブルのパーティションと整列するマテリアライズドビューを作成できます。つまり、ベーステーブルが同じタイプのパーティションキーを使用している必要があります。ベーステーブルを JOIN で接続し、共通の列をパーティションキーとして設定できます。または、UNION で接続することもできます。整列したパーティションを持つベーステーブルは参照テーブルと呼ばれます。参照テーブルのいずれかでデータ変更が検出されると、マテリアライズドビューの対応するパーティションにリフレッシュタスクがトリガーされます。

この機能は v3.3 以降でサポートされています。

-- JOIN でテーブルを接続。
CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv6
REFRESH ASYNC
PARTITION BY datekey
AS SELECT 
  par_tbl1.datekey,
  par_tbl1.k1 AS t1k1,
  par_tbl3.k1 AS t2k1, 
  sum(par_tbl1.v1) AS SUM1, 
  sum(par_tbl3.v1) AS SUM2
FROM par_tbl1 JOIN par_tbl3 ON par_tbl1.datekey = par_tbl3.datekey_new
GROUP BY par_tbl1.datekey, t1k1, t2k1;

-- UNION でテーブルを接続。
CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv7
REFRESH ASYNC
PARTITION BY datekey
AS SELECT 
  par_tbl1.datekey,
  par_tbl1.k1 AS t1k1,
  sum(par_tbl1.v1) AS SUM1
FROM par_tbl1
GROUP BY 
  par_tbl1.datekey,
  par_tbl1.k1
UNION ALL
SELECT
  par_tbl3.datekey_new,
  par_tbl3.k1 AS t2k1, 
  sum(par_tbl3.v1) AS SUM2
FROM par_tbl3
GROUP BY 
  par_tbl3.datekey_new,
  par_tbl3.k1;

インクリメンタルリフレッシュと透過的な書き換えを実現​

パーティションごとにリフレッシュするマテリアライズドビューを作成することで、マテリアライズドビューのインクリメンタル更新と部分的なデータマテリアライゼーションによる透過的なクエリの書き換えを実現できます。

これらの目標を達成するためには、マテリアライズドビューを作成する際に次の点を考慮する必要があります。

  • リフレッシュ粒度

    各リフレッシュ操作の粒度を指定するために、プロパティ partition_refresh_number を使用できます。partition_refresh_number は、リフレッシュがトリガーされたときにリフレッシュタスクでリフレッシュされる最大パーティション数を制御します。リフレッシュされるパーティションの数がこの値を超える場合、StarRocks はリフレッシュタスクを分割し、バッチで完了します。パーティションは、最も古いパーティションから最新のパーティション（将来のために動的に作成されたパーティションを除く）まで、時系列順にリフレッシュされます。partition_refresh_number の値が -1 の場合、リフレッシュタスクは分割されません。v3.3 以降、デフォルト値は -1 から 1 に変更され、StarRocks はパーティションを 1 つずつリフレッシュするようになりました。

    また、partition_refresh_strategy プロパティを使用して、リフレッシュ戦略の適応性を制御できます。このパラメータは次の2つの値をサポートしています:

    • "strict"（デフォルト）: パーティションリフレッシュは、リフレッシュ粒度を制御するために partition_refresh_number 設定に厳密に従います。
    • "adaptive": ベーステーブルのパーティション内のデータ量に基づいて、バッチごとにリフレッシュされるパーティション数を適応的に調整し、リフレッシュ効率を向上させます。

  • マテリアライゼーションの範囲

    マテリアライズドデータの範囲は、partition_ttl_number（v3.1.5 より前のバージョン）または partition_ttl（v3.1.5 以降推奨）によって制御されます。partition_ttl_number は保持する最新のパーティション数を指定し、partition_ttl は保持するマテリアライズドビューのデータの時間範囲を指定します。各リフレッシュ時に、StarRocks はパーティションを時系列順に並べ、TTL 要件を満たすもののみを保持します。

  • リフレッシュ戦略

    • 自動リフレッシュ戦略（REFRESH ASYNC）を持つマテリアライズドビューは、ベーステーブルのデータが変更されるたびに自動的にリフレッシュされます。
    • 定期的なリフレッシュ戦略（REFRESH ASYNC [START (<start_time>)] EVERY (INTERVAL <interval>)）を持つマテリアライズドビューは、定義された間隔で定期的にリフレッシュされます。
    注記

    自動リフレッシュ戦略と定期的なリフレッシュ戦略を持つマテリアライズドビューは、リフレッシュタスクがトリガーされると自動的にリフレッシュされます。StarRocks はベーステーブルの各パーティションのデータバージョンを記録し比較します。データバージョンの変更は、パーティション内のデータ変更を示します。StarRocks がベーステーブルのパーティションでデータ変更を検出すると、マテリアライズドビューの対応するパーティションをリフレッシュします。ベーステーブルのパーティションでデータ変更が検出されない場合、対応するマテリアライズドビューのパーティションのリフレッシュはスキップされます。

  • 手動リフレッシュ戦略（REFRESH MANUAL）を持つマテリアライズドビューは、REFRESH MATERIALIZED VIEW ステートメントを手動で実行することでのみリフレッシュできます。マテリアライズドビュー全体をリフレッシュするのを避けるために、リフレッシュするパーティションの時間範囲を指定できます。ステートメントで FORCE を指定すると、StarRocks はベーステーブルのデータが変更されているかどうかに関係なく、対応するマテリアライズドビューまたはパーティションを強制的にリフレッシュします。ステートメントに WITH SYNC MODE を追加することで、リフレッシュタスクの同期呼び出しを行うことができ、StarRocks はタスクが成功または失敗したときにのみタスク結果を返します。

次の例では、パーティション化されたマテリアライズドビュー par_mv8 を作成します。StarRocks がベーステーブルのパーティションでデータ変更を検出すると、マテリアライズドビューの対応するパーティションをリフレッシュします。リフレッシュタスクはバッチに分割され、各バッチは1つのパーティションのみをリフレッシュします（"partition_refresh_number" = "1"）。最新の2つのパーティションのみが保持され（"partition_ttl_number" = "2"）、他のパーティションはリフレッシュ中に削除されます。

CREATE MATERIALIZED VIEW par_mv8
REFRESH ASYNC
PARTITION BY datekey
PROPERTIES(
  "partition_ttl_number" = "2",
  "partition_refresh_number" = "1"
)
AS 
SELECT 
  k1, 
  sum(v1) AS SUM, 
  datekey 
FROM par_tbl1 
GROUP BY datekey, k1;

このマテリアライズドビューをリフレッシュするには、REFRESH MATERIALIZED VIEW ステートメントを使用できます。次の例では、特定の時間範囲内で par_mv8 のいくつかのパーティションを強制的に同期呼び出しでリフレッシュします。

REFRESH MATERIALIZED VIEW par_mv8
PARTITION START ("2021-01-03") END ("2021-01-04")
FORCE WITH SYNC MODE;

出力:

+--------------------------------------+
| QUERY_ID                             |
+--------------------------------------+
| 1d1c24b8-bf4b-11ee-a3cf-00163e0e23c9 |
+--------------------------------------+
1 row in set (1.12 sec)

TTL 機能を使用すると、par_mv8 の一部のパーティションのみが保持されます。これにより、ほとんどのクエリが最近のデータに対して行われるシナリオで、部分的なデータのマテリアライゼーションが実現されます。TTL 機能により、マテリアライズドビューを使用して新しいデータ（たとえば、1週間または1か月以内）のクエリを透過的に高速化しながら、ストレージコストを大幅に削減できます。この時間範囲に該当しないクエリはベーステーブルにルーティングされます。

次の例では、クエリ 1 は par_mv8 に保持されているパーティションにヒットするため、マテリアライズドビューによって高速化されますが、クエリ 2 は保持されているパーティションの時間範囲に該当しないため、ベーステーブルにルーティングされます。

-- クエリ 1
SELECT 
  k1, 
  sum(v1) AS SUM, 
  datekey 
FROM par_tbl1
WHERE datekey='2021-01-04'
GROUP BY datekey, k1;

-- クエリ 2
SELECT 
  k1, 
  sum(v1) AS SUM, 
  datekey 
FROM par_tbl1
WHERE datekey='2021-01-01'
GROUP BY datekey, k1;

Partitioned Materialized View-4

Rocky the happy otterStarRocks Assistant

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