使用clickhouse时怎么理解分区和分片

一、分区(Partition)------逻辑划分

概念

分区是 逻辑上的数据划分 ,主要用于 加速查询、管理数据、减少扫描量

  • 数据根据某个字段或者表达式划分到不同的分区里。
  • 分区一般不影响存储在物理节点的位置(可以在同一台机器上)。
  • 在 OLAP 场景中,分区通常是按时间或大类划分,例如天、月、地区。

特点

特性 描述
逻辑划分 用字段值或表达式分组数据
主要目的 减少扫描量、优化查询
常用字段 日期、地区、业务线
例子 ClickHouse:PARTITION BY toYYYYMM(event_date)

例子:ClickHouse

sql 复制代码
CREATE TABLE user_events (
    user_id String,
    event_type String,
    event_date Date,
    data String
) ENGINE = MergeTree()
PARTITION BY toYYYYMM(event_date)
ORDER BY (user_id);
  • 表示数据会按 年月 分区
  • 查询 WHERE event_date = '2026-01-12' 时,只扫描对应分区

二、分片(Shard)------物理划分

概念

分片是 物理上的数据划分 ,用于 分布式存储和并行计算

  • 数据被切分到不同的节点或者磁盘上。
  • 每个分片就是数据库中的一个 独立存储单元
  • 分片数直接影响 并行度吞吐量

特点

特性 描述
物理划分 数据存储在不同节点或磁盘上
主要目的 分布式扩展、负载均衡、提高并行度
常用策略 Hash 分片、Range 分片
例子 ClickHouse:shard MOD sharding_key

例子:ClickHouse 分布式表

sql 复制代码
CREATE TABLE user_events_local ON CLUSTER cluster1
(
    user_id String,
    event_type String,
    event_date Date,
    data String
) ENGINE = MergeTree()
PARTITION BY toYYYYMM(event_date)
ORDER BY (user_id);

CREATE TABLE user_events_distributed ON CLUSTER cluster1 AS user_events_local
ENGINE = Distributed(cluster1, default, user_events_local, user_id);
  • Distributed 表会根据 user_id 做 Hash,决定数据落到哪个 shard(节点)
  • 查询时可并行读取多个 shard

三、分区 vs 分片

对比维度 分区 Partition 分片 Shard
本质 逻辑划分 物理划分
主要目的 查询优化、管理 扩展、并行处理
划分依据 字段、表达式 Hash/Range/Key
是否决定节点 不一定 决定节点或磁盘
示例 MergeTree 按月分区 Distributed 表按 user_id Hash 分片

理解方式

分区 是为了快速找到数据
分片 是为了把数据分散到多台机器并行处理


四、一个比喻

假设你有 1 亿条订单数据:

  1. 分区 = 按月份把订单放进不同的文件夹

    • 文件夹里可能还是同一台服务器上的数据
    • 查询某月订单,只扫那个文件夹
  2. 分片 = 把订单分散到 10 台机器上

    • 每台机器负责一部分数据
    • 查询时可并行扫描,提高吞吐量

  • Partition:可以理解为 KeyBy 后的数据分区(逻辑划分)

    java 复制代码
    stream.keyBy(x -> x.userId)
    • 相同 key 的数据被发送到同一个 subtask
  • Shard:在数据库或者 Kafka 中物理划分

    • Kafka topic 有多个 partition → 每个 Flink subtask 处理一个或多个 partition

总结一句话

分区是为了快速定位数据 ,分片是为了分布式扩展和并行处理,两者逻辑和物理维度不同,但可以结合使用达到最佳性能。

那么, 怎么理解CK支持分区(纵向扩展,利用多线程原理),也支持分片(横向扩展,利用分布式原理)?

明白,你这句话就是在 把"分区"和"分片"跟扩展方式联系起来讲,我帮你拆开解释得更清楚:


1️⃣ 分区 → 纵向扩展(利用多线程原理)

  • 概念 :分区是逻辑上的划分,每个分区的数据可以独立处理。
  • 纵向扩展 意思是:在同一台机器上,利用 CPU 的多核 / 多线程来并行处理不同分区的数据
  • 原理:每个分区可以分配一个线程去处理,数据处理是并行的,但所有分区在同一台机器上。

例子:ClickHouse MergeTree

sql 复制代码
PARTITION BY toYYYYMM(event_date)
  • 查询某个月的数据时
  • 内部可以为每个分区开启多个线程扫描
  • 同一台机器 CPU 多核充分利用

比喻

  • 一个厨师在一台厨房里,同时炒好几道菜,每道菜是一个分区 → 纵向扩展

2️⃣ 分片 → 横向扩展(利用分布式原理)

  • 概念 :分片是物理上的划分,数据被存储在不同节点上。
  • 横向扩展 意思是:通过增加机器节点,把数据分片分散到更多服务器上处理
  • 原理:每个节点处理自己的分片,节点之间互不干扰,可以真正并行计算大规模数据。

例子:ClickHouse Distributed 表

sql 复制代码
ENGINE = Distributed(cluster1, default, user_events_local, user_id)
  • user_id 被 Hash 分片
  • 每个 shard 落在不同机器上
  • 查询时多台机器并行读取数据

比喻

  • 厨师不够了,开更多厨房,每个厨房炒一部分菜 → 横向扩展

3️⃣ 对比总结

维度 分区 Partition 分片 Shard
划分方式 逻辑 物理
扩展方式 纵向(单机多线程) 横向(多机并行)
优点 快速定位数据、单机高效 支持大规模数据、分布式处理
缺点 单机能力有限 需要网络、协调成本
举例 MergeTree 按月份分区 Distributed 表按 user_id 分片

一句话理解

分区是"把工作切成线程能吃的块"(纵向扩展),

分片是"把工作切成机器能吃的块"(横向扩展)。

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