DeepSeek对AliSQL 集成 DuckDB 的总结

原文地址: https://github.com/alibaba/AliSQL

AliSQL 集成 DuckDB 总结

一、什么是 DuckDB？

DuckDB 是一款开源的嵌入式分析型数据库（OLAP），专为数据分析场景设计，具有以下特点：

卓越的查询性能：单节点性能远超 InnoDB，甚至超过 ClickHouse 和 SelectDB。
优秀的压缩能力：采用列式存储，自动根据数据类型选择压缩算法，压缩率高。
嵌入式设计：自然适合嵌入到 MySQL 中。
插件化架构：便于第三方开发和功能扩展。
友好的许可证：允许任何形式的使用（包括商业用途）。

二、为何将 DuckDB 集成到 AliSQL？

MySQL 长期缺乏分析型查询引擎，InnoDB 擅长 OLTP 但不适合 OLAP。集成后实现：

混合负载支持：同一数据库系统同时支持 OLTP（MySQL/InnoDB）和 OLAP（DuckDB）。
高性能分析 ：分析查询性能最高提升 200 倍。
存储成本降低 ：DuckDB 只读副本的存储空间仅为原实例的 20%。
100% MySQL 语法兼容：作为存储引擎集成，用户无需学习新语法。
零额外管理成本：管理与监控方式与普通 RDS MySQL 实例相同。
一键部署：自动将 InnoDB 数据转换为 DuckDB 格式，创建只读实例。

三、架构设计

1. MySQL 可插拔存储引擎架构

运行时层：通信、访问控制、系统配置与监控。
Binlog 层：binlog 生成、复制与应用。
SQL 层：SQL 解析、优化与执行。
存储引擎层：数据存储与访问。

2. DuckDB 只读实例架构

读写分离：分析负载与主实例隔离，互不影响。
数据同步：通过 binlog 机制从主实例复制数据。
存储分工 ：
- InnoDB：存储元数据和系统信息（账户、配置）。
- DuckDB：存储所有用户数据。

3. 查询路径

用户通过 MySQL 客户端连接。
MySQL 解析查询并进行必要处理。
SQL 发送至 DuckDB 引擎执行。
DuckDB 返回结果至服务器层。
服务器层将结果转换为 MySQL 格式返回客户端。

兼容性保障：

扩展 DuckDB 语法解析器以支持 MySQL 特定语法。
重写大量 DuckDB 函数并新增 MySQL 函数。
自动化兼容性测试平台（约 17 万条 SQL 测试）显示 兼容率达 99%。

4. Binlog 复制路径

幂等性回放：DuckDB 不支持两阶段提交，通过定制事务提交与 binlog 回放流程确保数据一致性。
DML 回放优化 ：
- DuckDB 偏好大事务，小事务频繁会导致复制延迟。
- 实现批量回放机制，达到 30 万行/秒 的回放能力。
- Sysbench 测试中实现零复制延迟，性能优于 InnoDB。

5. DDL 兼容性与优化

原生支持 DDL：使用 Inplace/Instant 方式执行。
非原生 DDL（如列重排序）：通过 Copy DDL 机制实现。
数据转换优化 ：从 InnoDB 转换至 DuckDB 时采用多线程并行执行，执行时间减少 7 倍。

四、性能基准测试

测试环境：

ECS 实例：32 CPU，128GB 内存，ESSD PL1 云盘 500GB。
基准测试：TPC-H SF100。

性能对比（部分查询时间，单位：秒）：

DuckDB：总时间 15.31 秒。
InnoDB：总时间 25234.31 秒（部分查询超时 1800 秒）。
性能提升 ：DuckDB 在分析查询场景下最高提升 200 倍。

五、体验方式

可在阿里云 RDS MySQL 上体验 DuckDB 引擎：

官方帮助文档

六、相关资源

总结

AliSQL 通过将 DuckDB 集成作为原生 AP 引擎，为用户提供了高性能、低存储成本、完全兼容 MySQL 语法的分析查询能力。该架构实现了 OLTP 与 OLAP 的混合负载支持，并通过优化 binlog 复制、DDL 兼容性及查询路径，确保了系统的稳定性与易用性。适用于需要在 MySQL 生态中直接进行高效数据分析的场景。