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고속 시계열 분석을 위한 materialized view 롤업 만들기

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이 튜토리얼에서는 materialized views를 사용해 대용량 이벤트 테이블의 사전 집계 롤업을 유지하는 방법을 설명합니다. 생성할 객체는 3개입니다. 원시 테이블, 롤업 테이블, 그리고 롤업 테이블에 자동으로 기록하는 materialized view입니다.

이 패턴을 사용해야 하는 경우

다음과 같은 경우 이 패턴을 사용하십시오:

  • 추가 전용 이벤트 스트림(클릭, 페이지뷰, IoT, 로그)이 있습니다.
  • 대부분의 쿼리가 시간 범위(분/시간/일 단위)에 대한 집계입니다.
  • 모든 원시 행을 다시 스캔하지 않고도 안정적으로 1초 미만의 읽기 성능을 원합니다.

원시 이벤트 테이블 생성

CREATE TABLE events_raw
(
    event_time   DateTime,
    user_id      UInt64,
    country      LowCardinality(String),
    event_type   LowCardinality(String),
    value        Float64
)
ENGINE = MergeTree
PARTITION BY toYYYYMM(event_time)
ORDER BY (event_time, user_id)
TTL event_time + INTERVAL 90 DAY DELETE

참고

  • PARTITION BY toYYYYMM(event_time)는 파티션을 작게 유지해 쉽게 삭제할 수 있게 합니다.
  • ORDER BY (event_time, user_id)는 시간 범위가 있는 쿼리와 보조 필터를 지원합니다.
  • LowCardinality(String)는 범주형 차원의 메모리 사용량을 줄여줍니다.
  • TTL은 90일 후 원시 데이터를 정리합니다(보존 요구 사항에 맞게 조정하세요).

롤업(집계된) 테이블 설계

시간별로 미리 집계합니다. 가장 자주 사용하는 분석 윈도우에 맞춰 세분화 수준을 선택하십시오.

CREATE TABLE events_rollup_1h
(
    bucket_start  DateTime,            -- start of the hour
    country       LowCardinality(String),
    event_type    LowCardinality(String),
    users_uniq    AggregateFunction(uniqExact, UInt64),
    value_sum     AggregateFunction(sum, Float64),
    value_avg     AggregateFunction(avg, Float64),
    events_count  AggregateFunction(count)
)
ENGINE = AggregatingMergeTree
PARTITION BY toYYYYMM(bucket_start)
ORDER BY (bucket_start, country, event_type)

부분 집계를 간결하게 표현하고 나중에 머지하거나 최종 계산할 수 있는 집계 상태(aggregate states)(예: AggregateFunction(sum, ...))를 저장합니다.

롤업을 채우는 materialized view 생성

이 materialized view는 events_raw에 삽입이 발생하면 자동으로 실행되어 롤업에 **집계 상태(aggregate states)**를 기록합니다.

CREATE MATERIALIZED VIEW mv_events_rollup_1h
TO events_rollup_1h
AS
SELECT
    toStartOfHour(event_time) AS bucket_start,
    country,
    event_type,
    uniqExactState(user_id)   AS users_uniq,
    sumState(value)           AS value_sum,
    avgState(value)           AS value_avg,
    countState()              AS events_count
FROM events_raw
GROUP BY bucket_start, country, event_type;

샘플 데이터를 삽입합니다

샘플 데이터를 삽입합니다:

INSERT INTO events_raw VALUES
    (now() - INTERVAL 4 SECOND, 101, 'US', 'view', 1),
    (now() - INTERVAL 3 SECOND, 101, 'US', 'click', 1),
    (now() - INTERVAL 2 SECOND, 202, 'DE', 'view', 1),
    (now() - INTERVAL 1 SECOND, 101, 'US', 'view', 1);

롤업 쿼리하기

상태를 읽기 시점에 머지하거나 확정할 수 있습니다:

SELECT
    bucket_start,
    country,
    event_type,
    uniqExactMerge(users_uniq) AS users,
    sumMerge(value_sum)        AS value_sum,
    avgMerge(value_avg)        AS value_avg,
    countMerge(events_count)   AS events
FROM events_rollup_1h
WHERE bucket_start >= now() - INTERVAL 1 DAY
GROUP BY ALL
ORDER BY bucket_start, country, event_type;

최상의 성능을 위해 프라이머리 키 필드로 필터링

EXPLAIN 명령을 사용하면 인덱스가 데이터를 어떻게 가지치기하는지 확인할 수 있습니다:

Querysql
EXPLAIN indexes=1
SELECT *
FROM events_rollup_1h
WHERE bucket_start BETWEEN now() - INTERVAL 3 DAY AND now()
  AND country = 'US';
Responseresponse
        ┌─explain────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
    1.  │ Expression ((Project names + Projection))                                                                                          │
    2.  │   Expression                                                                                                                       │
    3.  │     ReadFromMergeTree (default.events_rollup_1h)                                                                                   │
    4.  │     Indexes:                                                                                                                       │
    5.  │       MinMax                                                                                                                       │
    6.  │         Keys:                                                                                                                      │
    7.  │           bucket_start                                                                                                             │
    8.  │         Condition: and((bucket_start in (-Inf, 1758550242]), (bucket_start in [1758291042, +Inf)))                                 │
    9.  │         Parts: 1/1                                                                                                                 │
    10. │         Granules: 1/1                                                                                                              │
    11. │       Partition                                                                                                                    │
    12. │         Keys:                                                                                                                      │
    13. │           toYYYYMM(bucket_start)                                                                                                   │
    14. │         Condition: and((toYYYYMM(bucket_start) in (-Inf, 202509]), (toYYYYMM(bucket_start) in [202509, +Inf)))                     │
    15. │         Parts: 1/1                                                                                                                 │
    16. │         Granules: 1/1                                                                                                              │
    17. │       PrimaryKey                                                                                                                   │
    18. │         Keys:                                                                                                                      │
    19. │           bucket_start                                                                                                             │
    20. │           country                                                                                                                  │
    21. │         Condition: and((country in ['US', 'US']), and((bucket_start in (-Inf, 1758550242]), (bucket_start in [1758291042, +Inf)))) │
    22. │         Parts: 1/1                                                                                                                 │
    23. │         Granules: 1/1                                                                                                              │
        └────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

위의 쿼리 실행 계획은 3가지 유형의 인덱스가 사용되는 것을 보여줍니다: MinMax 인덱스, 파티션 인덱스, 그리고 프라이머리 키 인덱스입니다. 각 인덱스는 프라이머리 키에 지정된 필드 (bucket_start, country, event_type)를 활용합니다. 최적의 필터링 성능을 얻으려면 쿼리가 프라이머리 키 필드를 사용해 불필요한 데이터를 제외하도록 해야 합니다.

일반적인 변형

  • 다양한 집계 단위: 일별 롤업을 추가합니다:
CREATE TABLE events_rollup_1d
(
    bucket_start Date,
    country      LowCardinality(String),
    event_type   LowCardinality(String),
    users_uniq   AggregateFunction(uniqExact, UInt64),
    value_sum    AggregateFunction(sum, Float64),
    value_avg    AggregateFunction(avg, Float64),
    events_count AggregateFunction(count)
)
ENGINE = AggregatingMergeTree
PARTITION BY toYYYYMM(bucket_start)
ORDER BY (bucket_start, country, event_type);

다음으로 두 번째 materialized view:

CREATE MATERIALIZED VIEW mv_events_rollup_1d
TO events_rollup_1d
AS
SELECT
    toDate(event_time) AS bucket_start,
    country,
    event_type,
    uniqExactState(user_id),
    sumState(value),
    avgState(value),
    countState()
FROM events_raw
GROUP BY ALL;
  • 압축: 원시 테이블의 큰 컬럼에 코덱을 적용합니다(예: Codec(ZSTD(3))).
  • 비용 제어: 보존 부담이 큰 데이터는 원시 테이블에 두고, 장기간 유지할 롤업만 유지합니다.
  • 백필: 과거 데이터를 로드할 때는 events_raw에 삽입하고 materialized view가 롤업을 자동으로 생성하도록 합니다. 기존 행에 대해서는 적절한 경우 materialized view 생성 시 POPULATE를 사용하거나 INSERT SELECT를 사용합니다.

정리 및 보존

  • 원시 데이터의 TTL(예: 30/90일)은 늘리고, 롤업은 더 오래(예: 1년) 유지합니다.
  • 티어링이 활성화된 경우 TTL을 사용해 오래된 파트를 더 저렴한 스토리지로 이동할 수도 있습니다.

문제 해결

  • materialized view가 업데이트되지 않습니까? 삽입이 events_raw로 들어가는지(롤업 테이블이 아닌지), 그리고 materialized view 대상이 올바른지(TO events_rollup_1h) 확인하세요.
  • 쿼리가 느립니까? 롤업을 사용하고 있는지(롤업 테이블을 직접 쿼리) 확인하고, 시간 필터가 롤업 단위와 일치하는지 점검하세요.
  • 백필 결과가 맞지 않습니까? SYSTEM FLUSH LOGS를 사용한 뒤 system.query_log / system.parts를 확인하여 삽입과 머지를 검증하세요.
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