Greenplum中分布式数据库存储及查询处理

分布存储

Greenplum是一个分布式数据库系统，因此其所有的业务数据都是物理存放在集群的所有Segment实例数据库上；在Greenplum数据库中所有表都是分布式的，所以每一张表都会被切片，每个Segment实例数据库都会存放相应的数据片段。在下图中sale、customer、vendor、product四张表的数据都会切片存放在所有的Segment上，所有Segment实例同时工作，由于每个Segment只需要计算一部分数据，所以计算效率会大大提升。

表分布的策略-并行计算的基础

Hash分布

语法格式：
CREATE TABLE … DISTRIBUTED BY (column [,…])
同样数值的内容被分配到同一个Segment上；当选择Hash分布策略时，可指定表的一列或者多列组合。GP会根据指定的Hash Key列计算每一行数据对应的Hash值，并映射至相应的Segment实例。当选择的Hash Key列的值唯一时，数据将会均匀地分散至所有的Segment实例。GP数据库默认采用Hash分布，如果创建表时未指定Distributed Key，则会选择Primary Key作为Distributed Key，如果Primary Key也不存在，则会选择表的第一列作为Distributed Key。

循环（随机）分布

语法格式：
CREATE TABLE … DISTRIBUTED RANDOMLY
具有同样数值的行内容并不一定在同一个Segment上，相同的值不一定会分发至同一个Segment。不建议使用随机分布。

查询规划与分发

客户端通过Master节点将查询计划分发到各个子节点上，包括update,delete,create等操作，各个子节点上执行完查询计划结束后将结果返回到Master节点后显示到客户端中。

SQL查询处理机制

在Master节点上存在QD process（查询和分发进程），子节点上存在QE process（查询和执行进程）；当Master节点将查询计划分发到子节点上，子节点上执行QE process。GP将一个查询计划切分成多个slice来提供执行效率；多个执行计划并行工作，最先完成的slice会继续等待后完成的slice的结果。对于同一数据的处理可以理解为gang（簇）。Slice 1处理结束后会将处理结果发送给slice 2中，slice 2将汇总后的结果返回给Master节点。

并行查询计划

SELECT customer, amount FROM sales JOIN customer USING (cust_id) WHERE date=03222015;

GP的查询计划：首先对表进行全表扫描，全表扫描结束后数据进行重分布以及Hash分布，重分布是在slice1上，hash分布式在slice2上，重分布和hash分布结束后进行Hash join，Hash join结束进行gather Motion（合并连接）操作进入slice3中。