网易视频云专家分享：新一代列式存储格式Parquet

由天下分享时间：2024/11/16 9:53:38 加入收藏我要投稿点赞

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Apache Parquet是Hadoop生态圈中一种新型列式存储格式，它可以兼容Hadoop生态圈中大多数计算框架(Hadoop、Spark等)，被多种查询引擎支持（Hive、Impala、Drill等），并且它是语言和平台无关的。Parquet最初是由Twitter和Cloudera(由于Impala的缘故)合作开发完成并开源，2015年5月从Apache的孵化器里毕业成为Apache顶级项目，最新的版本是1.8.1。 Parquet是什么

Parquet的灵感来自于2010年Google发表的Dremel论文，文中介绍了一种支持嵌套结构的存储格式，并且使用了列式存储的方式提升查询性能，在Dremel论文中还介绍了Google如何使用这种存储格式实现并行查询的，如果对此感兴趣可以参考论文和开源实现Apache Drill。嵌套数据模型

在接触大数据之前，我们简单的将数据划分为结构化数据和非结构化数据，通常我们使用关系数据库存储结构化数据，而关系数据库中使用数据模型都是扁平式的，遇到诸如List、Map和自定义Struct的时候就需要用户在应用层解析。但是在大数据环境下，通常数据的来源是服务端的埋点数据，很可能需要把程序中的某些对象内容作为输出的一部分，而每一个对象都可能是嵌套的，所以如果能够原生的支持这种数据，这样在查询的时候就不需要额外的解析便能获得想要的结果。例如在Twitter，在他们的生产环境中一个典型的日志对象（一条记录）有87个字段，其中嵌套了7层，如下图: .

另外，随着嵌套格式的数据的需求日益增加，目前Hadoop生态圈中主流的查询引擎都支持更丰富的数据类型，例如Hive、SparkSQL、Impala等都原生的支持诸如struct、map、array这样的复杂数据类型，这样也就使得诸如Parquet这种原生支持嵌套数据类型的存储格式也变得至关重要，性能也会更好。列式存储

列式存储，顾名思义就是按照列进行存储数据，把某一列的数据连续的存储，每一行中的不同列的值离散分布。列式存储技术并不新鲜，在关系数据库中都已经在使用，尤其是在针对OLAP场景下的数据存储，由于OLAP场景下的数据大部分情况下都是批量导入，基本上不需要支持单条记录的增删改操作，而查询的时候大多数都是只使用部分列进行过滤、聚合，对少数列进行计算（基本不需要select * from xx之类的查询）。列式存储可以大大提升这类查询的性能，较之于行是存储，列式存储能够带来这些优化：

1、由于每一列中的数据类型相同，所以可以针对不同类型的列使用不同的编码和压缩方式，这样可以大大降低数据存储空间。

2、读取数据的时候可以把映射(Project)下推，只需要读取需要的列，这样可以大大减少每次查询的I/O数据量，更甚至可以支持谓词下推，跳过不满足条件的列。

3、由于每一列的数据类型相同，可以使用更加适合CPU pipeline的编码方式，减小CPU的缓存失效。 .

Parquet的组成

Parquet仅仅是一种存储格式，它是语言、平台无关的，并且不需要和任何一种数据处理框架绑定，目前能够和Parquet适配的组件包括下面这些，可以看出基本上通常使用的查询引擎和计算框架都已适配，并且可以很方便的将其它序列化工具生成的数据转换成Parquet格式。

查询引擎: Hive, Impala, Pig, Presto, Drill, Tajo, HAWQ, IBM Big SQL 计算框架: MapReduce, Spark, Cascading, Crunch, Scalding, Kite 数据模型: Avro, Thrift, Protocol Buffers, POJOs 项目组成

Parquet项目由以下几个子项目组成:

parquet-format项目由java实现，它定义了所有Parquet元数据对象，Parquet的元数据是使用Apache Thrift进行序列化并存储在Parquet文件的尾部。

parquet-mr项目由java实现，它包括多个模块，包括实现了读写Parquet文件的功能，并且提供一些和其它组件适配的工具，例如HadoopInput/Output Formats、Hive Serde(目前Hive已经自带Parquet了)、Pig loaders等。

parquet-compatibility项目，包含不同编程语言之间(JAVA和C/C++)读写文件的测试代码。

parquet-cpp项目，它是用于用于读写Parquet文件的C++库。下图展示了Parquet各个组件的层次以及从上到下交互的方式。