从 Postgres 迁移到 ClickHouse：数据建模技巧更新版 V2

ClickHouseDB

于 2025-04-06 20:30:00 发布

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分类专栏：软件工程文章标签： clickhouse mfc c++

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作者：Lionel Palacin & Sai Srirampur

本文在公众号【ClickHouseInc】首发

从 Postgres 到 ClickHouse：数据建模指南

越来越多的客户开始同时使用 Postgres 和 ClickHouse，其中 Postgres 主要用于事务处理，而 ClickHouse 负责分析型工作负载。两者各自针对不同的工作负载进行了优化。Postgres 与 ClickHouse 的常见集成方式之一是变更数据捕获（Change Data Capture，CDC）。CDC 可持续跟踪 Postgres 中的插入、更新和删除操作，并将这些数据复制到 ClickHouse，从而支持实时分析。

要实现 Postgres CDC 到 ClickHouse，可以使用 PeerDB（一个开源复制工具），或在 ClickHouse Cloud 中通过 ClickPipes 享受更完整的集成体验。由于 Postgres 和 ClickHouse 在架构上存在差异，除了复制数据外，在 ClickHouse 中合理设计表结构和查询方式同样至关重要，以提升性能。

本文将深入解析 Postgres CDC 到 ClickHouse 的内部工作原理，并介绍数据建模和查询优化的最佳实践。主要内容包括数据去重策略、自定义排序键的处理、JOIN 优化、物化视图（MVs，包括可刷新 MVs）、反规范化等。此外，这些方法不仅适用于 CDC 方案，还可以用于一次性迁移，因此，希望本文能帮助所有希望在 ClickHouse 进行数据分析的 Postgres 用户。去年年底，我们发布了该博客的第一版，本次更新将是进阶版本。

数据集

在本文中，我们将通过一个真实的数据集来演示这些策略。具体来说，我们选用了 StackOverflow 数据集的一个子集，并将其加载到 PostgreSQL 中。该数据集广泛用于 ClickHouse 官方文档，您可以在此处找到更多相关信息。此外，我们还开发了一个 Python 脚本来模拟 StackOverflow 用户的行为，并在 GitHub 上提供了实验复现的详细说明。

数据是如何同步的？

PostgreSQL 逻辑解码

ClickPipes 和 PeerDB 通过 Postgres 逻辑解码（Logical Decoding）实时获取 Postgres 中的数据变更。逻辑解码的机制允许 ClickPipes 这样的客户端以易读的方式接收变更数据，例如一系列 INSERT、UPDATE 和 DELETE 语句。如果想深入了解逻辑解码的工作原理，可以参考我们的一篇详细介绍该过程的博客。

在数据同步过程中，ClickPipes 会自动在 ClickHouse 中创建对应的表，并采用最本地化的数据类型映射。此外，它还能高效执行初始快照（snapshot）和回填（backfill）操作，以确保数据同步的完整性。

ReplacingMergeTree

ClickPipes 在 ClickHouse 中使用 ReplacingMergeTree 引擎来映射 Postgres 表。ClickHouse 在仅追加（append-only）模式下性能最佳，因此不建议频繁执行 UPDATE 操作，而 ReplacingMergeTree 在这种场景下尤为适用。

在 ReplacingMergeTree 模型中，UPDATE 操作会转换为带有更新版本号（_peerdb_version）的新插入（INSERT），而 DELETE 操作则转换为新插入，并将 _peerdb_is_deleted 标记为 true。ReplacingMergeTree 引擎会在后台自动去重并合并数据，确保同一主键（id）只保留最新版本，从而高效地处理 UPDATE 和 DELETE 操作，使其表现得像是版本化的插入。

下面是 ClickPipes 在 ClickHouse 中执行的 CREATE TABLE 语句示例：

CREATE TABLE users
(
    `id` Int32,
    `reputation` String,
    `creationdate` DateTime64(6),
    `displayname` String,
    `lastaccessdate` DateTime64(6),
    `aboutme` String,
    `views` Int32,
    `upvotes` Int32,
    `downvotes` Int32,
    `websiteurl` String,
    `location` String,
    `accountid` Int32,
    `_peerdb_synced_at` DateTime64(9) DEFAULT now64(),
    `_peerdb_is_deleted` Int8,
    `_peerdb_version` Int64
)
ENGINE = ReplacingMergeTree(_peerdb_version)
PRIMARY KEY id
ORDER BY id;

示例说明

下图展示了如何使用 ClickPipes 在 PostgreSQL 和 ClickHouse 之间同步 users 表的基本流程。

步骤 1：展示 PostgreSQL 中 users 表的初始快照，其中包含两行数据。同时，ClickPipes 执行初始加载，将这两行数据完整复制到 ClickHouse。

步骤 2：展示 users 表的三种数据变更操作——插入（INSERT）一行新数据、更新（UPDATE）一行已有数据，以及删除（DELETE）另一行数据。

步骤 3：展示 ClickPipes 如何将这些变更操作作为版本化的插入同步到 ClickHouse。UPDATE 操作会在 ClickHouse 中生成 ID 为 2 的新版本数据，而 DELETE 操作则会生成 ID 为 1 的新版本数据，并将 _deleted 字段标记为 true。因此，与 PostgreSQL 相比，ClickHouse 中的 users 表会额外存储三行数据。

因此，在 ClickHouse 中执行 SELECT count(*) FROM users; 这样的查询，可能会返回与 PostgreSQL 不同的结果。根据 ClickHouse 的合并（merge）机制，旧版本的数据最终会在合并过程中被清理。但由于合并发生的时间不可预测，这意味着在合并完成之前，ClickHouse 可能会返回与 PostgreSQL 不一致的查询结果。

那么，我们如何确保 ClickHouse 和 PostgreSQL 返回相同的查询结果呢？

去重策略

本节介绍几种方法，以确保 ClickHouse 查询结果与 PostgreSQL 保持一致。

默认方法：使用 FINAL 关键字

在 ClickHouse 查询中，推荐使用 FINAL 关键字进行数据去重。这可以确保查询结果中仅包含去重后的数据，非常适用于通过 Postgres CDC 同步的 ClickHouse 表。只需在查询语句中添加 FINAL 关键字即可。

使用 FINAL 会增加一定的查询开销，但 ClickHouse 依然具备出色的查询性能。此外，ClickHouse 在多个版本更新中已对 FINAL 进行了性能优化（#73132、#73682、#58120、#47915）。

下面我们来看 FINAL 在三种查询中的具体应用。

请注意，以下示例查询中都使用了 WHERE 子句来过滤已删除的行。

简单计数查询：计算帖子数量

这是验证数据同步是否正确的最简单方式。PostgreSQL 和 ClickHouse 应该返回相同的计数结果。

-- PostgreSQL 
SELECT count(*) FROM posts;

-- ClickHouse 
SELECT count(*) FROM posts FINAL where _peerdb_is_deleted=0;

带 JOIN 的简单聚合查询：统计累计浏览量最多的前 10 名用户

这是一个针对单个表的聚合查询。如果数据存在重复，会导致 `SUM` 计算结果出现偏差。

-- PostgreSQL 
SELECT
    sum(p.viewcount) AS viewcount,
    p.owneruserid as user_id,
    u.displayname as display_name
FROM posts p
LEFT JOIN users u ON u.id = p.owneruserid
WHERE p.owneruserid > 0
GROUP BY user_id, display_name
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 10;

-- ClickHouse 
SELECT
    sum(p.viewcount) AS viewcount,
    p.owneruserid AS user_id,
    u.displayname AS display_name
FROM posts AS p
FINAL
LEFT JOIN users AS u
FINAL ON (u.id = p.owneruserid) AND (u._peerdb_is_deleted = 0)
WHERE (p.owneruserid > 0) AND (p._peerdb_is_deleted = 0)
GROUP BY
    user_id,
    display_name
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 10

FINAL 设置

如果不想在每个表名后都手动添加 FINAL，可以使用 FINAL 设置，使其自动应用于查询中的所有表。

该设置既可以应用于单个查询，也可以应用于整个会话，以减少手动添加 FINAL 的工作量。

-- Per query FINAL setting
SELECT count(*) FROM posts SETTINGS final = 1;

-- Set FINAL for the session
SET final = 1;
SELECT count(*) FROM posts;

行策略（ROW policy）

另一种简化查询的方式是使用 ROW policy，它可以自动隐藏 _peerdb_is_deleted = 0 这一过滤条件。例如，下面的示例创建了一个行策略，使 votes 表的所有查询默认排除已删除的行。

-- Apply row policy to all users
CREATE ROW POLICY cdc_policy ON votes FOR SELECT USING _peerdb_is_deleted = 0 TO ALL;

行策略可以针对特定的用户和角色进行配置。在示例中，我们将其应用于所有用户和角色，但在实际应用时，建议根据具体需求仅对特定用户或角色生效。

以 PostgreSQL 风格查询 —— 最小化迁移成本

在将分析数据集从 PostgreSQL 迁移到 ClickHouse 时，通常需要调整查询语句，以适应两者在数据处理方式和查询执行上的差异。如前所述，为了确保 ClickHouse 中的数据正确去重，可能需要对 PostgreSQL 查询进行一定调整。

本节介绍几种方法，使原始查询无需修改即可兼容 ClickHouse。

视图（Views）

视图是一种避免在查询中直接使用 FINAL 关键字的有效方式。由于视图本身不存储数据，每次查询时都会从源表读取最新的数据。

下面的示例展示了如何在 ClickHouse 中为每个表创建视图，并自动在查询中包含 FINAL 关键字和已删除数据的过滤条件。

CREATE VIEW posts_view AS SELECT * FROM posts FINAL where _peerdb_is_deleted=0;
CREATE VIEW users_view AS SELECT * FROM users FINAL where _peerdb_is_deleted=0;
CREATE VIEW votes_view AS SELECT * FROM votes FINAL where _peerdb_is_deleted=0;
CREATE VIEW comments_view AS SELECT * FROM comments FINAL where _peerdb_is_deleted=0;

这样，我们可以使用与 PostgreSQL 相同的 SQL 语句查询视图，而无需修改原始查询。

-- Most viewed posts
SELECT
    sum(viewcount) AS viewcount,
    owneruserid
FROM posts_view
WHERE owneruserid > 0
GROUP BY owneruserid
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 10

可刷新的物化视图（Refreshable Materialized View）

另一种方法是使用可刷新的物化视图（Refreshable Materialized View），通过定期执行查询，将去重后的数据存入目标表。每次刷新时，目标表都会被最新的查询结果替换。

这种方法的最大优势是，使用 FINAL 关键字的查询仅在刷新时执行一次，避免了后续查询的额外开销，提高了查询效率。

不过，这种方法的缺点是，目标表的数据只会在刷新时更新，因此数据的实时性取决于刷新频率。对于大多数场景来说，几分钟到几小时的刷新间隔通常已经足够。

-- Create deduplicated posts table 
CREATE table deduplicated_posts AS posts;

-- Create the Materialized view and schedule to run every hour
CREATE MATERIALIZED VIEW deduplicated_posts_mv REFRESH EVERY 1 HOUR TO deduplicated_posts AS 
SELECT * FROM posts FINAL where _peerdb_is_deleted=0

之后，就可以像查询普通表一样查询 deduplicated_posts。

SELECT
    sum(viewcount) AS viewcount,
    owneruserid
FROM deduplicated_posts
WHERE owneruserid > 0
GROUP BY owneruserid
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 10;

进阶优化：调整合并设置

ClickHouse 的 ReplicatingMergeTree 引擎在数据合并（merge）时会自动进行去重，具体行为可参考官方文档。

默认情况下，ClickHouse 的合并操作频率较低，无法作为可靠的去重机制。不过，可以通过调整表的配置来优化合并的执行时间。

ReplacingMergeTree 文档列出了三个可以调整的参数，以便更频繁地触发数据合并：

min_age_to_force_merge_seconds：ClickHouse 仅合并比该值更早的数据分片。默认值为 0（禁用）。
min_age_to_force_merge_on_partition_only：控制 min_age_to_force_merge_seconds 是否仅适用于整个分区，而不适用于分区的子集。默认值为 false。

可以使用 ALTER TABLE 语句对现有表应用这些参数。例如，以下命令会将 posts 表的 min_age_to_force_merge_seconds 设置为 10 秒，并将 min_age_to_force_merge_on_partition_only 设置为 true：

-- Tune merge settings
ALTER TABLE posts MODIFY SETTING min_age_to_force_merge_seconds=10;
ALTER TABLE posts MODIFY SETTING min_age_to_force_merge_on_partition_only=true;

调整这些参数可以提高合并频率，显著减少重复数据，但无法完全杜绝重复。在某些分析型工作负载中，这种程度的去重已经足够。

排序键（Ordering Keys）

排序键定义了 ClickHouse 表在磁盘上的数据排序方式，并影响查询的索引机制。在从 Postgres 复制数据时，ClickPipes 默认将 Postgres 表的主键作为 ClickHouse 表的排序键。通常，Postgres 主键已经足够用作 ClickHouse 的排序键，因为 ClickHouse 本身已针对快速扫描进行了优化，因此通常无需额外的自定义排序键。

但在更大规模的数据场景下，建议在 ClickHouse 的排序键中增加额外列，以提升查询性能。然而，修改排序键可能会导致 ClickHouse 处理数据去重的方式发生变化。因为在 ClickHouse 中，排序键不仅决定数据的存储顺序和索引方式，还会影响去重逻辑。关于这一限制的详细说明，请参考相关文档。最简单的解决方案是使用可刷新的物化视图（Refreshable Materialized Views）。

使用可刷新的物化视图

使用可刷新的物化视图（MVs）是一种定义自定义排序键（ORDER BY）的简单方法。MVs 允许你定期（例如每 5 或 10 分钟）重新整理整个表，并按照指定的排序键存储数据。有关更多详细信息和注意事项，请参考上面的章节。

以下是一个包含自定义 `ORDER BY` 和去重逻辑的可刷新的物化视图示例：

CREATE MATERIALIZED VIEW posts_final
REFRESH EVERY 10 second ENGINE = ReplacingMergeTree(_peerdb_version)
ORDER BY (owneruserid,id) -- different ordering key but with suffixed postgres pkey
AS
SELECT * FROM posts FINAL 
WHERE _peerdb_is_deleted = 0; -- this does the deduplication

自定义排序键（不使用可刷新的物化视图）

如果由于数据规模过大，导致可刷新的物化视图不可行，可以采用以下方法，在大型表上定义自定义排序键，并解决与去重相关的问题。

选择不会随行变化的排序键列

在 ClickHouse 中定义排序键时（除了 Postgres 主键之外），建议选择不会随行变化的列，以避免 ReplacingMergeTree 可能遇到的数据一致性和去重问题。

例如，在多租户 SaaS 应用中，使用 (tenant_id, id) 作为排序键是一个合理的选择。这些列可以唯一标识每一行数据，同时，即使其他列发生变化，tenant_id 也不会变更。由于 id 的去重方式与 (tenant_id, id) 一致，因此如果 tenant_id 发生变化，也不会影响去重。

注意：如果你的应用场景需要在排序键中包含可能发生变化的列，请联系我们（support@clickhouse.com）。我们有更高级的方法来应对这种情况，并可以与你一起制定合适的解决方案。

在 Postgres 表上设置 REPLICA IDENTITY 以匹配自定义排序键

为了确保 Postgres CDC 能够正确工作，必须修改表的 REPLICA IDENTITY，使其包含排序键列。这对于 DELETE 操作的正确处理尤为重要。

如果 REPLICA IDENTITY 不包含排序键列，Postgres CDC 仅捕获主键列的值，而不会记录其他列的变化——这是 Postgres 逻辑解码的限制。因此，在 Postgres CDC 解析时，除了主键之外的所有排序键列都将显示为 NULL。这可能导致去重失败，使得旧版本的行无法与 _peerdb_is_deleted 设为 1 的最新删除版本正确去重。

以 owneruserid 和 id 为例，如果主键中未包含 owneruserid，则需要在 (owneruserid, id) 上创建 UNIQUE INDEX，并将其设置为表的 REPLICA IDENTITY。这样可以确保 Postgres CDC 能够捕获必要的列值，以实现准确的复制和去重。

下面是 events 表的示例，展示如何应用这一配置。请确保对所有使用自定义排序键的表都进行相应的设置。

-- Create a UNIQUE INDEX on (owneruserid, id)
CREATE UNIQUE INDEX posts_unique_owneruserid_idx ON posts(owneruserid, id);
-- Set REPLICA IDENTITY to use this index
ALTER TABLE posts REPLICA IDENTITY USING INDEX posts_unique_owneruserid_idx;

另一种选择：Projections（投影）

根据 ClickHouse 官方文档，Projections 适用于查询非主键列的数据。

但需要注意的是，Projections 在使用 FINAL 关键字查询时会被跳过，并且不会执行去重。因此，如果数据中不存在或很少出现重复（如 UPDATE、DELETE 操作），Projections 可能是一个可行的优化方案。

Projections 需要在目标表上定义，并指定自定义排序键。每次查询该表时，ClickHouse 都会评估是否可以利用已定义的 Projections 进行优化。

例如，我们希望按照 creationdate 字段对 posts 表进行排序，而不是使用默认的 id 排序。这种方式对于按日期范围筛选数据的查询有较大优势。

来看一个示例，我们查询 2024 年提及 "clickhouse" 的浏览量最高的帖子。

SELECT
    id,
    title,
    viewcount
FROM stackoverflow.posts
WHERE (toYear(creationdate) = 2024) AND (body LIKE '%clickhouse%')
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 5

5 rows in set. Elapsed: 0.617 sec. Processed 4.69 million rows, 714.67 MB (7.60 million rows/s., 1.16 GB/s.)
Peak memory usage: 147.04 MiB.

默认情况下，ClickHouse 需要对整个表进行全表扫描，因为 ORDER BY 默认使用的是 id。在上一次查询中，ClickHouse 处理了 469 万行数据。现在，我们添加一个 Projection，使数据按照 creationdate 进行排序。

-- Create the Projection
ALTER TABLE posts ADD PROJECTION creation_date_projection (
SELECT
*
ORDER BY creationdate
);

-- Materialize the Projection
ALTER TABLE posts MATERIALIZE PROJECTION creation_date_projection;

然后，我们再次运行相同的查询。

SELECT
    id,
    title,
    viewcount
FROM stackoverflow.posts
WHERE (toYear(creationdate) = 2024) AND (body LIKE '%clickhouse%')
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 5

5 rows in set. Elapsed: 0.438 sec. Processed 386.80 thousand rows, 680.42 MB (882.29 thousand rows/s., 1.55 GB/s.)
Peak memory usage: 79.37 MiB.

ClickHouse 采用了 Projection 进行优化，使查询扫描的行数从 469 万大幅减少到 38.6 万，同时降低了内存消耗。

JOINs 和反规范化

作为关系型数据库，Postgres 的数据模型通常高度规范化，可能涉及数百张表。用户常问：ClickHouse 是否可以沿用相同的数据模型？如何优化 JOIN 查询？

优化 JOINs

ClickHouse 在 JOIN 性能优化方面投入了大量资源。对于大多数场景，直接在 ClickHouse 上执行类似于 Postgres 的 JOIN 查询，通常能够获得更好的性能。

你可以直接运行原始的 JOIN 查询，看看 ClickHouse 的执行效果。

如果希望进一步优化，可以尝试以下方法：

使用子查询或 CTE 进行筛选：可以先在子查询中过滤数据，再传递给查询优化器执行 JOIN。虽然大多数情况下不需要，但在某些复杂查询中，这种方法可能会提高性能。下面是一个使用子查询优化 JOIN 的示例。

-- Use a subquery to reduce the number of rows to join
SELECT
    t.id AS UserId,
    t.displayname,
    t.views,
    COUNTDistinct(multiIf(c.id != 0, c.id, NULL)) AS CommentsCount
FROM (
    SELECT id, displayname, views
    FROM users
    ORDER BY views DESC
    LIMIT 10
) t
LEFT JOIN comments c ON t.id = c.userid
GROUP BY t.id, t.displayname, t.views
ORDER BY t.views DESC
SETTINGS final=1;

优化排序键：可以考虑在表的排序键（Ordering Key）中包含 JOIN 相关的列。这样可以减少数据扫描量，提高查询效率。有关详细信息，请参考上方关于修改排序键的章节。
使用字典（Dictionaries）优化维度表：对于维度表，可以将其转换为 ClickHouse 的字典（Dictionary），以加快查询时的查找速度。例如，在 StackOverflow 数据集中，`votes` 表可以转换为字典，从而提高查询性能。官方文档提供了相关示例，展示如何利用字典优化 JOIN 查询。
选择合适的 JOIN 算法：ClickHouse 支持多种 JOIN 方式，具体选择取决于实际需求。本博客介绍了如何根据不同场景选择最优的 JOIN 算法。以下是两种 JOIN 查询的示例：第一种情况的目标是减少内存使用，因此使用 partial_merge 算法。第二种情况关注性能，因此使用 parallel_hash 算法。请注意，不同算法在内存占用和性能上的表现有所不同。

-- Use partial merge algorithm
SELECT
    sum(p.viewcount) AS viewcount,
    p.owneruserid AS user_id,
    u.displayname AS display_name
FROM posts AS p
FINAL
LEFT JOIN users AS u
FINAL ON (u.id = p.owneruserid) AND (u._peerdb_is_deleted = 0)
WHERE (p.owneruserid > 0) AND (p._peerdb_is_deleted = 0)
GROUP BY
    user_id,
    display_name
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 10
FORMAT `NULL`
SETTINGS join_algorithm = 'partial_merge'

10 rows in set. Elapsed: 7.202 sec. Processed 60.42 million rows, 1.83 GB (8.39 million rows/s., 254.19 MB/s.)
Peak memory usage: 1.99 GiB.

-- Use parallel hash algorithm
SELECT
    sum(p.viewcount) AS viewcount,
    p.owneruserid AS user_id,
    u.displayname AS display_name
FROM posts AS p
FINAL
LEFT JOIN users AS u
FINAL ON (u.id = p.owneruserid) AND (u._peerdb_is_deleted = 0)
WHERE (p.owneruserid > 0) AND (p._peerdb_is_deleted = 0)
GROUP BY
    user_id,
    display_name
ORDER BY viewcount DESC
LIMIT 10
FORMAT `NULL`
SETTINGS join_algorithm = 'parallel_hash'

10 rows in set. Elapsed: 2.160 sec. Processed 60.42 million rows, 1.83 GB (27.97 million rows/s., 847.53 MB/s.)
Peak memory usage: 5.44 GiB.

反规范化（Denormalization）

另一种提升查询性能的方法是，在 ClickHouse 中对数据进行反规范化，使表结构更加扁平化。这可以通过可刷新的物化视图（Refreshable Materialized Views）或增量物化视图（Incremental Materialized Views）来实现。

在使用物化视图进行反规范化时，主要有两种方法。一种是原始反规范化（Raw Denormalization），直接展平原始数据，不进行任何转换。另一张是聚合反规范化（Aggregated Denormalization），在反规范化的同时，对数据进行聚合计算，并存入物化视图。

使用可刷新的物化视图进行原始反规范化

可刷新的物化视图可以轻松实现数据展平，同时还能在刷新时去重（具体方法请参考去重策略部分）。

以下示例展示了如何展平 posts 和 users 表以实现反规范化。

-- Create the RMV
CREATE MATERIALIZED VIEW raw_denormalization_rmv
REFRESH EVERY 1 MINUTE ENGINE = MergeTree()
ORDER BY (id)
AS
SELECT p.*, u.* FROM posts p FINAL LEFT JOIN users u FINAL ON u.id = p.owneruserid AND u._peerdb_is_deleted = 0
WHERE p._peerdb_is_deleted = 0;

几秒钟后，物化视图将填充 JOIN 查询的结果。此时，我们可以直接查询物化视图，而无需执行 JOIN 操作或使用 `FINAL` 关键字。

-- Number of posts and sum view for top 10 most upvoted users 
SELECT
    countDistinct(id) AS nb_posts,
    sum(viewcount) AS viewcount,
    u.id as user_id,
    displayname,
    upvotes
FROM raw_denormalization_rmv
GROUP BY
    user_id,
    displayname,
    upvotes
ORDER BY upvotes DESC
LIMIT 10

使用可刷新的物化视图进行聚合反规范化

另一种常见的方法是，在反规范化的同时对数据进行聚合，并将结果存入单独的表，以提高查询性能，但这种方式会降低查询的灵活性。

例如，我们可以创建一个查询，将 posts、users、comments 和 votes 表进行 JOIN，以统计最受欢迎用户的帖子数、投票数和评论数。然后，使用可刷新的物化视图存储该查询结果。

-- Create the Refreshable materialized view
CREATE MATERIALIZED VIEW top_upvoted_users_activity_mv REFRESH EVERY 10 minute ENGINE = MergeTree()
ORDER BY (upvotes) 
AS 
SELECT
    u.id AS UserId,
    u.displayname,
    u.upvotes,
    COUNT(DISTINCT CASE WHEN p.id <> 0 THEN p.id END) AS PostCount,
    COUNT(DISTINCT CASE WHEN c.id <> 0 THEN c.id END) AS CommentsCount,
    COUNT(DISTINCT CASE WHEN v.id <> 0 THEN v.id END) AS VotesCount
FROM users AS u
LEFT JOIN posts AS p ON u.id = p.owneruserid AND p._peerdb_is_deleted=0
LEFT JOIN comments AS c ON u.id = c.userid AND c._peerdb_is_deleted=0
LEFT JOIN votes AS v ON u.id = v.userid AND v._peerdb_is_deleted=0
WHERE u._peerdb_is_deleted=0
GROUP BY
    u.id,
    u.displayname,
    u.upvotes
ORDER BY u.upvotes DESC
SETTINGS final=1;

由于该查询可能需要几分钟才能完成，因此在这种情况下无需使用公用表表达式（CTE），因为我们希望处理整个数据集。

要获取与 JOIN 查询相同的结果，我们只需对物化视图执行一个简单的查询。

SELECT *
FROM top_upvoted_users_activity_mv
ORDER BY upvotes DESC
LIMIT 10;

使用增量物化视图进行原始反规范化

增量物化视图（Incremental Materialized Views）同样适用于原始反规范化（Raw Denormalization），相比可刷新的物化视图（RMVs），它有两个主要优势：

查询仅处理新插入的行，而不会扫描整个源表，因此适用于 PB 级别的大规模数据集。
增量物化视图在源表插入新行时实时更新，而 RMVs 需要定期刷新。

但它的一个局限是，无法在数据插入时去重。因此，在查询目标表时，仍需使用 FINAL 关键字来处理重复数据。

-- Create Materialized view 
CREATE MATERIALIZED VIEW raw_denormalization_imv
ENGINE = ReplacingMergeTree(_peerdb_version)
ORDER BY (id)  POPULATE AS
SELECT p.id as id, p.*, u.* FROM posts p LEFT JOIN users u ON p.owneruserid = u.id;

在查询该视图时，我们必须包含 FINAL 关键字，以去重数据。

SELECT count()
FROM raw_denormalization_imv
FINAL
WHERE _peerdb_is_deleted = 0

使用增量物化视图进行聚合反规范化

增量物化视图还可以在数据同步至 ClickHouse 时执行聚合，但这一过程更为复杂，因为需要同时处理重复数据和已删除数据。ClickHouse 提供了 AggregatingMergeTree 引擎，专门用于此类高级场景。

例如，我们希望统计 StackOverflow 上每日新增的问题数量。

-- Number of Questions and Answers per day
SELECT
    CAST(toStartOfDay(creationdate), 'Date') AS Day,
    countIf(posttypeid = 1) AS Questions,
    countIf(posttypeid = 2) AS Answers
FROM posts
GROUP BY Day
ORDER BY Day DESC
LIMIT 5

一个挑战是，PostgreSQL 中的每次更新都会在 ClickHouse 中插入一条新行。如果直接聚合新增数据，可能会导致重复计数。

让我们看看 ClickHouse 在使用物化视图 (Materialized View) 结合 PostgreSQL 变更数据捕获 (CDC) 时是如何处理数据的。

当 PostgreSQL 中 id=6440 的行被更新时，ClickHouse 会将新版本作为独立行插入。由于物化视图仅处理新插入的数据块，无法访问整个表，因此可能导致重复计数。

AggregatingMergeTree 通过仅保留每个主键（或 ORDER BY 键）对应的一行数据，并存储聚合计算状态，来避免这一问题。我们可以创建 daily_posts_activity 表，并使用 uniqState 进行去重。

CREATE TABLE daily_posts_activity
(
    Day Date NOT NULL,
    Questions AggregateFunction(uniq, Nullable(Int32)),
    Answers AggregateFunction(uniq, Nullable(Int32))
)
ENGINE = AggregatingMergeTree()
ORDER BY Day;

首先，我们从 posts 表导入数据，并使用 uniqState 函数统计字段的唯一值，以便去重。

INSERT INTO daily_posts_activity
SELECT toStartOfDay(creationdate)::Date AS Day,
       uniqState(CASE WHEN posttypeid=1 THEN id END) as Questions,
       uniqState(CASE WHEN posttypeid=2 THEN id END) as Answers
FROM posts FINAL
GROUP BY Day

接着，我们创建一个物化视图，使其在每个新的数据块到来时自动执行查询。

CREATE MATERIALIZED VIEW daily_posts_activity_mv TO daily_posts_activity AS
SELECT toStartOfDay(creationdate)::Date AS Day,
       uniqState(CASE WHEN posttypeid=1 THEN id END) as Questions,
       uniqState(CASE WHEN posttypeid=2 THEN id END) as Answers
FROM posts
GROUP BY Day

要查询 daily_posts_activity，我们需要使用 uniqMerge 函数合并状态并返回正确的计数。

SELECT
    Day,
    uniqMerge(Questions) AS Questions,
    uniqMerge(Answers) AS Answers
FROM daily_posts_activity
GROUP BY Day
ORDER BY Day DESC
LIMIT 5

这种方法非常适用于我们的场景。

需要注意的是，在 PostgreSQL 中被删除的数据不会同步到 daily_posts_activity 聚合表中。这意味着，该表记录的是每天曾创建的帖子总数，而不会反映最新的帖子状态。

总结

Postgres CDC 让 PostgreSQL 数据高效同步到 ClickHouse，支持大规模数据的实时分析。你可以使用 ClickPipes 进行云端集成，或尝试开源的 PeerDB 进行本地部署。

征稿启示

面向社区长期正文，文章内容包括但不限于关于 ClickHouse 的技术研究、项目实践和创新做法等。建议行文风格干货输出&图文并茂。质量合格的文章将会发布在本公众号，优秀者也有机会推荐到 ClickHouse 官网。请将文章稿件的 WORD 版本发邮件至：Tracy.Wang@clickhouse.com