Apache Arrow DataFusion 目录系统详解：从概念到实现-优快云博客

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Apache Arrow DataFusion 目录系统详解：从概念到实现

arrow-datafusion Apache Arrow DataFusion SQL Query Engine 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/arr/arrow-datafusion

目录系统概述

在 Apache Arrow DataFusion 这个高性能查询引擎中，目录系统(Catalog System)是管理数据组织结构的关键组件。它采用层次化设计，遵循"目录(Catalog)→模式(Schema)→表(Table)"的三层结构，这与大多数关系型数据库的设计理念一致。

核心组件解析

1. 表(Table)与 TableProvider

TableProvider 是目录系统中最基础的接口，代表实际的数据表。它定义了如何扫描底层数据并将其用于查询执行。开发者可以实现自定义的 TableProvider 来支持各种数据源。

2. 模式(Schema)与 SchemaProvider

SchemaProvider 管理一个模式(命名空间)下的所有表，主要功能包括：

表的注册与注销
表名列表获取
表存在性检查
表对象获取

内存实现 MemorySchemaProvider 使用并发哈希表(DashMap)存储表名到表对象的映射。

3. 目录(Catalog)与 CatalogProvider

CatalogProvider 管理一个目录下的所有模式，提供：

模式注册与注销
模式名列表获取
模式对象获取
级联删除控制

MemoryCatalogProvider 同样使用 DashMap 存储模式信息。

4. 目录列表与 CatalogProviderList

CatalogProviderList 是顶层容器，管理所有目录：

异步支持

考虑到现代数据系统常需要远程访问元数据，SchemaProvider 的 table 方法是异步的，允许从远程源(如数据库)获取表信息。这通过 async_trait 宏实现异步特性支持。

实现指南

自定义 SchemaProvider 实现

当需要自定义模式管理时，可以：

定义存储结构(如连接远程数据库的客户端)
实现 SchemaProvider trait 的所有方法
特别注意异步 table 方法的实现

#[async_trait]
impl SchemaProvider for MyRemoteSchema {
    async fn table(&self, name: &str) -> Option<Arc<dyn TableProvider>> {
        // 实现从远程获取表逻辑
    }
    // 其他方法实现...
}

自定义 CatalogProvider 实现

类似地，自定义目录需要：

定义模式存储机制
实现 CatalogProvider trait
处理级联删除等复杂场景

impl CatalogProvider for MyCatalog {
    fn deregister_schema(&self, name: &str, cascade: bool) -> Result<Option<Arc<dyn SchemaProvider>>> {
        // 根据cascade参数决定是否级联删除表
    }
    // 其他方法实现...
}