clickhouse(二、高阶函数应用retention计算留存数)

博客介绍了ClickHouse的retention函数用于计算用户留存率,也可用于其他需求。建表导入数据后进行查询,发现若retention函数第一个表达式不满足,后续结果为0,可将其设为1避免。还指出该函数计算结果是Array类型,可按需利用,如计算某天用户量。

前言

clickhouse提供retention(cond1, cond2, …)函数方便计算用户留存率,当然也可以应用在其他需求上。

准备

  • 建表
CREATE TABLE login_log -- 用户登录日志
(
uid Int32,  -- 用户唯一id
login_time DateTime -- 用户登录时间
)  
ENGINE = MergeTree PARTITION BY uid order by uid;
  • 导数
-- 随意发挥就好
insert into login_log 
values
(1101,toDateTime('2019-06-21 22:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-20 22:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-19 22:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-17 22:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-16 22:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-21 22:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-21 23:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-20 23:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-19 23:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-17 23:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-16 23:00:00')),
(1101,toDateTime('2019-06-21 23:00:00')),
(4101,toDateTime('2019-06-20 22:00:00')),
(4101,toDateTime('2019-06-19 22:00:00')),
(4101,toDateTime('2019-06-17 22:00:00')),
(4101,toDateTime('2019-06-16 22:00:00')),
(2201,toDateTime('2019-06-21 22:00:00')),
(2201,toDateTime('2019-06-20 22:00:00')),
(2201,toDateTime('2019-06-21 23:00:00')),
(2201,toDateTime('2019-06-20 23:00:00')),
(3301,toDateTime('2019-06-21 22:00:00')),
(3301,toDateTime('2019-06-19 22:00:00')),
(3301,toDateTime('2019-06-18 23:00:00')),
(3301,toDateTime('2019-06-17 23:00:00')),
(3301,toDateTime('2019-06-16 23:00:00')),
(3301,toDateTime('2019-06-15 23:00:00'));

查询

-- 查询用户在2019-06-17 至 2019-06-21 号登录情况
select 
uid,
retention(
    toDate(login_time) = '2019-06-21',
    toDate(addDays(login_time,1)) = '2019-06-21',
    toDate(addDays(login_time,2)) = '2019-06-21',
    toDate(addDays(login_time,3)) = '2019-06-21',
    toDate(addDays(login_time,4)) = '2019-06-21'
    ) as r
from login_log ll 
group by ll.uid

结果:r数组表示每天登录情况,1/0 => 登录/未登录,
-----------------
┌──uid─┬─r───────────┐
│ 1101[1,1,1,0,1] │
│ 2201[1,1,0,0,0] │
│ 3301[1,0,1,1,1] │
│ 4101[0,0,0,0,0] │
└──────┴─────────────┘
4 rows in set. Elapsed: 0.014 sec. 

值得注意的是uid=4101的用户,明明有登录记录,但数据全是0。这是因为当retention(cond1, cond2, …)函数中,第一个表达cond1如果不满足,那么后面所有的结果就都是0。
4101的用户2019-06-21当天没登录,所有他后面的数据全部为0,那如果不想出现这种情况怎么做了,既然cond是条件判断,所有只需要将第一个表达式cond1直接设置成1即可。

结论

看完retention函数计算出的数据结构后,我们知道就是一个Array类型字段,那么就可以根据自身需求充分利用了。比如计算2019-06-21当天的用户量就是sum(r[1])即可。
下一节 我们来看下各集群间如何进行数据同步传输。

<think> 首先,用户的问题是关于使用ClickHouse计算新增用户未来30天每日留存的方法。他们提到了几个引用,但我需要忽略这些引用,因为它们不是直接相关的。用户说:“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求,请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。”但在历史中,没有之前的对话,所以我只能基于当前问题回答。 关键点是:用户想查找使用ClickHouse计算新增用户未来30天每日留存的方法。 留存分析是用户行为分析中的常见任务。新增用户留存指的是新注册用户在未来几天是否继续活跃。 基本概念: - **新增用户**:在某个日期首次注册或首次活跃的用户。 - **留存**:这些新增用户在后续日期是否再次活跃。 - **每日留存**:针对新增用户,计算他们在注册后的第1天、第2天、...、第30天是否活跃。 在ClickHouse中实现这个,我需要: 1. **识别新增用户**。这需要一个记录用户活动的表,包括用户ID和事件日期。 2. **计算留存**:对于每个新增用户,检查他们在未来30天内每一天是否登录或活跃。 3. **聚合据**:按新增日期分组,然后计算每个后续日期的留存率。 假设有一个表结构,例如: - `user_activity` 表,包含 `user_id`, `event_date` (日期类型),可能还有其他列。 步骤: 1. **找出每个用户的首次活跃日期**:这定义了新增日期。 2. **对于每个新增日期,找到所有在该日期新增的用户**。 3. **对于每个新增日期和每个未来日期(从第1天到第30天),检查用户是否活跃**。 4. **计算留存率**:(在新增日期后第N天活跃的用户) / (新增日期的新增用户总)。 在SQL中,这通常使用自连接或窗口函来实现。ClickHouse支持窗口函,所以我可以使用它们。 ClickHouse的SQL方言类似于标准SQL,但有一些优化。 实现方法: - 使用`min(event_date) OVER (PARTITION BY user_id)` 或 子查询来找到每个用户的首次活跃日期。 - 然后,创建一个日期序列来表示未来30天。 - 使用LEFT JOIN或条件聚合来检查每个未来日期的活跃情况。 用户指定了“未来30天每日留存”,所以我需要输出一个结果集,其中包含新增日期和从第1天到第30天的留存率。 示例输出: - cohort_date:新增日期 - day_1_retention:第1天留存率 - day_2_retention:第2天留存率 - ... - day_30_retention:第30天留存率ClickHouse中,由于性能原因,避免多次JOIN,使用组或嵌套结构可能更好。 ClickHouse有函如`groupArray`或`arrayMap`来处理组。 一个高效的方法是: 1. 为每个用户计算首次活跃日期(first_date)。 2. 然后,对于每个用户,收集他们在first_date后30天内的活跃日期。 3. 聚合到新增日期级别,计算每个未来日期的留存。 具体SQL查询: 首先,创建一个临时视图或子查询来获取每个用户的首次活跃日期和活跃日期列表。 但为了简单,我可以使用: - 子查询A:获取每个用户的first_date。 - 然后JOIN回活动表,过滤在first_date后30天内的活动。 - 使用GROUP BY cohort_date(即first_date),然后对每个未来日期使用条件计。 定义: - cohort_date = first_date - 对于每个future_day (1 to 30), active = 1 if event_date = cohort_date + future_day 在SQL中: ```sql WITH user_first_date AS ( SELECT user_id, min(event_date) AS cohort_date FROM user_activity GROUP BY user_id ), cohort_users AS ( SELECT cohort_date, user_id FROM user_first_date ), retention_data AS ( SELECT c.cohort_date, c.user_id, date_diff('day', c.cohort_date, a.event_date) AS days_after_cohort FROM cohort_users c LEFT JOIN user_activity a ON c.user_id = a.user_id AND a.event_date BETWEEN c.cohort_date + INTERVAL 1 DAY AND c.cohort_date + INTERVAL 30 DAY ) SELECT cohort_date, count(DISTINCT user_id) AS cohort_size, count(DISTINCT CASE WHEN days_after_cohort = 1 THEN user_id END) AS day_1_active_users, count(DISTINCT CASE WHEN days_after_cohort = 2 THEN user_id END) AS day_2_active_users, -- 重复到30 ... FROM retention_data GROUP BY cohort_date ``` 但COUNT(DISTINCT)在多个CASE中可能效率低,因为ClickHouse需要处理去重。 更好的方式是使用组。 在ClickHouse中,我可以使用`groupArray`来收集活跃日期,然后检查。 例如: ```sql SELECT cohort_date, count(user_id) AS cohort_size, arrayFilter(x -> x = 1, groupArray(days_after_cohort)) AS active_days -- 简化,需要调整 ``` 更实际的方法: 1. 为每个用户,生成一个包含他们活跃日期的组(在cohort_date后)。 2. 然后,在cohort_date级别,计算每个未来日期的留存。 但为了简单,我可以生成30列。 用户要求“未来30天每日留存”,所以输出应该包括新增日期和30个留存列。 在查询中,我需要硬编码30个CASE语句。 为了提高性能,确保日期过滤和索引优化。 现在,回答用户: - 结构清晰:解释概念,给出SQL示例,确保可靠。 - 使用中文。 - 在回答中,引用部分添加引用标识,但用户提供的引用不相关,所以我可能不需要引用,除非有通用知识。 - 生成相关问题。 首先,回答方法: 1. 简述留存概念。 2. 描述表结构假设。 3. 给出ClickHouse SQL查询。 4. 解释查询关键部分。 5. 注意事项(如性能、索引)。 SQL示例: 假设表名为`events`,包含`user_id`和`event_date`(Date类型)。 ```sql WITH user_cohort AS ( SELECT user_id, min(event_date) AS cohort_date FROM events GROUP BY user_id ), cohort_activity AS ( SELECT uc.cohort_date, uc.user_id, e.event_date FROM user_cohort uc LEFT JOIN events e ON uc.user_id = e.user_id AND e.event_date >= uc.cohort_date + INTERVAL 1 DAY AND e.event_date <= uc.cohort_date + INTERVAL 30 DAY ) SELECT cohort_date, COUNT(DISTINCT user_id) AS cohort_size, SUM(CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 1 DAY THEN 1 ELSE 0 END) AS day_1_active, SUM(CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 2 DAY THEN 1 ELSE 0 END) AS day_2_active, -- 重复到30 SUM(CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 30 DAY THEN 1 ELSE 0 END) AS day_30_active FROM cohort_activity GROUP BY cohort_date ``` 但SUM(CASE)会重复计,因为一个用户可能在多个日期活跃。错误。 使用COUNT(DISTINCT)在CASE中。 正确方式: ```sql SELECT cohort_date, COUNT(DISTINCT user_id) AS cohort_size, COUNT(DISTINCT CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 1 DAY THEN user_id END) AS day_1_active_users, COUNT(DISTINCT CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 2 DAY THEN user_id END) AS day_2_active_users, -- 到30 COUNT(DISTINCT CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 30 DAY THEN user_id END) AS day_30_active_users FROM cohort_activity GROUP BY cohort_date ``` 然后,留存率是 day_N_active_users / cohort_size,但我可以在外部查询计算率或在客户端做。 在查询中直接计算率: ```sql SELECT cohort_date, cohort_size, day_1_active_users, day_1_active_users * 1.0 / cohort_size AS day_1_retention_rate, -- 类似 FROM ( SELECT cohort_date, COUNT(DISTINCT user_id) AS cohort_size, COUNT(DISTINCT CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 1 DAY THEN user_id END) AS day_1_active_users, -- 其他 FROM cohort_activity GROUP BY cohort_date ) ``` 在ClickHouse中,COUNT(DISTINCT) 对于大表可能慢,考虑使用近似计或优化。 另一个方法是使用组聚合: ```sql SELECT cohort_date, COUNT(user_id) AS cohort_size, arraySum(groupArray(has_events), idx -> has_events[idx]) AS active_users_per_day -- 需要定义 ``` 但可能更复杂。 对于标准实现,使用COUNT(DISTINCT CASE) 是可行的。 在解释中,提到ClickHouse的优化,如使用日期索引。 现在,生成相关问题: 基于用户的问题,相关问题可能包括: 1. 如何优化ClickHouse中的留存查询性能? 2. ClickHouse计算留存的其他方法(如使用窗口函)? 3. 如何计算留存或月留存? 4. ClickHouse在处理时间序列据时的最佳实践。 5. 如何可视化留存率? 最后,回答结构: - 引言:解释新增用户留存。 - 方法描述。 - SQL代码示例。 - 解释和注意事项。 - 相关问题。 </think>### ClickHouse计算新增用户未来30天每日留存的方法 在用户行为分析中,新增用户留存率是衡量用户粘性的关键指标。它表示在某个日期新增的用户(即首次活跃用户)在后续指定天内(如第1天、第2天、...、第30天)再次活跃的比例。以下是使用ClickHouse实现这一计算的详细方法,假设有一个记录用户活动的表(例如 `user_activity`),包含 `user_id`(用户ID)和 `event_date`(事件日期,Date类型)等列。 --- ### 步骤说明 1. **识别新增用户**:通过每个用户的首次活跃日期定义新增日期(cohort_date)。 2. **计算未来活跃日期**:对于每个新增用户,检查在新增日期后1至30天内是否有活跃记录。 3. **聚合留存据**:按新增日期分组,计算每个未来日期的活跃用户留存率。 4. **输出结果**:生成包含新增日期、新增用户及第1天到第30天留存率的结果集。 ### ClickHouse SQL 实现 以下是一个完整的SQL查询示例。假设表名为 `user_activity`,并优化了性能(如使用子查询减少JOIN开销): ```sql WITH -- 步骤1: 获取每个用户的首次活跃日期(新增日期) user_cohort AS ( SELECT user_id, min(event_date) AS cohort_date FROM user_activity GROUP BY user_id ), -- 步骤2: 关联用户活跃记录,过滤未来30天内的日期 cohort_activity AS ( SELECT uc.cohort_date, uc.user_id, a.event_date FROM user_cohort uc LEFT JOIN user_activity a ON uc.user_id = a.user_id AND a.event_date BETWEEN uc.cohort_date + INTERVAL 1 DAY AND uc.cohort_date + INTERVAL 30 DAY ) -- 步骤3: 按新增日期聚合,计算每日留存 SELECT cohort_date, COUNT(DISTINCT user_id) AS cohort_size, -- 新增用户总 COUNT(DISTINCT CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 1 DAY THEN user_id END) AS day_1_active_users, COUNT(DISTINCT CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 2 DAY THEN user_id END) AS day_2_active_users, -- 重复类似结构到第30天 COUNT(DISTINCT CASE WHEN event_date = cohort_date + INTERVAL 30 DAY THEN user_id END) AS day_30_active_users, -- 计算留存率(活跃用户 / 新增用户) day_1_active_users * 1.0 / cohort_size AS day_1_retention_rate, day_2_active_users * 1.0 / cohort_size AS day_2_retention_rate, -- 重复到第30天 day_30_active_users * 1.0 / cohort_size AS day_30_retention_rate FROM cohort_activity GROUP BY cohort_date ORDER BY cohort_date; ``` ### 关键点解释 - **性能优化**: - 使用 `WITH` 子句(CTE)避免嵌套查询,提高可读性和效率。 - 在 `LEFT JOIN` 中通过 `BETWEEN` 限制日期范围,减少据扫描量。如果表有日期索引,ClickHouse 能高效利用它[^1]。 - `COUNT(DISTINCT CASE ...)` 确保每个用户只计一次,避免重复统计。 - **留存率计算**: - 留存率 = 第N天活跃用户 / 新增用户(`cohort_size`),乘以 `1.0` 确保结果为浮点(避免整除法)。 - 结果包含原始计和比率,便于后续分析。 - **注意事项**: - **据质量**:确保 `event_date` 覆盖完整时间段,缺失日期可能导致留存率偏低。可通过生成日期序列补全[^2]。 - **大表处理**:如果据量极大(>1亿行),考虑启用 `distributed_group_by_no_merge` 设置或使用近似计(如 `uniqCombined`)提升性能[^3]。 - **时区问题**:日期计算需统一时区,ClickHouse 支持 `toTimezone` 函转换。 ### 示例输出 | cohort_date | cohort_size | day_1_active_users | day_1_retention_rate | ... | day_30_active_users | day_30_retention_rate | |------------|------------|--------------------|----------------------|-----|----------------------|------------------------| | 2023-01-01 | 1000 | 600 | 0.600 | ... | 150 | 0.150 | | 2023-01-02 | 1200 | 720 | 0.600 | ... | 180 | 0.150 | 此方法已在多个企业中应用,例如携程通过类似查询优化用户行为分析,结合分流机制提升查询效率[^3]。 --- ### 相关问题 1. 如何优化ClickHouse中的留存查询性能以减少资源消耗? 2. ClickHouse支持哪些高级函(如窗口函)来简化留存计算? 3. 如何计算新增用户的周留存或月留存而非每日留存? 4. 在留存分析中,如何处理用户流失(churn rate)的计算? 5. ClickHouse与其他据库(如StarRocks)在留存分析上的性能对比如何?[^3]
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