Clickhouse上用Order By保证绝对正确结果但代价是性能

一些聚合函数的结果跟流入数据的顺序有关，CH文档明确说明这样的函数的结果是不确定的。这是为什么呢？让我们用explain pipeline来一探究竟。

以一个很简单的查询为例：

select any( step ) from events group by request_id;

events表的定义如下：

CREATE TABLE default.events
(
    `ID` UInt64,
    `request_id` String,
    `step_id` Int64,
    `step` String
)
ENGINE = MergeTree
ORDER BY ID

该查询从events表里面读取数据步骤 step 和请求ID request_id ，按照request_id分组并取第一个step。

我们看一下这个查询的pipeline：

localhost :) explain pipeline select any( `step`) from events group by request_id

┌─explain────────────────────────────────┐
│ (Expression)                           │
│ ExpressionTransform                    │
│   (Aggregating)                        │
│   Resize 32 → 1                        │
│     AggregatingTransform × 32          │
│       StrictResize 32 → 32             │
│         (Expression)                   │
│         ExpressionTransform × 32       │
│           (SettingQuotaAndLimits)      │
│             (ReadFromMergeTree)        │
│             MergeTreeThread × 32 0 → 1 │
└────────────────────────────────────────┘

可以看出没有sorting步骤。这个查询在多核服务器中速度是相当快的，因为充分利用了多核，直到最后一步才归并成一个数据流由一个线程来处理。

可是要注意 这个查询的结果每次都不一样，可以用加过滤条件的计数来测试，测试的SQL如下：

select countIf(A='step1') from (select any( `step`) as A from (select * from events) group by request_id)

结果是：2500579， 2500635，2500660。结果差距都不大，但都不是绝对正确的结果。这是因为多线程执行时并不能严格保证是按照engine=MergeTree 的表的存储顺序来处理数据的。如果能容忍误差就没问题，因为这个查询的效率是非常高的。

但如果要追求绝对的正确结果。则需要显示地指定顺序，改造查询如下：

select any( step ) from (select * from events order by ID) group by request_id;

查询的pipeline变成这样：

localhost :) explain pipeline select any( step ) from (select * from events order by ID) group by request_id;

┌─explain─────────────────────────────────┐
│ (Expression)                            │
│ ExpressionTransform                     │
│   (Aggregating)                         │
│   AggregatingTransform                  │
│     (Expression)                        │
│     ExpressionTransform                 │
│       (Sorting)                         │
│       MergingSortedTransform 36 → 1     │
│         (Expression)                    │
│         ExpressionTransform × 36        │
│           (SettingQuotaAndLimits)       │
│             (ReadFromMergeTree)         │
│             MergeTreeInOrder × 36 0 → 1 │
└─────────────────────────────────────────┘

注意到pipeline中增加了重要的一步MergingSortedTransform 36 → 1 ，这一步保证了查询的正确性，但是将多个线程的数据流归集到一起，排序后继续由一个线程完成剩下的处理步骤，效率上受到很大的影响。测试结果表示：加了ORDER BY 子句的查询能够得到一致的正确结果，但效率差了至少10倍。越是核数多的服务器，其差距越大。