郭峰 拓数派 云原生数据库PieCloudDB 性能优化之路 打造立足于国内 基础数据计算领域的世界级高科技创新驱动机构 杭州拓数派科技发展有限公司（又称“OpenPie”），以“Data Computing for New Discoveries”「数据计算，只为新发现」为使命， 成立后的短短10个月时间内，完成了包括头部产业基金、东吴证券、元 禾重元和政府科创平台在内的连续三轮战略融资。 旗下云原生分析型数据库 PieCloudDB，以云计算架构为设计基础，首 创全新 eMPP 分布式技术，帮助企业建立竞争壁垒的同时，实现数据价 值最大化，并在新基建中承担可靠和可控的世界级云数据库底座。 PostgreSQL优化器简介 PieCloudDB优化器之分布式特性简介 PieCloudDB优化器之云原生特性简介 Q/A Contents 录 目 01 • 预处理阶段 • 通过逻辑上的等价变换，把查询树转换为更加简单高效的等式 • 分发约束条件，收集外连接信息等 • 扫描/连接优化阶段 • 主要处理扫描和连接操作 • 扫描/连接之外的优化阶段 • 主要处理除扫描和连接之外的其他操作，例如聚集、排序等 • 后处理阶段 • 主要把前面的处理结果转换成执行器期望的形式 • 简化表达式 • 简化连接树 • 把 IN,EXISTS 等类型的子查询转换为半连接 •

PieCloudDB：云原⽣分布式 虚拟数仓的过去、现在和未来 郭罡 拓数派 @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential 关于我 • 18年+基础软件⼀线经验 • 9年：Unix/Linux应⽤和内核开发、虚拟化（芯⽚KVM内核⽀持）、⾼速 ⽹络开发（NIC驱动、IB、DPDK、OVS offload）等. • 2年：分布式系统（存储和缓存）开发、云计算平台架构 毕业于中国科学技术⼤学（专业语⾳识别）. @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential PieCloudDB简介 • ⼀款云原⽣分布式虚拟数仓 • Data: Shared Storage (S3/HDFS/NAS) • Meta: Shared on NoSQL (当前是FoundationDB） • Postgres⽣态 • @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential 构建之路 (内核Only) • 第⼀步单机Postgres版本上实现存算分离 • 第⼆步分布式化 @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential 构建之路 - 数据存储 • 数据存储设计考虑 • S3访问友好（各种统计数据⽤于data

Gartner: 数据库中国市场指南 传统数仓的痛点 很多受欢迎的数据库仓库均为分布式数据库，而典型 分布式数据库系统大多是 MPP (大规模并行计算) 架构。 MPP 架构的数据库以 PC 服务器为单位，通过如下图所示的组群方式来扩展存储和计算。假设一个宽表有3亿条记录 MPP 数据库会尝试在每台 PC 服务器的硬盘上分布1 录。数据计算时，所有机器同时并行计算，理论上最 把计算时间降低到单机部署的 PieCloudDB，运用全新 eMPP (elastic Massive Parallel Processing) 分布式技术，旨在为企业提供包含实时处理、 移级扩缩容、弹性计算、集成数据分析等强大功能的云上数据存储和计算引擎，助力企业实现数据价值最大化。 pieCloudDB 为企业构建坚如般石的虚拟数仓，以云资源最优化配置实现无限数据计算可能，基于新一代数仓虚拟 化，提供云数仓智能化解决方案，助力企业建立以数据资产为核心的竞争整垒。 提升数仓的敏捷性和弹性，助力企业降低数仓管理复杂度，实现数量级增加可计算数据空间的同时，数量级降低数仓 成本，打开无限数据计算空间，推进AVBI到下一个精度。PieCloudDB在eMPP分布式专利技术、服务器无感知 《(Serverless)及TDE等多项核心技术加持下，为企业构建高安全，高可靠，高在线 【坚如大石) 的云原生虚拟数仓， 助力企业实现数据价值最大化，更好地赋能业务发展并走向绿色，

数据库解决方案迎来 了一系列的瓶颈： 4 传统数仓的痛点 很多受欢迎的数据库仓库均为分布式数据库，而典型的传统分布式数据库系统大多是 MPP（大规模并行计算）架构。 MPP 架构的数据库以 PC 服务器为单位，通过如下图所示的组群方式来扩展存储和计算。假设一个宽表有3亿条记录， MPP 数据库会尝试在每台 PC 服务器的硬盘上分布1亿条记录。数据计算时，所有机器同时并行计算，理论上最高可以 把计算时间降低到单机部署的 PieCloudDB，运用全新 eMPP（elastic Massive Parallel Processing） 分布式技术，可将物理数仓整合到云原生数据 计算平台，根据数据授权动态创建虚拟数仓，按需灵活计算，打破数据孤岛，支撑更大模型所需的数据和计算。 PieCloudDB 为企业构建「坚如磐石」的虚拟数仓，以云资源最优化配置实现无限数据计算可能，基于新一代数仓虚 拟化，提供云数仓智能化解决方案，助力企业建立以数据资产为核心的竞争壁垒。 支持部署在物理服务器、虚拟机以及容 器中，同时也提供 PieCloudDB 公有云 SaaS 服务。 数据处理层 PieCloudDB 核心服务层，提供了并行数据处理能力，拥有元数据节点、计算节点、存储节点以及云原生管控平台节 点等共四种角色，具体说明如下： 1. 元数据节点： 提供元数据服务，如元数据存储共享、分布式锁、多版本管理、多集群并发、高可用以

、数据和 计算三者互为增强，全面升级⼤数据系统⾄⼤模型时代 ，赋能⾏业AI场景应用。 具备整体数据平台⽅案，支持多模数据处理（结构化、半结构化 以及非结构化数据），实现数据共享和分析。 软件优化 + 新硬件（FPGA）加速，实现数据全链路的性能飞跃， 让数据存储、SQL查询、向量计算以及机器学习等能⼒全面升级。 @2024 OpenPie. All rights reserved. OpenPie ：全面升级Hadoop⼤数据和Greenplum数仓⾄云原⽣数据平台 是⼀个存储系统+计算框架的软件框架。主要解决海量数据存储与计算的问题， 是⼤数据技术中的基⽯。让用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发 分布式程序，以⼀种可靠、⾼效、可伸缩的⽅式进⾏数据处理。 组件很多，常见约30个，基础组件包括：Hadoop通用功能库、HDFS、 MapReduce以及YARN 。可视化管理是Ambari，其他的计算引擎、列存数据库 ，具备湖仓⼀体化的能⼒， 用户可根据实际情况去选择合适的数据计算引擎。 灵活可扩展的插件式引擎，组件少⽽精（All in One），提供3种计算引擎、1种 Lakehouse引擎，1个硬件加速器，应对各种场景的计算，同时也兼容Spark、 Flink等计算任务，保留用户的使用习惯。 ⽣态完善，支持主流的开发语⾔和数据科学⼯具，支持多模数据处理（结构化、 半结构化以及非结构化），提供标准

发现」为使命，成立后的短短10个月时间内，完成了包括头部 产业基金、东吴证券、元禾重元和政府科创平台在内的连续三 轮战略融资。 旗下云原生分析型数据库 PieCloudDB，以云计算架构为设 计基础，首创全新 eMPP 分布式技术，帮助企业建立竞争壁垒 的同时，实现数据价值最大化，并在新基建中承担可靠和可控 的世界级云数据库底座。 IvorySQL开源数据库社区 2021 2022 当天即获得腾讯投资天使轮投资 成为 02 PieCloudDB 的架构特点 03 总结 04 IvorySQL开源数据库社区 PART 01 数据库的云原生远景 IvorySQL开源数据库社区 云解决了什么？ 借助于云上分布式存储，解耦存储 借助于云上虚拟化技术和之上的 IaaS，解耦 计算 池化资源，按需使用 基础软件尤其是数据平台上云已是大势所趋 用户专注于使用，运维等工作交给 IaaS/SaaS 厂商 IvorySQL开源数据库社区 我们需要一个云原生大数据平台 缺乏弹性 业务使用不灵活 成本高昂 集群固定，资源利用率低 木桶效应 扩容难 数据孤岛 元数据和用户数据跨集群 访问困难 运维成本 运维和DBA 传统分布式 MPP 架构痛点 IvorySQL开源数据库社区 PART 02 云原生数据库 PieCloudDB 简介 IvorySQL开源数据库社区 数据 计算 发现 数据：云上数据既是隔离也是连通。从安全的角度是隔离，同时具

基础数据计算领域的世界级高科技创新驱动机构 CONTENTS @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential 云解决了什么？ 借助于云上分布式存储，解耦存储 借助于云上虚拟化技术和之上的IaaS，解耦计算 池化资源，按需使用 基础软件尤其是数据平台上云已是大势所趋 用户专注于使用，运维等工作交给IaaS/SaaS厂商 @2022 木桶效应 扩容难 数据孤岛 元数据和用户数据跨集群 访问困难 运维成本 运维和DBA 传统分布式MPP架构痛点 @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential 一个云原生实时大数据平台 平台底层：eMPP 云原生分布式SQL数据库 我们的目标：支持多模，serverless的实时大数据平台 关于PieCloudDB 友好的用户接口（WebSql, ODBC/JDBC driver等). 云原生 • 弹性计算资源（横向和纵向）、极速调整 • 共享用户数据（典型如廉价对象存储） • 共享元数据 • MPP架构：分布式，海量数据并行处理 @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential Postgres 生态 PieCloudDB 重新打造 PostgreSQL

成立后的短短10个月时间内，完成了包括头部产业基金、东吴证券、元 禾重元和政府科创平台在内的连续三轮战略融资。 旗下云原生分析型数据库PieCloudDB，以云计算架构为设计基础，首创 全新eMPP分布式技术，帮助企业建立竞争壁垒的同时，实现数据价值最 大化，并在新基建中承担可靠和可控的世界级云数据库底座。 打造立足于国内 基础数据计算领域的世界级高科技创新驱动机构 @2022 OpenPie pieclouddb.com CONTENTS @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential 云解决了什么？ 借助于云上分布式存储，解耦存储 借助于云上虚拟化技术和之上的IaaS，解耦计算 池化资源，按需使用 基础软件尤其是数据平台上云已是大势所趋 用户专注于使用，运维等工作交给IaaS/SaaS厂商 @2022 我们需要一个云原生大数据平台 缺乏弹性 业务使用不灵活 成本高昂 集群固定，资源利用率低 木桶效应 扩容难 数据孤岛 元数据和用户数据跨集群 访问困难 运维成本 运维和DBA 传统分布式MPP架构痛点 @2022 OpenPie. All rights reserved. OpenPie Confidential 数据 计算 发现 数据：云上数据既是隔离也是连通。从安全的⾓度是隔离，同时具

代码级/算法级/系统级性能优化 • Linux/Unix内核和系统开发、虚拟化（芯⽚KVM⽀持实现）和云计算架 构、⾼速⺴络开发（内核和应⽤层如DPDK） • 分布式系统（SQL/NoSQL/存储) • 最近 7+ 年⼀直从事开源分布式数据库开发 一个eMPP 云原生分布式SQL数据库 一个云原生实时大数据平台基座 愿景：安全可靠 使用简单 功能齐全 性能极致 传统分布式MPP架构痛点 缺乏弹性 成本高昂 集群固定，资源利用率低 木桶效应 扩缩容难 数据孤岛 元数据和用户数据跨集群 访问困难 运维成本 运维和DBA 我们需要一个云原生数据库 云解决了什么？ 借助于云上分布式存储，解耦存储 借助于虚拟化技术和之上的IaaS，解耦计算 池化资源，按需使用 基础软件尤其是数据库软件上云已是大势所趋 用户专注于使用，其他事情交给IaaS/SaaS厂商 上云 ≠ 云原生 ODBC/JDBC driver等). 云原生 云中立 • 弹性计算资源（横向纵向）、极速调整 • 多集群是另外一个弹性的维度 • 共享用户数据（如按需付费的对象存储） • 共享元数据 • MPP架构：分布式，海量数据并行处理 • e代表弹性(elastic) 完善的Postgres生态 为什么选择Postgres？ • 关于Postgres • 公司中⽴，开源协议友好，国际⼀流⼯程⽔准的先进开源数据库