IoTDB數據庫詳解

一、IoTDB數據庫怎麼念

IoTDB是指互聯網物聯網設備管理數據庫，發音為[aiəʉti: di:bi:]。

二、IoTDB數據庫源碼分析

IoTDB數據庫使用Java語言編寫，是一個開源的、高性能的、穩定的、可靠的、分布式的時間序列數據庫管理系統，主要針對大數據場景，滿足業務發展需要，可以存儲海量的時間序列數據，支持多種常見的數據格式。

IotDB架構採用分層結構，如下圖所示：

┌───────────────────┐                  
│  IoTDB Cluster   │                  
├───────────────────┤                  
│    ZooKeeper      │                  
└─────────────┬───┬─┘                  
              │   │         ┌────────────────────────┐
┌─────────────▼───▼───┐     │    Query & Storage UI   │
│ Query and Storage  │     ├────────────────────────┤
│     Engine        ├──►  │Data API (Sync & ASync)   │
└───────────────────┘     ├────────────────────────┤
                           │    Schema API            │
                           └────────────────────────┘

在IoTDB的架構中，ZooKeeper作為分布式協調服務，提供了協調服務，有利於IoTDB的分布式集群管理。

Query and Storage Engine是IoTDB的核心部分，提供SQL查詢引擎和存儲引擎。SQL查詢引擎支持多種查詢語句，存儲引擎支持多種存儲格式，如BYTE, SHORT, INT, LONG, BOOLEAN, FLOAT, DOUBLE, TEXT, BSON, , BITMAP, VECTOR, ENUMS等。

IoTDB數據庫的API包括Data API和Schema API，Data API支持同步和異步操作，Schema API是IotDB數據庫內置了數據模型，確保存儲的數據正確性。

三、IoTDB數據庫雙活部署

Real time處理和異地容災需求下，IoTDB數據庫需要雙活部署，在數據一致性和數據可用性之間平衡。

因此，IoTDB推薦的雙活部署架構如下：

┌───────────────────┐                  
│   IoTDB Cluster 1 │                  
├───────────────────┤                  
│    ZooKeeper      │                  
└─────────────┬───┬─┘                  
              │   │         ┌────────────────────────┐
┌─────────────▼───▼───┐     │    Query & Storage UI 1 │
│ Query and Storage  │     ├────────────────────────┤
│     Engine        ├──►  │Data API (Sync & ASync)   │
└───────────────────┘     ├────────────────────────┤
                           │    Schema API            │
                           └────────────────────────┘
                                                    .
                                                    .
                                                    .
┌───────────────────┐                  
│   IoTDB Cluster n │                  
├───────────────────┤                  
│    ZooKeeper      │                  
└─────────────┬───┬─┘                  
              │   │         ┌────────────────────────────┐
┌─────────────▼───▼───┐     │ Query & Storage UI (n-1)   │
│ Query and Storage  │     ├────────────────────────────┤
│     Engine        ├──►  │ Data API (Sync & ASync) n-1  │
└───────────────────┘     ├────────────────────────────┤
                           │    Schema API               │
                           └────────────────────────────┘

主要實現思路是：構建一個集群，每個集群都有自己的數據庫和ZooKeeper實例。ZooKeeper實例用於管理集群成員的信息，而數據則由IoTDB存儲引擎存儲。

四、數據庫dblink

IoTDB的dblink是它最強大的功能之一，因為它可以把不同類型、布局、格式和模式的數據集成在一起。

使用dblink需要配置連接參數，如下所示：

CREATE WRAPPER dblink_wrapper 
  DRIVER = 'org.apache.iotdb.jdbc.IoTDBDriver'
  URL_SPEC 'iotdb://localhost:6667/';

通過IoTDB驅動，可以訪問IotDB上的數據，如下所示：

SELECT * FROM TABLE (dblink('iotdb', 'SELECT * FROM root.group1.device1.sl*') 
AS t (timestamp INT, measurement FLOAT));

五、IoTDB數據庫基本操作

IoTDB數據庫支持多種基本操作，如下所示：

1、創建時間序列存儲空間

CREATE TIMESERIES root.group1.device1.temperature WITH DATATYPE=FLOAT,ENCODING=RLE;

2、插入數據

insert into root.group1.device1(timestamp, temperature) values(1587466433101, 18.1)

3、查詢數據

select temperature from root.group1.device1 where time > 1587466433100 and time <1587468433101

4、刪除時間序列存儲空間

delete timeseries root.group1.device1.temperature

六、IoTDB數據庫怎麼訪問

IoTDB數據庫有多種方式可以進行訪問，如下所示：

1、IoTDB-client

基於很小的“SQL語句”以及二進制協議構建一個IoTDB客戶端，從而通過IoTDB進行數據讀寫。

2、JDBC

IoTDB提供官方的JDBC驅動程序，以便與主流的數據分析和處理工具（如SQL Workbench，Jupyter Notebook，SQL client）進行交互。

3、API

IoTDB提供Data API和Schema API，可以編寫Java程序從IoTDB中讀取和寫入數據。

七、IoTDB數據庫單表最大記錄

IoTDB數據庫的單表最大記錄數量是按照存儲節點來定義的，每個維度上最大可以存儲2^64個數據點，即使是在單個節點的聚合數據操作中也能夠保持易於擴展和高性能。因此，IoTDB的單表最大記錄數量非常大。

八、數據庫dateTime類型選取

在IoTDB數據庫中，數據類型的選擇對於性能的影響是非常大的，時間戳通常被設計為有單獨的字段類型，可以使用long、datetime或timestamp類型。這些時間戳類型都可以用於索引，但是它們在存儲格式和索引支持方面不同。

選擇時間戳類型的另一個重要因素是性能。與標準時間戳不同，使用long作為時間戳的類型會導致更少的空間佔用，並且更容易支持高級索引。

因此，在IoTDB數據庫中，使用long類型的時間戳比較合適。