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Dremio的Apache Arrow 和 Gandiva

Apache Arrow 和 Gandiva 是 Dremio 查询引擎的“心脏”与“肌肉”,它们共同解决了传统分析系统在数据交换和计算效率上的根本瓶颈。

核心关系图:Dremio 的性能基石

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      |         Dremio 查询引擎             |
      |  (SQL解析、优化、调度、执行)         |
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         |    **Gandiva 向量化执行层**     |
         | (基于LLVM的表达式编译与计算)      |
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                         |
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         |    **Apache Arrow 内存格式**    |
         | (进程间/语言间零拷贝数据交换)     |
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                         |
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         |       底层数据源/反射存储         |
         | (Parquet, Iceberg, JDBC等)     |
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Apache Arrow:统一的内存数据标准

Arrow 不是一个存储格式,而是一个跨语言、跨系统的内存中数据表示标准。

核心问题与解决方案
  • 传统痛点(序列化/反序列化地狱):在 Spark、Pandas、Java、C++ 等不同组件间传递数据时,需要频繁进行昂贵的序列化(如 Java 对象 -> JSON/Protobuf)和反序列化,消耗大量 CPU 和内存,且格式转换复杂。
  • Arrow 的解决方案:定义一个标准化、语言无关、列式内存数据结构。所有支持 Arrow 的系统都“说同一种内存语言”。
关键特性
  1. 列式内存布局:与 Parquet 磁盘列存对应,极大优化了分析查询(只需读取相关列)。
  2. 零拷贝共享:不同进程/语言(如 Dremio 的 Java 执行器和 C++ 的 Gandiva)可以通过共享内存、内存映射文件或 RPC(Flight)直接访问同一块 Arrow 内存数据,无需序列化
  3. 丰富的数据类型:支持复杂类型(List、Map、Struct)以及时间、小数等。
  4. 高效 IPC 机制:Arrow Flight 是基于 gRPC 的高性能数据传输协议,专为 Arrow 数据设计。
在 Dremio 中的应用
  • 执行引擎内部:Dremio 的整个查询流水线(从读取器到运算符再到网络传输)都使用 Arrow 作为唯一的数据交换格式。算子间传递的是 Arrow RecordBatch,消除了 JVM 内不同数据结构转换的开销。
  • 客户端返回:通过 ODBC/JDBC 或 Arrow Flight 返回给客户端的数据也是 Arrow 格式,客户端(如 Python 的 pyarrow)可以直接消费,效率极高。
  • 反射存储:Dremio 的加速反射(Reflections)物理上以 Parquet + Arrow 元数据的形式存储,读取时可直接映射为 Arrow 内存格式。

Gandiva:基于 LLVM 的向量化表达式编译器

Gandiva 是建立在 Arrow 之上的高性能计算引擎,专门用于编译和执行 SQL 中的表达式(如 a + b * 10, UPPER(name), WHERE date > '2023-01-01')。

核心问题与解决方案
  • 传统痛点(解释执

原文地址:https://blog.csdn.net/johnsonsap/article/details/156733735

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