前言 Preface

為什么寫這本書

結構化查詢語言（Structured Query Language，SQL）是一種目的特殊的數據庫查詢和程序設計語言，用于存取數據以及查詢、更新和管理關系型數據庫系統。

自從Edgar Frank Codd于1970年發表了文章“Relational Model of Data Large Shared Data Banks”（大型共享數據庫的關系數據模型）后，關系代數模型成為數據庫領域的主流模型，他使用“關系”的數學概念來彌補當前數據庫模型的諸多不足。1974年，Boyce和Chamberlin提出了一種介于關系代數與關系演算之間的結構化查詢語言（SQL），至此關系型數據庫理論與查詢方式都有了完整的定義。1981年Codd因在關系型數據庫方面的突出貢獻獲得了圖靈獎。

數據已經成為各行各業的核心資產。為了更好地存儲和管理數據，關系模型和關系型數據庫應運而生。隨著數字化程度不斷提高，數據量發生指數級增長，傳統的數據庫系統不再能夠支撐海量數據的存儲與計算。傳統的關系型數據庫更加適合進行聯機事務處理（On-Line Transaction Processing，OLTP），對數據的處理方式是以增、刪、改為主，并支持較為簡單的數據查詢。在聯機分析處理（On-Line Analytical Processing，OLAP）的業務場景下，傳統的關系型數據庫對數據的處理以查詢操作為主。除了數據的海量增長，傳統數據庫對于OLAP場景的支持不足，也是大數據技術出現的背景之一。

大數據系統有強大的存儲能力，同時也可以保證數據的完整性和安全性。大數據計算技術可以快速檢索、分析和可視化數據，將海量的數據變成高價值的財富。大數據系統能夠高效、快速、準確地對數據進行管理，使數據得到有效的存儲。大數據系統沒有徹底拋棄關系模型，關鍵查詢語言——SQL依然有廣泛應用，SQL領域中的理論與優化方法仍在大數據系統中發揮作用。

數據是數字文明中的要素，大數據系統可以通過對這些數據進行管理以將其轉化為知識資產，而SQL語言則是開啟這份寶庫的鑰匙。無論是關系型數據庫還是大數據系統，SQL都是一把萬能鑰匙。

大數據發展至今已有近20年的歷史，各類思想和框架日新月異、層出不窮。然而，在大數據SQL查詢優化領域，缺少能夠幫助數據開發人員或大數據技術愛好者掌握大數據SQL查詢優化的全貌和精髓的書籍。因此，筆者決心將自己從業多年的經驗及心得匯集于此。

本書的主要內容

本書主要由以下四篇構成。

? 認知篇。闡述大數據計算或存儲引擎發展至今，最終都會選擇SQL作為統一查詢語言的原因及這種選擇的利弊。

? 原理篇。透過現象看本質，以幾個主流的引擎框架為例，通過深入源碼的方式探索SQL執行背后的秘密。

? 實踐篇。詳細描述引擎查詢優化器的兩大優化策略，以及各自的實現原理、示例和局限性。以Hive、Spark、Flink等主流引擎為藍本，探索SQL優化的解決思路和方法論。在實踐中，通過配置參數、調整存儲和改寫查詢語句等方法，從不同的視角對SQL語句進行優化。

? 案例篇。以實踐篇的各種真實需求調優歷程為基礎，以點帶面，以小明大，帶領讀者一同體驗各類公司和行業在不同業務場景中所面臨的問題、重難點以及最終輸出的解決方案。

勘誤及支持

由于筆者的水平和認知有限，書中難免會有筆誤、差錯、格式錯誤或其他問題，希望廣大讀者能夠把發現的錯誤告訴筆者（ccchenhe@gmail.com），筆者將不勝感激。本書有各位讀者的幫助和愛護，相信定能再上一層樓。

致謝

奮筆疾書，廢寢忘食，心中一直牽掛的是父母及妻女，感謝父母給予了筆者生命并養育筆者成人，感謝妻子李雪朝夕相伴給予筆者鼓勵，他們是筆者寫作的動力源泉，也是筆者得以完稿的堅實后盾。

感謝PowerData社區的大力支持，包括張博、李奇峰、賴志明、朱勝濤、徐振超，以及名單之外的更多朋友，沒有他們就沒有本書。本書的內容源于社區成員在日常工作中遇到的問題或困惑，筆者認為本書也應該回歸社區為眾人服務。開源精神中最重要的就是參與和分享，能夠堅持寫下自己的所見所聞，與他人共享，是一件快事。

感謝每一位讀者，讓我們一起進步，你們將是本書繼續完善的新動力。

陳鶴

于深圳