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对比项 Apache Iceberg Apache Hudi Apache Paimon
Schema Evolution ALL back-compatible back-compatible
Self-defined schema object YES NO(spark-schema) NO(我理解,不准确)

Schema Evolution:指schema变更的支持情况,我的理解是hudi仅支持添加可选列和删除列这种向后兼容的DDL操作,而其他方案则没有这个限制。

Paimon支持有限的schema变更。目前,框架无法删除列,因此 DROP 的行为将被忽略,RENAME 将添加新列,列类型只支持从短到长或范围更广的类型。

Self-defined schema objec:指数据湖是否自定义schema接口,以期跟计算引擎的schema解耦。这里iceberg是做的比较好的,抽象了自己的schema,不绑定任何计算引擎层面的schema。

在Hudi 0.11.0版本中,针对Spark 3.1、Spark 3.2版本增加了schema功能的演进。如果启用 set hoodie.schema.on.read.enable=true以后,我们可以对表列和对表进行一系列的操作。列的变更(增加、删除、重命名、修改位置、修改属性),表的变更(重命名、修改属性) 等。

5.其它功能

对比项 Apache Iceberg Apache Hudi Apache Paimon
One line demo Not Good Medium Good
Python Support YES NO NO(不确定)
File Encryption YES NO NO
Cli Command NO YES YES

One line demo:指的是,示例demo是否足够简单,体现了方案的易用性,Iceberg稍微复杂一点(我认为主要是Iceberg自己抽象出了schema,所以操作前需要定义好表的schema)。做得最好的其实是delta,因为它深度跟随spark易用性的脚步。

Python Support:Python支持,很多基于数据湖之上做机器学习的开发者会考虑的问题,Iceberg比较做的好。

File Encryption:出于数据安全的考虑,Iceberg还提供了文件级别的加密解密功能,这是其他方案未曾考虑到的一个比较重要的点。

Cli Command:命令行

6.商业公司支持

Apache Iceberg

Iceberg 在国内的厂商非常多,腾讯一马当先,是贡献者数量最多的团队,国内的字节 、网易也紧随其后,相比腾讯 Iceberg 和 Hudi 通吃的战略,阿里在 Iceberg 的投入就少了非常多,国外的贡献者也非常多,包括 Netflix、Apple 等等

Apache Hudi

Hudi 在国内的应用很广,包括国内的大厂阿里巴巴、腾讯、字节跳动和华为,国外的话主要是 Uber 和 Amazon。

Apache Paimon

2023 年 3 月 12 日,Flink Table Store 项目顺利通过投票,正式进入 Apache 软件基金会 (ASF) 的孵化器,改名为 Apache Paimon (incubating)。进入孵化器后,Paimon 得到了众多的关注,包括 阿里云、字节跳动、Bilibili、汽车之家、蚂蚁 等多家公司参与到 Apache Paimon 的贡献,也得到了广大用户的使用。

7.性能比较

7.1 Iceberg和Hudi比较

Brooklyn Data在 2022 年 11 月发布 Delta 与 Iceberg 的基准测试结果:Setting the Table: Benchmarking Open Table Formats

Onehouse 添加了 Apache Hudi,并在Brooklyn Github 代码库中发布了代码:https://github.com/brooklyn-data/delta/pull/2

测试结果见上图所示,Delta 和 Hudi 不相上下,Iceberg 落后并且还有一定的差距。

注意:在运行 TPC-DS 基准比较 Hudi、Delta 和 Iceberg 时,需要记住的一个关键点是,默认情况下 Delta + Iceberg 是针对仅追加的工作负载进行优化的,而 Hudi 默认情况下是针对可变工作负载进行优化的。默认情况下,Hudi 使用 "upsert "写模式,与插入相比,这种写模式自然会产生写开销。benchmarks 这个东西还是要以实际的业务场景测试为好,benchmarks 只能作为参考。

7.2 Hudi和Paimin比较

(1) Flink中文社区对Hudi和Paimon进行了性能比较,详细过程见:构建 Streaming Lakehouse:使用 Paimon 和 Hudi 的性能对比

直接说结论:

在 upsert 场景,关闭 compaction 时,Paimon 读写性能均优于 Hudi,且 Hudi 对 TM 的内存要求更高。

在 upsert 场景,开启 compaction 时,Paimon 读写性能均优于 Hudi。对比前面的关闭 compaction 测试,Paimon 和 Hudi 的写性能均有所下降,但读性能得到提升。

在 append 场景,Paimon 读写性能优于 Hudi,且二者都对 TM 内存要求均不高。

(2) 同程也对Hudi和Paimon进行了性能测试,详细内容见:Apache Paimon 在同程旅行的实践进展

同程在实践过程中,发现在全量+增量写入的场景中,相对 Hudi,Paimon 在相同计算资源的情况下,摄入的速度要优于 Hudi MOR 的摄入,大概有 3 倍左右的差距。查询场景下会更明显,在同样数据量的情况下,Paimon 的查询速度要优于 Hudi,大概有 7 倍左右的差距。

(3) 同时,一些开发人员对Flink 官方测试结果产生疑问,自己对也Hudi和Paimon进行了性能测试,具体过程见:Paimon VS Hudi 写入效率大PK

发现Paimon 的写入效率跟写入效果(文件数量),写入速度是 Hudi 的2倍多,而文件数量只有 Hudi数量的一半不到。对比Flink官方测试出来的,比 Hudi COW 表写入效率快12倍的结论,没有完全没有体现出来(测试的数据量不同)

实验测试结论为:Hudi 的MOR 表无论是写入速度,还是生成的文件数量,都要比 Paimon 优秀。而Hudi 的 COW 表,则正好相反,其无论写入速度,还是文件生成数量,则要比 Paimon 差,但这个差距,貌似在随着 checkpoint 时间的增大,逐渐在缩小。

8.总结

Apache Iceberg

Iceberg 社区基本盘还是在离线处理,它在国外的应用场景主要是离线取代 Hive,它也有强力的竞争对手 Delta,很难调整架构去适配 CDC 流更新。同时,Iceberg 扩展性强,对其它计算引擎也暴露的比较多的优化空间,但是这也导致后续的发展难以迅速,涉及到众多已经对接好的引擎。这并没有什么错,后面也证明了 Iceberg 主打离线数据湖和扩展性是有很大的优势,得到了众多国外厂商的支持。

Apache Hudi

Hudi 默认使用 Flink State 来保存 Key 到 FileGroup 的 Index,好处是全自动,想 Scale Up 只用调整并发就行了,坏处是性能差,直接让湖存储变成了实时点查,超过5亿条数据性能更是急剧下降。同时,存储成本也高,RocksDB State 保存所有索引。数据非常容易不一致,甚至再也不能有别的引擎来读写,因为一旦读写就破坏了 State 里面的 Index。

针对 Flink State Index 诸多问题,字节跳动的工程师们在 Hudi 社区提出了 Bucket Index 的方案,该解决方案好处是去除了 Index 带来了诸多性能问题。坏处是需要手动选取非常合适的 Bucket Number,多了小文件操作很多,少了性能不行。这套方案也是目前 Hudi 体量较大的用户的主流方案。

Hudi 当前存在的问题:

  • Hudi 众多的模式让用户难以选择。
  • 使用 Flink State 还是 Bucket Index?一个易用性好但是性能不行,一个难以使用。

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很难做到真正的技术提升。**

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