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# Apache IoTDB的TsFile怎么使用
## 一、TsFile概述
Apache IoTDB中的TsFile(Time Series File)是专门为时序数据设计的高效列式存储文件格式。它具有以下核心特性:
1. **列式存储结构**:相同设备不同测点独立存储,提高查询效率
2. **高压缩比**:支持多种压缩算法(如Gorilla、ZSTD等)
3. **时间分区**:支持按时间范围自动分区存储
4. **丰富的编码方式**:包括RLE、Delta-of-Delta等时序专用编码
5. **索引机制**:内置时间索引和设备元数据索引
## 二、TsFile文件结构
### 2.1 物理结构
[Header] [Chunk Group 1] [Chunk 1] [Page 1] [Page 2] … [Chunk 2] … [Chunk Group 2] … [Metadata] [Footer]
### 2.2 核心组件说明
- **Chunk Group**:对应一个设备在某个时间段的全部测点数据
- **Chunk**:单个测点的时间序列数据块
- **Page**:Chunk内的最小存储单元(默认1MB)
- **Metadata**:包含统计信息和索引数据
## 三、TsFile读写操作
### 3.1 写入TsFile
#### 3.1.1 使用IoTDB API写入
```java
// 创建会话
try (Session session = new Session("127.0.0.1", 6667, "root", "root")) {
session.open();
// 创建时间序列
session.createTimeseries("root.sg.device1.temperature", TSDataType.FLOAT,
TSEncoding.GORILLA, CompressionType.SNAPPY);
// 构造写入记录
List<String> deviceIds = Arrays.asList("root.sg.device1");
List<List<String>> measurements = Arrays.asList(
Arrays.asList("temperature"));
List<List<TSDataType>> types = Arrays.asList(
Arrays.asList(TSDataType.FLOAT));
List<List<Object>> values = Arrays.asList(
Arrays.asList(25.3f));
// 执行写入
session.insertRecords(deviceIds, System.currentTimeMillis(),
measurements, types, values);
}
// 配置TsFile
TsFileWriter writer = new TsFileWriter(new File("test.tsfile"));
// 注册时间序列
MeasurementSchema schema = new MeasurementSchema(
"temperature",
TSDataType.FLOAT,
TSEncoding.GORILLA);
writer.registerTimeseries(new Path("root.sg.device1"), schema);
// 写入数据
TSRecord record = new TSRecord(System.currentTimeMillis(), "root.sg.device1");
record.addTuple(new FloatDataPoint("temperature", 25.3f));
writer.write(record);
// 关闭文件
writer.close();
try (TsFileSequenceReader reader = new TsFileSequenceReader("test.tsfile")) {
// 获取文件元数据
FileMetadata fileMetaData = reader.readFileMetadata();
// 构造查询条件
QueryExpression query = QueryExpression.create()
.addSelectedPath(new Path("root.sg.device1.temperature"))
.setTimeFilter(TimeFilter.gtEq(1000L));
// 执行查询
QueryDataSet dataSet = reader.query(query);
while (dataSet.hasNext()) {
RowRecord row = dataSet.next();
System.out.println(row);
}
}
try (TsFileSequenceReader reader = new TsFileSequenceReader("test.tsfile")) {
// 获取所有设备
List<Path> devices = reader.getAllDevices();
// 读取特定Chunk
List<ChunkMetadata> chunkMetaList = reader.getChunkMetadataList(
new Path("root.sg.device1.temperature"));
for (ChunkMetadata meta : chunkMetaList) {
Chunk chunk = reader.readMemChunk(meta);
BatchData data = chunk.getData();
while (data.hasNext()) {
System.out.println(data.currentTime() + ": " + data.currentValue());
data.next();
}
}
}
<!-- iotdb-engine.properties -->
tsfile_compression=SNAPPY
支持的压缩算法: - UNCOMPRESSED - SNAPPY (默认) - GZIP - LZO - ZSTD - LZ4
// 创建时间序列时指定编码
TSEncoding[] encodings = {
TSEncoding.PLN, // 原始编码
TSEncoding.RLE, // 游程编码
TSEncoding.DIFF, // 差分编码
TSEncoding.TS_2DIFF, // 二阶差分
TSEncoding.GORILLA // Gorilla编码
};
# 使用CLI工具合并TsFile
./sbin/start-cli.sh -e "merge"
或通过API触发:
StorageEngine.getInstance().mergeAll();
TSFileConfig config = TSFileDescriptor.getInstance().getConfig();
config.setPageSizeInByte(1024 * 1024); // 1MB
enable_mem_control=true
memtable_size_threshold=104857600 # 100MB
./tools/export-csv.sh -h 127.0.0.1 -p 6667 -u root -pw root -td /output
./tools/import-csv.sh -f /input/data.csv
./tsfile-tool analyze -f test.tsfile
输出示例:
File path: test.tsfile
Total chunks: 42
Total devices: 5
Total measurements: 23
Compression ratio: 3.7:1
// 每10秒批量写入设备数据
ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
executor.scheduleAtFixedRate(() -> {
List<String> devices = getOnlineDevices();
List<List<Object>> values = collectDeviceValues(devices);
session.insertRecords(devices, System.currentTimeMillis(),
MEASUREMENTS, TYPES, values);
}, 0, 10, TimeUnit.SECONDS);
-- 创建对齐时间序列
CREATE ALIGNED TIMESERIES root.vehicle.d1 (
speed FLOAT encoding=GORILLA compression=SNAPPY,
rpm INT encoding=RLE compression=ZSTD,
temperature FLOAT encoding=GORILLA compression=SNAPPY
)
Q1: 如何提高TsFile写入速度? A1: 1. 增加写入批次大小 2. 使用异步写入模式 3. 关闭WAL(仅适用于可容忍数据丢失的场景)
Q2: TsFile支持修改历史数据吗? A2: 不支持直接修改,需要通过删除后重新写入的方式实现:
DELETE FROM root.sg.device1.temperature WHERE time < 10000
INSERT INTO root.sg.device1(timestamp, temperature) VALUES (5000, 22.1)
Q3: 如何跨平台迁移TsFile? A3: 1. 使用export/import工具 2. 直接复制文件时需要确保: - 相同IoTDB版本 - 相同字节序(endianness) - 同步元数据
TsFile作为Apache IoTDB的核心存储引擎,通过其优化的列式存储结构和丰富的编码压缩方式,为时序数据场景提供了高效的存储解决方案。本文详细介绍了TsFile的读写操作方法、性能调优技巧以及实际应用案例,开发者可以根据具体业务需求选择合适的配置策略。
官方文档参考:https://iotdb.apache.org/UserGuide/latest/TSFile/Overview.html “`
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