数据建模

Amazon Timestream for 旨在收集、存储和分析来自应用程序和设备的时间序列数据，这些数据会发出一系列带有时间戳的数据。 LiveAnalytics 为了获得最佳性能，发送到 Timestream 的数据 LiveAnalytics 必须具有时间特征，并且时间必须是数据的典型组成部分。

Timestream for 允许您 LiveAnalytics 灵活地以不同的方式对数据进行建模，以满足您的应用程序需求。在本节中，我们将介绍其中的几种模式，并为您提供优化成本和绩效的指导方针。熟悉维度和度量概念 Amazon Timestream LiveAnalytics 等关键。在本节中，在决定是创建单个表还是创建多个表来存储数据时，您将详细了解以下内容：

单桌与多桌

在应用程序中对数据进行建模时，另一个重要方面是如何将数据建模为表和数据库。Timestream 中的数据库和表 LiveAnalytics 是用于访问控制的抽象，用于指定 KMS 密钥、保留期等。Timestream 用于 LiveAnalytics自动对您的数据进行分区，旨在扩展资源以匹配应用程序的摄取、存储、查询负载和要求。

Timestream 中的表 LiveAnalytics 可以扩展到存储的 PB 级数据和每秒写入数十千兆字节的数据量。查询每小时可以处理数百 TB。Timestream 中的查询 LiveAnalytics 可以跨越多个表和数据库，提供联接和并集，让您可以无缝访问多个表和数据库中的数据。因此，在决定如何在 Timestream 中组织数据时，数据规模或请求量通常不是主要考虑的问题。 LiveAnalytics在决定将哪些数据放在同一个表中，而不是放在不同的表中，或者放在不同的数据库中的表时，以下是一些重要的注意事项。

多度量记录与单度量记录

Timestream for LiveAnalytics 允许您写入每条记录有多个度量（多度量）或每条记录单个度量（单度量）的数据。

多重测量记录

在许多用例中，您正在跟踪的设备或应用程序可能会在同一时间戳发出多个指标或事件。在这种情况下，您可以将同一时间戳发出的所有指标存储在同一个多指标记录中。也就是说，存储在同一多度量记录中的所有度量在同一行数据中显示为不同的列。

例如，假设您的应用程序正在从同时测量的设备发出诸如 cpu、内存和 disk_iops 之类的指标。以下是此类表的示例，其中同时发出的多个指标存储在同一行中。你会看到两台主机每秒发出一次指标。

单项测量记录

当您的设备在不同的时间段发出不同的指标，或者您使用的是发出更改的自定义处理逻辑时，单项记录是合适的）。metrics/events at different time periods (for instance, when a device's reading/state由于每个度量都有唯一的时间戳，因此可以将这些度量存储在 Timestream 中各自的记录中。 LiveAnalytics例如，以物联网传感器为例，它可以跟踪土壤温度和湿度，只有在检测到与之前报告的条目相比有变化时，它才会发出记录。以下示例提供了使用单一测量记录发出此类数据的示例。

比较单测量值和多度量记录

Timestream for 允许您 LiveAnalytics 灵活地根据应用程序的要求和特征将数据建模为单度或多度量记录。如果您的应用程序需要，单个表可以存储单度量和多度量记录。通常，当您的应用程序同时发出多个度量/事件时，通常建议将数据建模为多度量记录，以实现高性能的数据访问和具有成本效益的数据存储。

例如，如果您考虑DevOps 使用一个跟踪来自数十万台服务器的指标和事件的用例，则每台服务器会定期发出 20 个指标和 5 个事件，其中事件和指标会同时即时发出。可以使用单测量记录或多度量记录对数据进行建模（有关生成的架构，请参阅开源数据生成器）。在此用例中，使用多度量记录与单度量记录对数据进行建模会得到：

前面的因素会有所不同，具体取决于您要跟踪的指标数量、数据有多少维度等。虽然前面的示例为一个示例提供了一些具体的数据，但我们在许多应用场景和用例中看到，如果您的应用程序在同一时刻发出多个度量，则将数据存储为多度量记录会更有效。此外，多度量记录为您提供了数据类型的灵活性，并将多个其他值存储为上下文（例如，存储请求 IDs和其他时间戳，稍后将讨论）。

请注意，多度量记录也可以对稀疏度量进行建模，例如前面的单度量记录示例：您可以使用measure_name来存储度量的名称，也可以使用通用的多度量属性名称，例如value_double存储度DOUBLE量、value_bigint存储度BIGINT量、value_timestamp存储其他TIMESTAMP值等。

维度和度量

Timestream 中的表格 LiveAnalytics 允许您存储维度（标识正在存储的设备/数据的属性）和度量（您正在跟踪的指标/值）；有关更多详细信息，请参阅。概念 Amazon Timestream LiveAnalytics 当您在Timestream上为应用程序建模时 LiveAnalytics，如何将数据映射到维度和度量会影响您的摄取和查询延迟。以下是有关如何将数据建模为维度和度量的指南，您可以将其应用于您的用例。

选择尺寸

标识发送时间序列数据的源的数据自然适合维度，维度是不会随着时间的推移而变化的属性。例如，如果您的服务器发布指标，则标识服务器的属性（例如主机名、区域、机架和可用区域）是维度的候选对象。同样，对于具有多个报告时间序列数据的传感器的物联网设备，诸如设备 ID 和传感器 ID 之类的属性是维度的候选对象。

如果要将数据写成多度量记录，则当您在表上执行DESCRIBE或运行SELECT语句时，维度和多度量属性会以列形式出现在表中。因此，在编写查询时，可以在同一个查询中自由使用维度和度量。但是，在构建写入记录以摄取数据时，在选择将哪些属性指定为维度以及哪些属性指定为度量值时，请记住以下几点：

请注意，Timestream 中的表 LiveAnalytics 不会限制维度名称和值的唯一组合的数量。例如，在一个表中可以存储数十亿个这样的唯一值组合。但是，正如您将在以下示例中看到的那样，谨慎选择维度和度量可以显著优化请求延迟，尤其是查询延迟。

尺寸 IDs 独特

如果您的应用场景要求您存储每个数据点的唯一标识符（例如，请求 ID、交易 ID 或关联 ID），则将 ID 属性建模为度量值将显著改善查询延迟。使用多度量记录对数据进行建模时，ID 会与您的其他维度和时间序列数据显示在同一行中，因此您的查询可以继续有效地使用它们。例如，考虑到服务器发出的每个数据点都具有唯一的请求 ID 属性的DevOps 用例，与将唯一的请求 ID 建模为维度相比，将请求 ID 建模为度量值可以将不同查询类型的查询延迟降低多达 4 倍。

对于并非每个数据点都完全唯一但具有数十万或数百万个唯一值的属性，您可以使用类似的类比。您可以将这些属性建模为维度值或测量值。如果这些值是前面所讨论的写入路径上的重复数据消除所必需的，或者您经常在查询中将其用作谓词（例如，在WHERE子句中，在该属性值上有相等谓词，例如您的应用程序跟踪数百万台设备device_id = 'abcde'的位置），则需要将其建模为维度。

数据类型丰富，包含多度量记录

多重测量记录使您可以灵活地对数据进行有效建模。存储在多度量记录中的数据在表格中以列的形式出现，类似于维度，因此同样便于查询维度和度量值。你在前面讨论的示例中看到了其中的一些模式。在下面，您将找到其他模式，以有效使用多指标记录来满足应用程序的用例。

多度量记录支持数据类型DOUBLE、、BIGINTVARCHARBOOLEAN、和TIMESTAMP的属性。因此，它们自然适合不同类型的属性：

特别是，如果查询中包含谓词的数字数据或时间戳，则将这些属性建模为多度量属性而不是维度将降低查询延迟。这是因为在使用多度量记录中支持的丰富数据类型对此类数据进行建模时，如果将此类数据建模为维度，则可以使用原生数据类型VARCHAR来表示谓词，而不是将值从其他数据类型转换为其他数据类型。

在多度量记录中使用度量名称

Timestream 中的表 LiveAnalytics 支持名为度量名称的特殊属性（或列）。您可以为写入 Timestream 的每条记录为此 LiveAnalytics属性指定一个值。对于单项测量记录，自然会使用指标的名称（例如 CPU 或内存表示服务器指标，或者使用温度或压力表示传感器指标）。使用多度量记录时，会对多度量记录中的属性进行命名，这些名称将成为表中的列名。因此，CPU、内存、温度和压力可以成为多度量属性名称。一个自然的问题是如何有效地使用度量名称。

Timestream for LiveAnalytics 使用度量名称属性中的值对数据进行分区和索引。因此，如果表有多个不同的度量名称，并且查询使用这些值作为查询谓词，则 Timestream for LiveAnalytics 可以使用其自定义分区和索引来删除与查询无关的数据。例如，如果您的表具有cpu和memory度量名称，并且您的查询具有谓词WHERE measure_name = 'cpu'，则 Timestream for LiveAnalytics 可以有效地修剪与查询无关的度量名称的数据，例如本示例中具有度量名称内存的行。即使在多度量记录中使用度量名称，这种修剪也适用。您可以有效地使用度量名称属性作为表的分区属性。度量名称以及维度名称和值以及时间用于对 LiveAnalytics 表的 Timestream 中的数据进行分区。请注意 LiveAnalytics 表的 Timestream 中允许的唯一度量名称数量的限制。另请注意，度量名称也与度量值数据类型相关联。例如，单个度量名称只能与一种测量值类型相关联。该类型可以是DOUBLE、、BIGINTBOOLEANVARCHAR、或之一MULTI。使用度量名称存储的多度量记录的数据类型为。MULTI由于单个多指标记录可以存储具有不同数据类型（DOUBLE、、BIGINTVARCHARBOOLEAN、和TIMESTAMP）的多个指标，因此您可以将不同类型的数据关联到多指标记录中。

以下各节介绍几个不同的示例，说明如何有效地使用度量名称属性将不同类型的数据组合到同一个表中。

物联网传感器报告质量和价值

假设您有来自物联网传感器的应用程序监控数据。每个传感器跟踪不同的测量值，例如温度和压力。除了实际值外，传感器还报告测量的质量，这是对读数精度的衡量标准，也是测量的单位。由于质量、单位和值是一起发射的，因此可以将它们建模为多度量记录，如下面的示例数据所示，其中device_id是维度，qualityvalue、和unit是多度量属性：

这种方法允许您将多度量记录的优点与使用度量名称的值对数据进行分区和修剪相结合。如果查询引用单个测量值（例如温度），则可以在查询中包含measure_name谓词。以下是此类查询的示例，该查询还会投影质量高于 90 的测量单位。

SELECT device_id, time, value AS temperature, unit
FROM db.table
WHERE time > ago(1h)
    AND measure_name = 'temperature'
    AND quality > 90

在查询上使用measure_name谓词可以让 Timestream 有效地修剪与查询无关的分区和数据，从而缩短查询延迟。 LiveAnalytics

如果所有指标都是在相同的时间戳发出的，并且/或者在同一个查询中同时查询多个指标，则也可以将所有指标存储在同一个多指标记录中。例如，您可以使用诸如温度_质量、温度_值、温度_单位、压力_质量、压力_值和压力_单位等属性来构造多度量记录。前面讨论的关于使用单度量记录与多度量记录对数据进行建模的许多要点都适用于你决定如何对数据进行建模。请考虑您的查询访问模式以及数据的生成方式，以选择一种能够优化成本、提取和查询延迟以及便于编写查询的模型。

同一个表中包含不同类型的指标

另一个可以将多度量记录与度量名称值组合在一起的用例是对从同一设备独立发出的不同类型的数据进行建模。考虑一下 DevOps 监控用例，其中服务器发出两种类型的数据：定期发出的指标和不规则的事件。这种方法的一个例子是数据生成器对 DevOps 用例进行建模中讨论的架构。在这种情况下，您可以使用不同的度量名称将同一服务器发出的不同类型的数据存储在同一个表中。例如，同时发出的所有指标都与度量名称指标一起存储。与指标在不同时刻发出的所有事件都与度量名称事件一起存储。表的度量架构（例如，SHOW MEASURES查询的输出）为：

在这种情况下，您可以看到事件和指标也有不同的维度集，其中事件具有不同的维度jdk_version，process_name而指标具有维度instance_type和os_version。

使用不同的度量名称允许您编写带有谓词的查询WHERE measure_name = 'metrics'，例如仅获取指标。此外，将同一个实例发出的所有数据放在同一个表中意味着你也可以使用instance_name谓词编写一个更简单的查询来获取该实例的所有数据。例如，WHERE instance_name = 'instance-1234'不带谓词的形式measure_name谓词将返回特定服务器实例的所有数据。

对多度量记录进行分区的建议

我们已经看到，时间序列生态系统中越来越多的工作负载需要摄取和存储大量数据，同时在通过一组高基数维度值访问数据时需要低延迟的查询响应。

由于这些特性，本节中的建议对于具有以下特性的客户工作负载非常有用：

在这些情况下，所有多度量值的单一名称无济于事，因为我们的引擎使用多度量名称对数据进行分区，而使用单个值会限制您获得的分区优势。这些记录的分区主要基于两个维度。假设时间在 x 轴上，维度名称的哈希值在 measure_name y 轴上。measure_name在这些情况下，几乎像分区密钥一样起作用。

我们的建议如下：

请记住，如果您想从此分区架构中获得好处，则需要在客户端计算哈希值，然后将其作为静态值传递给 Timestream，然后 LiveAnalytics 将其作为静态值传递给查询引擎。前面的示例提供了一种验证引擎是否可以在需要时解析生成的哈希值的方法。

要measure_name按照我们的建议生成相关内容，有两条路径取决于您的摄取模式。

在这两种情况下，我们都建议您在两端（摄取和查询）测试哈希生成算法，以确保获得相同的结果。

以下是一些生成哈希值的代码示例。host_name

>>> import xxhash
>>> from bitstring import BitArray
>>> b=xxhash.xxh64('HOST-ID-1235').digest()
>>> BitArray(b).int % 8192
### 3195

package main

import (
    "bytes"
    "fmt"
    "github.com/cespare/xxhash"
)

func main() {
    buf := bytes.NewBufferString("HOST-ID-1235")
    x := xxhash.New()
    x.Write(buf.Bytes())
    // convert unsigned integer to signed integer before taking mod
    fmt.Printf("%f\n", abs(int64(x.Sum64())) % 8192)
}

func abs(x int64) int64 {
    if (x < 0) {
        return -x
    }
    return x
}

import java.nio.ByteBuffer;

import net.jpountz.xxhash.XXHash64;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        XXHash64 hasher = net.jpountz.xxhash.XXHashFactory.fastestInstance().hash64();

        String host = "HOST-ID-1235";
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap(host.getBytes());

        Long result = Math.abs(hasher.hash(buf, 0L));
        Long partition = result % 8192;

        System.out.println(result);
        System.out.println(partition);
    }
}

        <dependency>
            <groupId>net.jpountz.lz4</groupId>
            <artifactId>lz4</artifactId>
            <version>1.3.0</version>
        </dependency>