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版本：2.3.x

Arrow Flight SQL

Arrow Flight SQL 简介​

Arrow Flight SQL 是一种使用 Arrow 内存格式和 Flight RPC 框架与 SQL 数据库交互的协议。

目前我们支持Arrow Flight SQL 客户端的环境有：

Arrow Flight SQL 优势​

  1. 功能强大。功能与JDBC和ODBC等API类似，包括执行查询，创建准备好的语句。
  2. 安全。Flight，支持开箱即用的加密和身份验证等功能。
  3. 性能。与实现Arrow Flight 的客户端服务端通信，无需进行数据转化，同时允许进一步优化，如并行数据访问。

虽然它可以直接用于数据库访问，但它不能直接替代 JDBC/ODBC。 但是，Flight SQL 可以用作具体的有线协议/驱动程序实现，支持 JDBC/ODBC 驱动程序，并减少数据库的实现负担。

Arrow Flight SQL 查询流程​

客户端使用arrow flight sql 客户端与数据库连接，查询数据，执行SQL的流程大致如下。

  1. 创建FlightSql客户端
  2. 验证用户名，密码
  3. 执行SQL，获取FlightInfo结构体
  4. 通过FlightInfo结构体中的FlightEndPoint获取到FlightData数据流

FlightInfo中包含有关数据所在位置的详细信息， 客户端可以从适当的服务器获取数据。 服务器信息被编码为 FlightInfo 中的一系列 FlightEndpoint 消息。 每个Endpoint代表包含响应数据子集的某个位置。

一个FlightEndpoint包含一个服务器地址列表， 一个Ticket, 一个服务器用来识别请求数据的二进制Token。 FlightEndPoint 没有定义顺序，如果数据集是排序的， 只会在一个FlightEndPoint中返回数据。

流程图如下

流程图

不同客户端的使用方式​

提示

本章节分别介绍不同客户端的使用方式。

  • 安装Apache Arrow​

    你可以去官方文档找到详细的安装教程 在Mac系统下，使用brew命令就可以简单安装了。

    brew install apache-arrow
    brew install apache-arrow-glib

  • 配置CMakeLists.txt​

    cmake_minimum_required(VERSION 3.24)
    project(arrow_flight_cpp)

    set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)

    find_package(Arrow REQUIRED)
    find_package(ArrowFlight REQUIRED)
    find_package(ArrowFlightSql REQUIRED)

    include_directories(${ARROW_INCLUDE_DIR})
    add_executable(arrow_flight_cpp main.cpp)
    target_link_libraries(arrow_flight_cpp PRIVATE Arrow::arrow_shared)
    target_link_libraries(arrow_flight_cpp PRIVATE ArrowFlight::arrow_flight_shared)
    target_link_libraries(arrow_flight_cpp PRIVATE ArrowFlightSql::arrow_flight_sql_shared)

  • C++ Arrow库的用法​

    arrow的函数大多数是返回 arrow::Result<T> 类型，因此需要把代码写在返回值为 arrow::Result<T> 的类型的函数中，如下：

     arrow::Result <std::unique_ptr<FlightClient>> get_location() {
         ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto location, Location::ForGrpcTcp("localhost", 8904));
         ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto client, FlightClient::Connect(location))
     }

    ARROW_ASSIGN_OR_RAISE宏的效果是，先对右边返回值为 arrow::Result<T> 类型的表达式求值，如果出现异常，则提前return，赋上相应的Status值。

    为了方便展示，我们把代码写在lambda函数中。

    int main() {
      auto fun = []() {
        // code
      }
      fun();
      return 0;
    }

  • 验证身份获取令牌，并创建一个FlightSqlClient​

    ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto location, Location::ForGrpcTcp("localhost", 8904))
    ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto client, FlightClient::Connect(location))
    auto user = "root";
    auto password = "";
    //Base64加密认证
    auto auth = client->AuthenticateBasicToken({}, user, password);
    ARROW_RETURN_NOT_OK(auth); // 如果result出现异常，直接return
    FlightCallOptions call_options;
    call_options.headers.push_back(auth.ValueOrDie()); //把认证放到调用选项中
    auto sql_client = std::make_unique<FlightSqlClient>(std::move(client));

  • 执行sql取得FlightInfo​

    ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto info, sql_client->Execute(call_options, "select now();"));
    const auto endpoints = info->endpoints();

  • 通过FlightEndPoint取回数据​

    for (auto i = 0; i < endpoints.size(); i++) {
      auto &ticket = endpoints[i].ticket;
      // stream中包含数据
      ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto stream, sql_client->DoGet(call_options, ticket));
      // 获取数据的Schema
      auto schema = stream->GetSchema();
      ARROW_RETURN_NOT_OK(schema);
      std::cout << "Schema:" << schema->get()->ToString() << std::endl;
      // 取得并打印数据
      while(true) {
        ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(FlightStreamChunk chunk, stream->Next());
        if (chunk.data == nullptr) {
          break;
        }
        std::cout << chunk.data->ToString();
      }
    }

整体代码​

#include <iostream>
#include <arrow/flight/api.h>
#include <arrow/flight/sql/api.h>
using namespace arrow::flight;
using namespace arrow::flight::sql;
using namespace arrow;

int main() {

    auto fun = []() {
        ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto location, Location::ForGrpcTcp("localhost", 8904))
        ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto client, FlightClient::Connect(location))

        auto user = "root";
        auto password = "";
        auto auth = client->AuthenticateBasicToken({}, user, password);
        auto sql_client = std::make_unique<FlightSqlClient>(std::move(client));
        ARROW_RETURN_NOT_OK(auth);
        FlightCallOptions call_options;
        call_options.headers.push_back(auth.ValueOrDie());

        ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto info, sql_client->Execute(call_options, "select now();"));
        const auto endpoints = info->endpoints();
        for (auto i = 0; i < endpoints.size(); i++) {
            auto &ticket = endpoints[i].ticket;

            ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(auto stream, sql_client->DoGet(call_options, ticket));

            auto schema = stream->GetSchema();
            ARROW_RETURN_NOT_OK(schema);

            std::cout << "Schema:" << schema->get()->ToString() << std::endl;
            while(true) {
                ARROW_ASSIGN_OR_RAISE(FlightStreamChunk chunk, stream->Next());
                if (chunk.data == nullptr) {
                    break;
                }
                std::cout << chunk.data->ToString();
            }
        }
        return Status::OK();
    };

    auto status = fun();

    return 0;
}