IoTDB

简介

IoTDB (Internet of Things Database) 是一款时序数据库管理系统，可以为用户提供数据收集、存储和分析等服务。IoTDB由于其轻量级架构、高性能和高可用的特性，以及与 Hadoop 和 Spark 生态的无缝集成，满足了工业 IoT 领域中海量数据存储、高吞吐量数据写入和复杂数据查询分析的需求。

主要特点

IoTDB的主要特点如下:

灵活的部署策略。IoTDB为用户提供了一个在云平台或终端设备上的一键安装工具，以及一个连接云平台和终端上的数据的数据同步工具。
硬件成本低。IoTDB可以达到很高的磁盘存储压缩比。
高效的目录结构。IoTDB支持智能网络设备对复杂时间序列数据结构的高效组织，同类设备对时间序列数据的组织，海量复杂时间序列数据目录的模糊搜索策略。
高吞吐量读写。IoTDB支持数以百万计的低功耗设备的强连接数据访问、高速数据读写，适用于上述智能网络设备和混合设备。
丰富的查询语义。IoTDB支持跨设备和测量的时间序列数据的时间对齐、时间序列字段的计算(频域转换)和时间维度的丰富聚合函数支持。
学习成本非常低。IoTDB支持类似sql的语言、JDBC标准API和易于使用的导入/导出工具。
与先进的开放源码生态系统的无缝集成。IoTDB支持分析生态系统，如Hadoop、Spark和可视化工具(如Grafana)。

有关IoTDB的最新信息，请访问IoTDB官方网站。如果您在使用IoTDB时遇到任何问题或发现任何bug，请在[jira]中提交(https://issues.apache.org/jira/projects/IOTDB/issues)。

快速开始

这篇简短的指南将带您了解使用IoTDB的基本过程。如需更详细的介绍，请访问我们的网站用户指南。

环境准备

要使用IoTDB，您需要:

Java >= 1.8 (目前 1.8、11 到 17 已经被验证可用。请确保环变量境路径已正确设置)。
Maven >= 3.6 (如果希望从源代码编译和安装IoTDB)。
设置 max open files 为 65535，以避免"too many open files"错误。

（可选）将 somaxconn 设置为 65535 以避免系统在高负载时出现 "connection reset" 错误。

# Linux
> sudo sysctl -w net.core.somaxconn=65535

# FreeBSD or Darwin
> sudo sysctl -w kern.ipc.somaxconn=65535

安装

IoTDB提供了三种安装方法，您可以参考以下建议，选择最适合您的一种:

从源代码安装。如果需要自己修改代码，可以使用此方法。
从二进制文件安装。推荐的方法是从官方网站下载二进制文件，您将获得一个开箱即用的二进制发布包。
使用Docker: dockerfile的路径是https://github.com/apache/iotdb/tree/master/docker/src/main

在这篇《快速入门》中，我们简要介绍如何使用源代码安装IoTDB。如需进一步资料，请参阅官网用户指南。

从源码构建

关于准备Thrift编译器

如果您使用Windows，请跳过此段。

我们使用Thrift作为RPC模块来提供客户端-服务器间的通信和协议支持，因此在编译阶段我们需要使用Thrift 0.13.0 （或更高）编译器生成对应的Java代码。 Thrift只提供了Windows下的二进制编译器，Unix下需要通过源码自行编译。

如果你有安装权限，可以通过apt install, yum install, brew install来安装thrift编译器，然后在下面的编译命令中都添加如下参数即可：-Dthrift.download-url=http://apache.org/licenses/LICENSE-2.0.txt -Dthrift.exec.absolute.path=<你的thrift可执行文件路径>。

同时我们预先编译了一个Thrift编译器，并将其上传到了GitHub ，借助一个Maven插件，在编译时可以自动将其下载。该预编译的Thrift编译器在gcc8，Ubuntu, CentOS, MacOS下可以工作，但是在更低的gcc 版本以及其他操作系统上尚未确认。如果您发现因为网络问题总是提示下载不到thrift文件，那么您需要手动下载，并并将编译器放置到目录{project_root}\thrift\target\tools\thrift_0.12.0_0.13.0_linux.exe。如果您放到其他地方，就需要在运行maven的命令中添加：-Dthrift.download-url=http://apache.org/licenses/LICENSE-2.0.txt -Dthrift.exec.absolute.path=<你的thrift可执行文件路径>。

如果您对Maven足够熟悉，您也可以直接修改我们的根pom文件来避免每次编译都使用上述参数。 Thrift官方网址为：https://thrift.apache.org/

从 git 克隆源代码:

git clone https://github.com/apache/iotdb.git

默认的主分支是master分支，如果你想使用某个发布版本x.x.x，请切换分支:

git checkout release/x.x.x

从0.11.3开始，版本的标签风格改为vx.x.x：

git checkout vx.x.x

在 iotdb 根目录下执行 maven 编译:

> mvn clean package -DskipTests

通过添加 -P compile-cpp 可以进行c++客户端API的编译。

执行完成之后，可以在distribution/target/apache-iotdb-{project.version}-all-bin.zip找到编译完成的二进制版本(包括服务器和客户端)

注意："thrift/target/generated-sources/thrift"， "thrift-sync/target/generated-sources/thrift"，"thrift-cluster/target/generated-sources/thrift" 和 "antlr/target/generated-sources/antlr4" 目录需要添加到源代码根中，以免在 IDE 中产生编译错误。

IDEA的操作方法：在上述maven命令编译好后，右键项目名称，选择"Maven->Reload project"，即可。

配置

配置文件在"conf"文件夹下

环境配置模块(iotdb-env.bat, iotdb-env.sh),
系统配置模块(iotdb-engine.properties)
日志配置模块(logback.xml)。

有关详细信息，请参见配置参数。

开始

您可以通过以下步骤来测试安装，如果执行后没有返回错误，安装就完成了。

启动 IoTDB

可以通过运行 sbin 文件夹下的 start-server 脚本启动 IoTDB。

# Unix/OS X
> nohup sbin/start-server.sh >/dev/null 2>&1 &
or
> nohup sbin/start-server.sh -c <conf_path> -rpc_port <rpc_port> >/dev/null 2>&1 &

# Windows
> sbin\start-server.bat -c <conf_path> -rpc_port <rpc_port>

"-c" and "-rpc_port" 都是可选的。
选项 "-c" 指定了配置文件所在的文件夹。
选项 "-rpc_port" 指定了启动的 rpc port。
如果两个选项同时指定，那么rpc_port将会覆盖conf_path下面的配置。

使用 IoTDB

使用 Cli 命令行

IoTDB提供了与服务器交互的不同方式，这里我们将介绍使用 Cli 工具插入和查询数据的基本步骤。

安装 IoTDB 后，有一个默认的用户root，它的默认密码也是root。用户可以使用这个默认用户登录 Cli 并使用 IoTDB。Cli 的启动脚本是 sbin 文件夹中的 start-cli 脚本。在执行脚本时，用户应该指定 IP，端口，USER_NAME 和密码。默认参数为-h 127.0.0.1 -p 6667 -u root -pw root。

下面是启动 Cli 的命令:

# Unix/OS X
> sbin/start-cli.sh -h 127.0.0.1 -p 6667 -u root -pw root

# Windows
> sbin\start-cli.bat -h 127.0.0.1 -p 6667 -u root -pw root

命令行客户端是交互式的，所以如果一切就绪，您应该看到欢迎标志和声明:

 _____       _________  ______   ______
|_   _|     |  _   _  ||_   _ `.|_   _ \
  | |   .--.|_/ | | \_|  | | `. \ | |_) |
  | | / .'`\ \  | |      | |  | | |  __'.
 _| |_| \__. | _| |_    _| |_.' /_| |__) |
|_____|'.__.' |_____|  |______.'|_______/  version x.x.x


IoTDB> login successfully
IoTDB>

基本的 IoTDB 命令

现在，让我们介绍创建 timeseries、插入数据和查询数据的方法。

IoTDB中的数据组织为 timeseries。每个 timeseries 包含多个数据-时间对，由一个存储组拥有。在定义 timeseries 之前，我们应该先使用SET storage group来定义一个存储组，下面是一个例子:

IoTDB> SET STORAGE GROUP TO root.ln

我们也可以使用SHOW STORAGE GROUP来检查正在创建的存储组:

IoTDB> SHOW STORAGE GROUP
+-------------+
|storage group|
+-------------+
|      root.ln|
+-------------+
Total line number = 1

在设置存储组之后，我们可以使用CREATE TIMESERIES来创建一个新的TIMESERIES。在创建 timeseries 时，我们应该定义它的数据类型和编码方案。这里我们创建两个 timeseries:

IoTDB> CREATE TIMESERIES root.ln.wf01.wt01.status WITH DATATYPE=BOOLEAN, ENCODING=PLAIN
IoTDB> CREATE TIMESERIES root.ln.wf01.wt01.temperature WITH DATATYPE=FLOAT, ENCODING=RLE

为了查询特定的timeseries，我们可以使用 SHOW TIMESERIES <Path>. 表示被查询的 timeseries 的路径. 默认值是null, 表示查询系统中所有的 timeseries (同SHOW TIMESERIES root). 以下是一些示例:

查询系统中所有 timeseries:

IoTDB> SHOW TIMESERIES
+-----------------------------+-----+-------------+--------+--------+-----------+----+----------+
|                   timeseries|alias|storage group|dataType|encoding|compression|tags|attributes|
+-----------------------------+-----+-------------+--------+--------+-----------+----+----------+
|root.ln.wf01.wt01.temperature| null|      root.ln|   FLOAT|     RLE|     SNAPPY|null|      null|
|     root.ln.wf01.wt01.status| null|      root.ln| BOOLEAN|   PLAIN|     SNAPPY|null|      null|
+-----------------------------+-----+-------------+--------+--------+-----------+----+----------+
Total line number = 2

查询指定的 timeseries(root.ln.wf01.wt01.status):

IoTDB> SHOW TIMESERIES root.ln.wf01.wt01.status
+------------------------+-----+-------------+--------+--------+-----------+----+----------+
|              timeseries|alias|storage group|dataType|encoding|compression|tags|attributes|
+------------------------+-----+-------------+--------+--------+-----------+----+----------+
|root.ln.wf01.wt01.status| null|      root.ln| BOOLEAN|   PLAIN|     SNAPPY|null|      null|
+------------------------+-----+-------------+--------+--------+-----------+----+----------+
Total line number = 1

插入 timeseries 数据是IoTDB的一个基本操作，你可以使用INSERT 命令来完成这个操作。在插入之前，您应该指定时间戳和后缀路径名:

IoTDB> INSERT INTO root.ln.wf01.wt01(timestamp,status) values(100,true);
IoTDB> INSERT INTO root.ln.wf01.wt01(timestamp,status,temperature) values(200,false,20.71)

你刚才插入的数据会显示如下:

IoTDB> SELECT status FROM root.ln.wf01.wt01
+-----------------------------+------------------------+
|                         Time|root.ln.wf01.wt01.status|
+-----------------------------+------------------------+
|1970-01-01T08:00:00.100+08:00|                    true|
|1970-01-01T08:00:00.200+08:00|                   false|
+-----------------------------+------------------------+
Total line number = 2

您还可以使用一条SQL语句查询多个 timeseries 数据:

IoTDB> SELECT * FROM root.ln.wf01.wt01
+-----------------------------+-----------------------------+------------------------+
|                         Time|root.ln.wf01.wt01.temperature|root.ln.wf01.wt01.status|
+-----------------------------+-----------------------------+------------------------+
|1970-01-01T08:00:00.100+08:00|                         null|                    true|
|1970-01-01T08:00:00.200+08:00|                        20.71|                   false|
+-----------------------------+-----------------------------+------------------------+
Total line number = 2

如果需要修改 Cli 中的时区，您可以使用以下语句:

IoTDB> SET time_zone=+00:00
Time zone has set to +00:00
IoTDB> SHOW time_zone
Current time zone: Z

之后查询结果将会以更新后的新时区显示:

IoTDB> SELECT * FROM root.ln.wf01.wt01
+------------------------+-----------------------------+------------------------+
|                    Time|root.ln.wf01.wt01.temperature|root.ln.wf01.wt01.status|
+------------------------+-----------------------------+------------------------+
|1970-01-01T00:00:00.100Z|                         null|                    true|
|1970-01-01T00:00:00.200Z|                        20.71|                   false|
+------------------------+-----------------------------+------------------------+
Total line number = 2

你可以使用如下命令退出:

IoTDB> quit
or
IoTDB> exit

有关IoTDB SQL支持的命令的更多信息，请参见用户指南。

停止 IoTDB

server 可以使用 "ctrl-C" 或者执行下面的脚本:

# Unix/OS X
> sbin/stop-server.sh

# Windows
> sbin\stop-server.bat

只编译 server

在 iotdb 根目录下执行:

> mvn clean package -pl server -am -DskipTests

编译完成后, IoTDB server 将生成在: "server/target/iotdb-server-{project.version}".

只编译 cli

在 iotdb 根目录下执行:

> mvn clean package -pl cli -am -DskipTests

编译完成后, IoTDB cli 将生成在 "cli/target/iotdb-cli-{project.version}".

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