Catalyst Optimizer
Das Herzstück von Spark SQL ist Catalyst Optimizer. Dieser Optimierer nutzt fortschrittliche Funktionen der Programmiersprache (z. B. das Pattern-Matching aus Scala oder Quasiquotes) auf innovative Weise, um einen erweiterbaren Abfrageoptimierer zu erstellen. Catalyst basiert auf funktionalen Programmierkonstrukten in Scala und wurde unter Berücksichtigung der folgenden beiden Hauptziele entwickelt:
- Einfaches Hinzufügen neuer Optimierungstechniken und Funktionen zu Spark SQL
- Externen Entwicklern die Möglichkeit einräumen, den Optimierer zu erweitern (z. B. durch Hinzufügen datenquellenspezifischer Regeln, Unterstützung neuer Datentypen usw.)
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Catalyst enthält eine allgemeine Bibliothek zur Darstellung von Bäumen und zur Anwendung von Regeln zu deren Manipulation. Darauf aufbauend bietet Catalyst spezialisierte Bibliotheken für die relationale Abfrageverarbeitung (z.B. Ausdrücke, logische Abfragepläne) sowie mehrere Regelsätze, die verschiedene Phasen der Abfrageausführung abdecken: Analyse, logische Optimierung, physische Planung und Codegenerierung zur Kompilierung von Abfrageteilen in Java-Bytecode. Für Letzteres nutzt Catalyst ein weiteres Scala-Feature: Quasiquotes. Sie ermöglichen es, zur Laufzeit auf einfache Weise Code aus zusammensetzbaren Ausdrücken zu generieren. Catalyst bietet auch mehrere öffentliche Erweiterungspunkte, darunter Schnittstellen für externe Datenquellen und benutzerdefinierte Typen. Ebenso unterstützt Catalyst sowohl regelbasierte als auch kostenbasierte Optimierung.