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高度なチュートリアル

このチュートリアルから何を期待できますか?

このチュートリアルでは、テーブルを作成し、大規模なデータセット(二百万行のニューヨークのタクシーデータ)を挿入します。その後、データセットに対してクエリを実行し、Dictionaryを作成してJOINを実行する例を含めます。

Note

このチュートリアルは、稼働中のClickHouseサービスにアクセスできることを前提としています。もしない場合は、クイックスタートをご覧ください。

1. 新しいテーブルを作成する

ニューヨーク市のタクシーデータには、数百万のタクシー乗車の詳細が含まれており、乗車と降車の時間と場所、料金、チップの金額、通行料、支払い方法などがカラムとして含まれています。このデータを保存するテーブルを作成しましょう...

  1. SQLコンソールに接続する

    SQL コンソール

    SQL クライアント接続が必要な場合、ClickHouse Cloud サービスには関連付けられたウェブベースの SQL コンソールがあります。詳細については、以下の SQL コンソールに接続 を展開してください。

    SQL コンソールに接続

    ClickHouse Cloud サービス一覧から、作業するサービスを選択し、接続 をクリックします。ここから SQL コンソールを開く ことができます:

    SQL コンソールに接続

    セルフマネージドのClickHouseを使用している場合は、https://hostname:8443/playでSQLコンソールに接続できます(詳細はClickHouse管理者にお問い合わせください)。

  2. default データベースに次の trips テーブルを作成します:

    CREATE TABLE trips
    (
    `trip_id` UInt32,
    `vendor_id` Enum8('1' = 1, '2' = 2, '3' = 3, '4' = 4, 'CMT' = 5, 'VTS' = 6, 'DDS' = 7, 'B02512' = 10, 'B02598' = 11, 'B02617' = 12, 'B02682' = 13, 'B02764' = 14, '' = 15),
    `pickup_date` Date,
    `pickup_datetime` DateTime,
    `dropoff_date` Date,
    `dropoff_datetime` DateTime,
    `store_and_fwd_flag` UInt8,
    `rate_code_id` UInt8,
    `pickup_longitude` Float64,
    `pickup_latitude` Float64,
    `dropoff_longitude` Float64,
    `dropoff_latitude` Float64,
    `passenger_count` UInt8,
    `trip_distance` Float64,
    `fare_amount` Float32,
    `extra` Float32,
    `mta_tax` Float32,
    `tip_amount` Float32,
    `tolls_amount` Float32,
    `ehail_fee` Float32,
    `improvement_surcharge` Float32,
    `total_amount` Float32,
    `payment_type` Enum8('UNK' = 0, 'CSH' = 1, 'CRE' = 2, 'NOC' = 3, 'DIS' = 4),
    `trip_type` UInt8,
    `pickup` FixedString(25),
    `dropoff` FixedString(25),
    `cab_type` Enum8('yellow' = 1, 'green' = 2, 'uber' = 3),
    `pickup_nyct2010_gid` Int8,
    `pickup_ctlabel` Float32,
    `pickup_borocode` Int8,
    `pickup_ct2010` String,
    `pickup_boroct2010` String,
    `pickup_cdeligibil` String,
    `pickup_ntacode` FixedString(4),
    `pickup_ntaname` String,
    `pickup_puma` UInt16,
    `dropoff_nyct2010_gid` UInt8,
    `dropoff_ctlabel` Float32,
    `dropoff_borocode` UInt8,
    `dropoff_ct2010` String,
    `dropoff_boroct2010` String,
    `dropoff_cdeligibil` String,
    `dropoff_ntacode` FixedString(4),
    `dropoff_ntaname` String,
    `dropoff_puma` UInt16
    )
    ENGINE = MergeTree
    PARTITION BY toYYYYMM(pickup_date)
    ORDER BY pickup_datetime;

2. データセットを挿入する

テーブルを作成したので、NYCタクシーデータを追加しましょう。このデータはS3内のCSVファイルにあり、そこからデータをロードできます。

  1. 次のコマンドにより、2つの異なるS3ファイル trips_1.tsv.gztrips_2.tsv.gz から trips テーブルに約2,000,000行を挿入します:

    INSERT INTO trips
    SELECT * FROM s3(
    'https://datasets-documentation.s3.eu-west-3.amazonaws.com/nyc-taxi/trips_{1..2}.gz',
    'TabSeparatedWithNames', "
    `trip_id` UInt32,
    `vendor_id` Enum8('1' = 1, '2' = 2, '3' = 3, '4' = 4, 'CMT' = 5, 'VTS' = 6, 'DDS' = 7, 'B02512' = 10, 'B02598' = 11, 'B02617' = 12, 'B02682' = 13, 'B02764' = 14, '' = 15),
    `pickup_date` Date,
    `pickup_datetime` DateTime,
    `dropoff_date` Date,
    `dropoff_datetime` DateTime,
    `store_and_fwd_flag` UInt8,
    `rate_code_id` UInt8,
    `pickup_longitude` Float64,
    `pickup_latitude` Float64,
    `dropoff_longitude` Float64,
    `dropoff_latitude` Float64,
    `passenger_count` UInt8,
    `trip_distance` Float64,
    `fare_amount` Float32,
    `extra` Float32,
    `mta_tax` Float32,
    `tip_amount` Float32,
    `tolls_amount` Float32,
    `ehail_fee` Float32,
    `improvement_surcharge` Float32,
    `total_amount` Float32,
    `payment_type` Enum8('UNK' = 0, 'CSH' = 1, 'CRE' = 2, 'NOC' = 3, 'DIS' = 4),
    `trip_type` UInt8,
    `pickup` FixedString(25),
    `dropoff` FixedString(25),
    `cab_type` Enum8('yellow' = 1, 'green' = 2, 'uber' = 3),
    `pickup_nyct2010_gid` Int8,
    `pickup_ctlabel` Float32,
    `pickup_borocode` Int8,
    `pickup_ct2010` String,
    `pickup_boroct2010` String,
    `pickup_cdeligibil` String,
    `pickup_ntacode` FixedString(4),
    `pickup_ntaname` String,
    `pickup_puma` UInt16,
    `dropoff_nyct2010_gid` UInt8,
    `dropoff_ctlabel` Float32,
    `dropoff_borocode` UInt8,
    `dropoff_ct2010` String,
    `dropoff_boroct2010` String,
    `dropoff_cdeligibil` String,
    `dropoff_ntacode` FixedString(4),
    `dropoff_ntaname` String,
    `dropoff_puma` UInt16
    ") SETTINGS input_format_try_infer_datetimes = 0
  2. INSERT が完了するのを待ちます。150 MBのデータがダウンロードされるのに少し時間がかかるかもしれません。

    Note

    s3 関数はデータを自動的に解凍する方法を知っており、TabSeparatedWithNames フォーマットはデータがタブ区切りであり、各ファイルのヘッダー行をスキップするようClickHouseに指示します。

  3. 挿入が終了したら、それが正常に動作したか確認してください:

    SELECT count() FROM trips

    約2M行(厳密には1,999,657行)を見ることができるはずです。

    Note

    ClickHouseがカウントを決定するために処理しなければならなかった行数と、どれほど迅速であるか注意してください。わずか0.001秒で6行だけ処理してカウントを取得できます。(その6は、trips テーブルが現在持つ パーツ の数であり、パーツは自身の行数を知っています。)

  4. すべての行をクロールする必要があるクエリを実行すると、処理する行数が大幅に増加することに気付くでしょうが、実行時間は依然として非常に速いままです:

    SELECT DISTINCT(pickup_ntaname) FROM trips

    このクエリは2M行を処理し、190の値を返す必要がありますが、約1秒でそれを行います。pickup_ntaname カラムは、タクシー乗車が始まったニューヨーク市の地域の名前を表します。

3. データを分析する

2M行のデータを分析するクエリをいくつか実行してみましょう...

  1. まず、平均チップ額を計算するような簡単な計算から始めます:

    SELECT round(avg(tip_amount), 2) FROM trips

    応答は以下のとおりです:

    ┌─round(avg(tip_amount), 2)─┐
    │ 1.68 │
    └───────────────────────────┘
  2. 次のクエリは、乗客数に基づいた平均費用を計算します:

    SELECT
    passenger_count,
    ceil(avg(total_amount),2) AS average_total_amount
    FROM trips
    GROUP BY passenger_count

    passenger_count の範囲は0から9までです:

    ┌─passenger_count─┬─average_total_amount─┐
    │ 0 │ 22.69 │
    │ 1 │ 15.97 │
    │ 2 │ 17.15 │
    │ 3 │ 16.76 │
    │ 4 │ 17.33 │
    │ 5 │ 16.35 │
    │ 6 │ 16.04 │
    │ 7 │ 59.8 │
    │ 8 │ 36.41 │
    │ 9 │ 9.81 │
    └─────────────────┴──────────────────────┘
  3. ここでは、地域ごとの日次乗車数を計算するクエリがあります:

    SELECT
    pickup_date,
    pickup_ntaname,
    SUM(1) AS number_of_trips
    FROM trips
    GROUP BY pickup_date, pickup_ntaname
    ORDER BY pickup_date ASC

    結果は以下のようになります:

    ┌─pickup_date─┬─pickup_ntaname───────────────────────────────────────────┬─number_of_trips─┐
    │ 2015-07-01 │ Brooklyn Heights-Cobble Hill │ 13 │
    │ 2015-07-01 │ Old Astoria │ 5 │
    │ 2015-07-01 │ Flushing │ 1 │
    │ 2015-07-01 │ Yorkville │ 378 │
    │ 2015-07-01 │ Gramercy │ 344 │
    │ 2015-07-01 │ Fordham South │ 2 │
    │ 2015-07-01 │ SoHo-TriBeCa-Civic Center-Little Italy │ 621 │
    │ 2015-07-01 │ Park Slope-Gowanus │ 29 │
    │ 2015-07-01 │ Bushwick South │ 5 │
  4. このクエリは、旅行時間を計算し、その値で結果をグループ化します:

    SELECT
    avg(tip_amount) AS avg_tip,
    avg(fare_amount) AS avg_fare,
    avg(passenger_count) AS avg_passenger,
    count() AS count,
    truncate(date_diff('second', pickup_datetime, dropoff_datetime)/60) as trip_minutes
    FROM trips
    WHERE trip_minutes > 0
    GROUP BY trip_minutes
    ORDER BY trip_minutes DESC

    結果は以下のようになります:

    ┌──────────────avg_tip─┬───────────avg_fare─┬──────avg_passenger─┬──count─┬─trip_minutes─┐
    │ 1.9600000381469727 │ 8 │ 1 │ 1 │ 27511 │
    │ 0 │ 12 │ 2 │ 1 │ 27500 │
    │ 0.542166673981895 │ 19.716666666666665 │ 1.9166666666666667 │ 60 │ 1439 │
    │ 0.902499997522682 │ 11.270625001192093 │ 1.95625 │ 160 │ 1438 │
    │ 0.9715789457909146 │ 13.646616541353383 │ 2.0526315789473686 │ 133 │ 1437 │
    │ 0.9682692398245518 │ 14.134615384615385 │ 2.076923076923077 │ 104 │ 1436 │
    │ 1.1022105210705808 │ 13.778947368421052 │ 2.042105263157895 │ 95 │ 1435 │
  5. このクエリは各時間帯の地域ごとの乗車数を表示します:

    SELECT
    pickup_ntaname,
    toHour(pickup_datetime) as pickup_hour,
    SUM(1) AS pickups
    FROM trips
    WHERE pickup_ntaname != ''
    GROUP BY pickup_ntaname, pickup_hour
    ORDER BY pickup_ntaname, pickup_hour

    結果は以下のようになります:

    ┌─pickup_ntaname───────────────────────────────────────────┬─pickup_hour─┬─pickups─┐
    │ Airport │ 0 │ 3509 │
    │ Airport │ 1 │ 1184 │
    │ Airport │ 2 │ 401 │
    │ Airport │ 3 │ 152 │
    │ Airport │ 4 │ 213 │
    │ Airport │ 5 │ 955 │
    │ Airport │ 6 │ 2161 │
    │ Airport │ 7 │ 3013 │
    │ Airport │ 8 │ 3601 │
    │ Airport │ 9 │ 3792 │
    │ Airport │ 10 │ 4546 │
    │ Airport │ 11 │ 4659 │
    │ Airport │ 12 │ 4621 │
    │ Airport │ 13 │ 5348 │
    │ Airport │ 14 │ 5889 │
    │ Airport │ 15 │ 6505 │
    │ Airport │ 16 │ 6119 │
    │ Airport │ 17 │ 6341 │
    │ Airport │ 18 │ 6173 │
    │ Airport │ 19 │ 6329 │
    │ Airport │ 20 │ 6271 │
    │ Airport │ 21 │ 6649 │
    │ Airport │ 22 │ 6356 │
    │ Airport │ 23 │ 6016 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 4 │ 1 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 6 │ 1 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 7 │ 1 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 9 │ 5 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 10 │ 3 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 15 │ 1 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 20 │ 2 │
    │ Allerton-Pelham Gardens │ 23 │ 1 │
    │ Annadale-Huguenot-Prince's Bay-Eltingville │ 23 │ 1 │
    │ Arden Heights │ 11 │ 1 │
  6. ラガーディア(LGA)またはJFK空港への移動を見てみましょう:

    SELECT
    pickup_datetime,
    dropoff_datetime,
    total_amount,
    pickup_nyct2010_gid,
    dropoff_nyct2010_gid,
    CASE
    WHEN dropoff_nyct2010_gid = 138 THEN 'LGA'
    WHEN dropoff_nyct2010_gid = 132 THEN 'JFK'
    END AS airport_code,
    EXTRACT(YEAR FROM pickup_datetime) AS year,
    EXTRACT(DAY FROM pickup_datetime) AS day,
    EXTRACT(HOUR FROM pickup_datetime) AS hour
    FROM trips
    WHERE dropoff_nyct2010_gid IN (132, 138)
    ORDER BY pickup_datetime

    応答は以下のとおりです:

    ┌─────pickup_datetime─┬────dropoff_datetime─┬─total_amount─┬─pickup_nyct2010_gid─┬─dropoff_nyct2010_gid─┬─airport_code─┬─year─┬─day─┬─hour─┐
    │ 2015-07-01 00:04:14 │ 2015-07-01 00:15:29 │ 13.3 │ -34 │ 132 │ JFK │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 00:09:42 │ 2015-07-01 00:12:55 │ 6.8 │ 50 │ 138 │ LGA │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 00:23:04 │ 2015-07-01 00:24:39 │ 4.8 │ -125 │ 132 │ JFK │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 00:27:51 │ 2015-07-01 00:39:02 │ 14.72 │ -101 │ 138 │ LGA │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 00:32:03 │ 2015-07-01 00:55:39 │ 39.34 │ 48 │ 138 │ LGA │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 00:34:12 │ 2015-07-01 00:40:48 │ 9.95 │ -93 │ 132 │ JFK │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 00:38:26 │ 2015-07-01 00:49:00 │ 13.3 │ -11 │ 138 │ LGA │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 00:41:48 │ 2015-07-01 00:44:45 │ 6.3 │ -94 │ 132 │ JFK │ 2015 │ 1 │ 0 │
    │ 2015-07-01 01:06:18 │ 2015-07-01 01:14:43 │ 11.76 │ 37 │ 132 │ JFK │ 2015 │ 1 │ 1 │

4. Dictionaryを作成する

ClickHouse初心者の方は、Dictionaryの動作を理解することが重要です。Dictionaryを考えるシンプルな方法は、メモリ内に格納されたキー->値のペアのマッピングです。詳細やDictionaryのすべてのオプションはチュートリアルの最後にリンクされています。

  1. ClickHouseサービス内のテーブルに関連付けられたDictionaryを作成する方法を見てみましょう。表とそのDictionaryは、NYCの各地域を示す265行のCSVファイルに基づきます。これらの地域はニューヨーク市の各行政区の名前にマッピングされており(ニューヨーク市には5つの行政区があります:ブロンクス、ブルックリン、マンハッタン、クイーンズ、スタテンアイランド)、このファイルはニューアーク空港(EWR)も1つの行政区として数えます。

    これはCSVファイルの一部です(明確にするために表として表示されています)。ファイル内のLocationID カラムは、trips テーブル内のpickup_nyct2010_giddropoff_nyct2010_gid カラムにマッピングされます:

    LocationIDBoroughZoneservice_zone
    1EWRNewark AirportEWR
    2QueensJamaica BayBoro Zone
    3BronxAllerton/Pelham GardensBoro Zone
    4ManhattanAlphabet CityYellow Zone
    5Staten IslandArden HeightsBoro Zone
  2. ファイルのURLは https://datasets-documentation.s3.eu-west-3.amazonaws.com/nyc-taxi/taxi_zone_lookup.csv です。次のSQLを実行してください、これはtaxi_zone_dictionaryという名のDictionaryを作成し、S3のCSVファイルからDictionaryを読み込みます:

    CREATE DICTIONARY taxi_zone_dictionary
    (
    `LocationID` UInt16 DEFAULT 0,
    `Borough` String,
    `Zone` String,
    `service_zone` String
    )
    PRIMARY KEY LocationID
    SOURCE(HTTP(URL 'https://datasets-documentation.s3.eu-west-3.amazonaws.com/nyc-taxi/taxi_zone_lookup.csv' FORMAT 'CSVWithNames'))
    LIFETIME(MIN 0 MAX 0)
    LAYOUT(HASHED_ARRAY())
    Note

    LIFETIMEを0に設定することで、Dictionaryはソースとともに更新されることはありません。ここでは不要なトラフィックをS3バケットに送らないように使用されていますが、一般的には任意のLifetime値を指定できます。

    例えば:

    LIFETIME(MIN 1 MAX 10)

    と設定すると、辞書は1秒から10秒の間のランダムな時間後に更新されます。(ランダムな時間は、多数のサーバーでの更新時に辞書ソースへの負荷を分散するために必要です。)

  3. 正常に動作した事を確認してください - あなたは265行(各地域ごとに1行)を取得します:

    SELECT * FROM taxi_zone_dictionary
  4. dictGet関数(およびそのバリエーション)を使用してDictionaryから値を取得します。辞書の名前、取得したい値、およびキー(この例ではtaxi_zone_dictionaryLocationIDカラム)を渡します。

    例えば、以下のクエリは、LocationIDが132であるBoroughを返します(これは上で見たようにJFK空港です):

    SELECT dictGet('taxi_zone_dictionary', 'Borough', 132)

    JFKはクイーンズにあり、値を取得する時間は本質的に0であることに注意してください:

    ┌─dictGet('taxi_zone_dictionary', 'Borough', 132)─┐
    │ Queens │
    └─────────────────────────────────────────────────┘

    1 rows in set. Elapsed: 0.004 sec.
  5. dictHas関数を使用してDictionaryにキーが存在するかどうかを確認します。たとえば、次のクエリは1を返します(これはClickHouseでの"true"に相当します):

    SELECT dictHas('taxi_zone_dictionary', 132)
  6. 次のクエリは、辞書にLocationIDの値4567がないため、0を返します:

    SELECT dictHas('taxi_zone_dictionary', 4567)
  7. クエリで辞書の名称を取得するためにdictGet関数を使用します。例えば:

    SELECT
    count(1) AS total,
    dictGetOrDefault('taxi_zone_dictionary','Borough', toUInt64(pickup_nyct2010_gid), 'Unknown') AS borough_name
    FROM trips
    WHERE dropoff_nyct2010_gid = 132 OR dropoff_nyct2010_gid = 138
    GROUP BY borough_name
    ORDER BY total DESC

    このクエリは、ラガーディアまたはJFK空港で終わるタクシー乗車の区分を合計します。結果は以下のようになり、出発地域が不明なトリップがかなりあることに注意してください:

    ┌─total─┬─borough_name──┐
    │ 23683 │ Unknown │
    │ 7053 │ Manhattan │
    │ 6828 │ Brooklyn │
    │ 4458 │ Queens │
    │ 2670 │ Bronx │
    │ 554 │ Staten Island │
    │ 53 │ EWR │
    └───────┴───────────────┘

    7 rows in set. Elapsed: 0.019 sec. Processed 2.00 million rows, 4.00 MB (105.70 million rows/s., 211.40 MB/s.)

5. Joinを実行する

それでは、taxi_zone_dictionarytripsテーブルを結合するクエリを何本か書いてみましょう。

  1. 単純なJOINから始めましょう。これは前述の空港クエリと似ています:

    SELECT
    count(1) AS total,
    Borough
    FROM trips
    JOIN taxi_zone_dictionary ON toUInt64(trips.pickup_nyct2010_gid) = taxi_zone_dictionary.LocationID
    WHERE dropoff_nyct2010_gid = 132 OR dropoff_nyct2010_gid = 138
    GROUP BY Borough
    ORDER BY total DESC

    応答はおなじみのものです:

    ┌─total─┬─Borough───────┐
    │ 7053 │ Manhattan │
    │ 6828 │ Brooklyn │
    │ 4458 │ Queens │
    │ 2670 │ Bronx │
    │ 554 │ Staten Island │
    │ 53 │ EWR │
    └───────┴───────────────┘

    6 rows in set. Elapsed: 0.034 sec. Processed 2.00 million rows, 4.00 MB (59.14 million rows/s., 118.29 MB/s.)
    Note

    上記のJOINクエリの出力は、前述のdictGetOrDefaultを使用したクエリと同じです(Unknown値が含まれていないことを除いて)。裏では、ClickHouseは実際にtaxi_zone_dictionary辞書に対してdictGet関数を呼び出していますが、JOIN構文はSQL開発者にとってより親しみやすいものです。

  2. ClickHouseではSELECT *をあまり使用しません - 必要なカラムのみを取得すべきです!しかし、長時間実行されるクエリを見つけるのは困難なので、このクエリはすべてのカラムを選択し、すべての行を返す(ただしデフォルトで応答には最大10,000行の制限があります)、さらにすべての行を辞書と右結合することを意図的に行います:

    SELECT *
    FROM trips
    JOIN taxi_zone_dictionary
    ON trips.dropoff_nyct2010_gid = taxi_zone_dictionary.LocationID
    WHERE tip_amount > 0
    ORDER BY tip_amount DESC
    LIMIT 1000

おめでとうございます!

お疲れ様でした!チュートリアルを無事に完了し、ClickHouseの使い方についての理解が深まったことを願っています。次に何をするかのオプションはこちらです: