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【Apache Doris】自定义函数之C++ UDF详解

一臻数据

发布于 2024-12-24 07:19:44

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导读本文主要分享 Apache Doris 1.2版本之前如何构建 C++ UDF。

一、背景信息

【Apache Doris】自定义函数之JAVA UDF详解发布后，有小伙伴表示由于各种因素还无法升级至 >= 1.2.0 的Doris版本，可否来个 1.2.0 之前的 C++ UDF 详解？安排！

C++自定义UDF函数主要适用于1.2.0版本之前，用户需要的分析能力 Doris 并不具备的场景，例如Tableau通过固化SQL直连Doris查询时出现部分函数不兼容问题。用户可以自行根据自己的需求，实现自定义的函数，并且通过 UDF 框架注册到 Doris 中，来扩展 Doris 的能力，并解决用户分析需求。

二、环境信息

1.硬件信息

CPU：48C
内存：256G

2.软件信息

系统：CentOS
Apache Doris版本：0.15

三、IDE准备

C++编程可以选择Visual Studio、CLion或Code::Blocks等IDE。

本文选择轻量级的Code::Blocks演示，环境准备好后来个传统美学：

四、C++ UDF 开发流程

1.源码准备

以官方源码为例。

git clone https://github.com/apache/
incubator-doris/tree/branch-0.15/contrib/udf/src/udf_sample

2.文件上传

根据官文将文件放置对应的路径下，注意修改CMakeLists.txt文件，以官文内容为主。

├── thirdparty
│ │── include
│ │ └── udf.h
│ └── lib
│   └── libDorisUdf.a
└── udf_samples
  ├── CMakeLists.txt
  ├── uda_sample.cpp
  ├── uda_sample.h
  ├── udf_sample.cpp
  └── udf_sample.h

3.文件编译

#进入build文件夹
cd /opt/doris/udf/udf_samples/build

#生成Makefile
cmake ../

#生成对应动态库
make

#编译结果
├── thirdparty
├── udf_samples
  └── build
    └── src
      └── udf_samples
        ├── libudasample.so
        └── libudfsample.so

4.服务搭建

由于<1.2版本的doris client需要http服务获取so动态库，故需搭建nginx或其它http服务（过程省略）。

#安装部署nginx步骤省略
 server {
        listen       8088;
        server_name  localhost;

        location /udf {
          alias   /opt/doris/udf;
        }
        
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
         root   html;
        }
   }

5.函数使用

创建 UDF 函数：

CREATE FUNCTION 
MyADD00(INT,INT) 
RETURNS INT PROPERTIES ( 
"symbol" = "_ZN9doris_udf666",
"object_file" = "http://nginx_ip:8088/
udf/udf_samples/build/src/udf_samples/libudfsample.so" );

使用UDF函数：

五、自定义 TIME_TO_SEC 函数

TIME_TO_SEC：函数实现传入一个时间参数，将其时间部分转换成秒的UDF。

1.源码开发 & 实现一

(1) 主函数

//time_to_sec 的语法格式
//  TIME_TO_SEC(time)
//语法格式说明
//time：传入时间，如果传入了日期部分，也不会管，只将时间部分转换成秒
//重点：是指将传入的时间转换成距离当天00:00:00的秒数，00:00:00为基数，等于 0 秒

#include <iostream>
#include <string>
#include <regex>
using namespace std;

int time_to_sec(string text)
{
    // clear other str
    regex r("^((?![0-9]{2}:[0-9]{2}:[0-9]{2}).)*");
    string time = regex_replace(text, r, "");
    cout << time << endl;

    // handle abnormal
    if(time.length() != 8)
        return NULL;

    // get hh mm ss
    int HH = atoi(time.substr(0,2).c_str());
    int MM = atoi(time.substr(3,2).c_str());
    int SS = atoi(time.substr(6,2).c_str());

    // return sum sec
    return HH*3600 + MM*60 + SS;
}

int main()
{
    cout<<time_to_sec("1987-01-01 00:39:38")<<endl;
    return 0;
}

(2) UDF头文件

#pragma once

#include "udf.h"
#include <bits/stdc++.h>

namespace doris_udf {

IntVal TIME_TO_SEC(FunctionContext* context, const StringVal& time);

/// --- Prepare / Close Functions ---
/// ---------------------------------

/// The UDF can optionally include a prepare function. 
/// The prepare function is called
/// before any calls to the UDF to evaluate values.
void AddUdfPrepare
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope);

/// The UDF can also optionally include a close function. 
/// The close function is called
/// after all calls to the UDF have completed.
void AddUdfClose
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope);

}

(3) UDF源文件

#include "time_to_sec.h"

namespace doris_udf {

IntVal TIME_TO_SEC(FunctionContext* context, const StringVal& time) {
    // handle null
    if (time.is_null) {
        return IntVal::null();
    }

    // clear other str
    using namespace std;
    const string timestr((char *)time.ptr);
    const regex r("^((?![0-9]{2}:[0-9]{2}:[0-9]{2}).)*");
    const string replace_str = "";
    string hms_time = regex_replace(timestr, r, replace_str);

    // handle str abnormal
    if(hms_time.length() != 8) {
        return IntVal::null();
    }

    // get hh mm ss
    int HH = atoi(hms_time.substr(0,2).c_str());
    int MM = atoi(hms_time.substr(3,2).c_str());
    int SS = atoi(hms_time.substr(6,2).c_str());

    // return sum sec
    return HH*3600 + MM*60 + SS;
}

/// --- Prepare / Close Functions ---
/// ---------------------------------
void AddUdfPrepare
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope) {}
void AddUdfClose
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope) {}
}

(4) 小结

不建议使用，doris对其中的regex相关函数并不友好，会直接导致be core：

2.源码开发 & 实现二

(1) 主函数

//time_to_sec 的语法格式
//  TIME_TO_SEC(time)
//语法格式说明
//time：传入时间，如果传入了日期部分，也不会管，只将时间部分转换成秒
//重点：是指将传入的时间转换成距离当天00:00:00的秒数，00:00:00为基数，等于 0 秒

#include <iostream>
#include <string>
#include <regex>
using namespace std;

int time_to_sec(string text)
{
   // clear other str
   string segSign = ":";
   string::size_type pos1 = text.find(segSign);

   if(pos1 == string::npos)
      cout << "没找到！" << endl;
   else
      cout << "找到了！下标：" << pos1<<endl;

    string time = text.substr(pos1-2,8);
    cout << time << endl;

    // handle abnormal
    if(time.length() != 8)
       return NULL;

    // get hh mm ss
    int HH = atoi(time.substr(0,2).c_str());
    int MM = atoi(time.substr(3,2).c_str());
    int SS = atoi(time.substr(6,2).c_str());

    // return sum sec
    return HH*3600 + MM*60 + SS;
}

int main()
{
    cout<<time_to_sec("1987-01-01 00:39:38")<<endl;
    return 0;
}

(2) UDF头文件

#pragma once

#include "udf.h"
#include <bits/stdc++.h>

namespace doris_udf {

IntVal TIME_TO_SEC(FunctionContext* context, const StringVal& time);

/// --- Prepare / Close Functions ---
/// ---------------------------------

/// The UDF can optionally include a prepare function. 
/// The prepare function is called
/// before any calls to the UDF to evaluate values.
void AddUdfPrepare
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope);

/// The UDF can also optionally include a close function. 
/// The close function is called
/// after all calls to the UDF have completed.
void AddUdfClose
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope);

}

(3) UDF源文件

#include "time_to_sec.h"

namespace doris_udf {

IntVal TIME_TO_SEC(FunctionContext* context, const StringVal& time) {
    // handle null
    if (time.is_null) {
        return IntVal::null();
    }

    // clear other str
    using namespace std;
    string timestr((char *)time.ptr);
    string segSign = ":";
    string::size_type pos = timestr.find(segSign);
    string hms_time;
    if(pos == string::npos)
        return IntVal::null();
     else
        hms_time = timestr.substr(pos-2,8);

    // handle str abnormal
    if(hms_time.length() != 8) {
        return IntVal::null();
    }

    // get hh mm ss
    int HH = atoi(hms_time.substr(0,2).c_str());
    int MM = atoi(hms_time.substr(3,2).c_str());
    int SS = atoi(hms_time.substr(6,2).c_str());

    // return sum sec
    IntVal result;
    result.val = HH*3600 + MM*60 + SS;
    return {result.val};
}

/// --- Prepare / Close Functions ---
/// ---------------------------------
void AddUdfPrepare
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope) {}
void AddUdfClose
(FunctionContext* context, FunctionContext::FunctionStateScope scope) {}
}

(4) 小结

基本完全使用字符串的API实现，简单高效并且兼容性较好，最终选定实现二。

3.编译结果

4.函数使用

创建 UDF 函数：

CREATE FUNCTION 
TIME_TO_SEC(String) 
RETURNS INT PROPERTIES ( 
"symbol" = "_ZN9doris_udf999,
"object_file" = "http://nginx_ip:8088/libtime_to_sec.so" );