docs/research/2026-08-22-distributed-join.md

@@ -0,0 +1,235 @@
+# Соединение двух Distributed-таблиц на стенде
+
+Дата исследования: 2026-08-22. Тикет #129, хвост раздела 11 мастер-спеки.
+
+Учебный результат: менти видит на своём кластере, где именно выполняется
+JOIN двух Distributed-таблиц, чем GLOBAL отличается от обычного соединения и
+почему «правильный» ключ шардирования в DDL ещё не гарантирует ко-локацию
+данных.
+
+Проверено двумя дорогами: читающими запросами на живом стенде
+(ClickHouse 26.3.17.56, 2 шарда × 1 реплика; запросы помечены
+`log_comment = 'r129-*'`, разбор — по `system.query_log` обеих нод) и по
+документации ClickHouse через MCP Context7 (страницы «JOIN Clause →
+Distributed JOIN», «Distributed table engine», «IN operators → distributed
+subqueries», настройки `distributed_product_mode`,
+`prefer_global_in_and_join`, `parallel_distributed_insert_select`).
+
+## Короткий вывод
+
+- Обычный JOIN и `IN` с Distributed-таблицей справа режутся настройкой
+  `distributed_product_mode = 'deny'` — это заводское значение, стенд его не
+  менял. Ошибка: `DISTRIBUTED_IN_JOIN_SUBQUERY_DENIED`.
+- `GLOBAL JOIN` собирает правую часть один раз на ноде-инициаторе, кладёт во
+  временную таблицу `_data_…` и рассылает её на все шарды; каждый шард
+  соединяет свой локальный кусок левой таблицы с этой копией. Это видно в
+  журнале запросов второй ноды дословно.
+- Режим `local` переписывает правую Distributed-таблицу на локальную. Ответ
+  верен только при настоящей ко-локации по ключу соединения; иначе он молча
+  меньше правильного — ошибки не будет.
+- Если левая часть — подзапрос, а не голая таблица, ClickHouse 26.3 вообще не
+  раздаёт соединение по шардам: обе стороны стягиваются на инициатор и JOIN
+  выполняется там один раз. `GLOBAL` и `distributed_product_mode` при этом ни
+  на что не влияют.
+- Ловушка `FULL OUTER`: при голой левой Distributed-таблице непарная строка
+  правой части попадает в ответ по разу с каждого шарда — на нашем кластере
+  дважды. С подзапросами с обеих сторон ответ верный.
+- Находка стенда: ко-локация заказов по `cityHash64(order_id)` сломана — 1189
+  из 1662 заказов лежат на обоих шардах одинаковыми строками. Виновата
+  настройка `parallel_distributed_insert_select = 2` (заводское значение
+  в 26.3): `INSERT … SELECT` из Distributed в Distributed выполнился локально
+  на каждом шарде, и строки заказов унаследовали раскладку сырья — по хешу
+  сырой строки. События целы: все 401 185 строк лежат по своему хешу
+  `cityHash64(ClientID)`.
+
+## Как выполняется соединение: три наблюдаемых плана
+
+### Обычный JOIN голых Distributed-таблиц — запрещён
+
+```sql
+SELECT count() FROM ods.order_dist AS a
+INNER JOIN ods.order_dist AS b ON a.order_id = b.order_id
+```
+
+Обе версии планировщика (`enable_analyzer` 0 и 1) отвечают:
+
+```text
+Code: 288. DB::Exception: Double-distributed IN/JOIN subqueries is denied
+(distributed_product_mode = 'deny'). You may rewrite query to use local
+tables in subqueries, or use GLOBAL keyword, or set distributed_product_mode
+to suitable value. (DISTRIBUTED_IN_JOIN_SUBQUERY_DENIED)
+```
+
+Причина по документации: запрос переписывается для каждого шарда, и правая
+Distributed-таблица внутри такой переписки означала бы «каждый шард ещё раз
+спрашивает весь кластер» — N шардов породили бы N×N подзапросов. Режим `deny`
+запрещает это по умолчанию. Тот же запрет действует на `IN
+(SELECT … FROM …_dist)` — поэтому в исследовательских запросах ниже стоит
+`GLOBAL IN`.
+
+### GLOBAL JOIN — правая часть собирается один раз и рассылается
+
+```sql
+SELECT count() FROM ods.order_dist AS a
+GLOBAL INNER JOIN ods.order_dist AS b ON a.order_id = b.order_id
+```
+
+Журнал запросов второй ноды показывает оба шага (log_comment
+`r129-bare-global`):
+
+```text
+SELECT order_id FROM ods.order_rep                -- шард отдаёт свой кусок правой части
+SELECT count() FROM ods.order_rep
+GLOBAL ALL INNER JOIN `_data_14241958685358625318_…` ON …  -- шард соединяет локальную левую с разосланной копией
+```
+
+Инициатор один раз прочёл правую часть со всех шардов, собрал временную
+таблицу в памяти, разослал её и слил частичные результаты. Цена GLOBAL —
+память инициатора и рассылка по сети, поэтому он для малой правой части;
+заказы (2851 строка) малы.
+
+### Подзапрос слева выключает раздачу по шардам
+
+```sql
+SELECT count()
+FROM (SELECT arrayJoin(purchaseID) AS pid FROM ods.event_dist
+      WHERE notEmpty(purchaseID)) AS e
+INNER JOIN ods.order_dist AS o ON e.pid = o.order_id
+```
+
+Этот запрос прошёл без ошибки даже при `deny`, и с `GLOBAL`, и во всех
+режимах `distributed_product_mode` — план один и тот же: вторая нода получила
+два независимых чтения (`SELECT … FROM ods.event_rep`,
+`SELECT order_id FROM ods.order_rep`), а соединение выполнил инициатор,
+прочитав целиком обе стороны (404 036 строк). Раздачи соединения по шардам
+здесь нет вовсе, поэтому нет и «двойной распределённости», которую режим
+`deny` запрещает.
+
+## distributed_product_mode на живых данных
+
+Самосоединение заказов, счёт пар строк. Правильные ответы посчитаны отдельно
+как суммы квадратов кратностей: по `order_id` — 5229, по `user_id` — 6087.
+
+| Ключ | GLOBAL | `local` | `allow` |
+|---|---|---|---|
+| `order_id` (заявленный ключ шардирования) | 5229 | **2851** | — |
+| `user_id` (ко-локации нет и не заявлено) | 6087 | **3281** | 6087 |
+
+`local` переписывает правую часть на локальную таблицу — в журнале второй
+ноды виден дословный `… FROM ods.order_rep INNER JOIN ods.order_rep …`. Ответ
+совпадает с суммой пошардовых соединений и верен только тогда, когда обе
+строки каждой пары лежат на одном шарде. По `user_id` это ожидаемо не так. По
+`order_id` ответ тоже неверен — потому что настоящая раскладка заказов ключу
+не соответствует (см. ниже). `allow` разрешает наивный план «каждый шард
+спрашивает весь кластер»: ответ верный, чтений — квадрат от числа шардов.
+
+Документация даёт четыре режима (`deny`, `local`, `global`, `allow`) и
+отдельную настройку `prefer_global_in_and_join`, которая молча превращает
+обычные IN/JOIN в GLOBAL. Стенд ничего из этого не меняет: явный `GLOBAL` в
+тексте запроса честнее незаметной настройки — читатель видит цену в самом
+запросе.
+
+## Ловушка FULL OUTER на кластере
+
+Строка правой части, не нашедшая пары, добавляется в ответ каждым шардом:
+
+```sql
+SELECT countIf(b_flag = 1) FROM ods.order_dist AS a
+GLOBAL FULL OUTER JOIN
+  (SELECT 'zzz-no-such-order' AS oid, 1 AS b_flag) AS b ON a.order_id = b.oid
+-- ответ: 2  (одна фиктивная строка вернулась дважды — по разу с каждого шарда)
+```
+
+Так ведут себя обе версии планировщика. Механика прямая: каждый шард получил
+копию правой части, у каждого она не нашла пары в его локальном куске, и
+каждый честно отдал её как непарную. Стоит обернуть левую часть в подзапрос —
+соединение выполняется один раз на инициаторе, и ответ становится верным:
+
+```sql
+… FROM (SELECT order_id FROM ods.order_dist) AS a GLOBAL FULL OUTER JOIN … 
+-- ответ: 1
+```
+
+## Находка: ко-локация заказов сломана
+
+DDL обещает раскладку по `cityHash64(order_id)`, но на живых данных половина
+строк лежит не на своём шарде:
+
+| Шард | на своём шарде | не на своём |
+|---|---|---|
+| 1 | 696 | 725 |
+| 2 | 750 | 680 |
+
+1189 из 1662 заказов присутствуют на обоих шардах одинаковыми строками —
+одна и та же версия, один и тот же `_load_id`. Пути реплик в keeper у шардов
+разные, репликация ни при чём.
+
+Причина — `parallel_distributed_insert_select = 2`, заводское значение
+в 26.3. По документации: если выполняется `INSERT INTO distributed_a
+SELECT … FROM distributed_b` и обе таблицы на одном кластере, запрос
+выполняется локально на каждом шарде. Ровно это делает разбор заказов
+(`sql/ods/order_parse.sql`: `INSERT INTO ods.order_dist … FROM
+stg.orders_raw_dist`): каждый шард разобрал свой кусок сырья и записал его в
+свою локальную таблицу, минуя ключ шардирования цели. Строки заказов
+унаследовали раскладку STG — хеш сырой строки, то есть случайную относительно
+`order_id`. Заказ, попавший в несколько дневных слепков, приезжает несколькими
+разными сырыми строками и оседает на обоих шардах; ReplacingMergeTree
+схлопывает дубли только внутри шарда.
+
+Следствия уже наблюдаемы: `count()` по `ods.order_dist` даёт 2851 при 1662
+заказах, а точное чтение работает только через `GROUP BY order_id` /
+`argMax` — пошардовый `FINAL` через дубль на соседнем шарде не переступит.
+События этой болезни не имеют: их пишет матвью приёма от Kafka-таблицы, не
+из Distributed, и раскладка по `cityHash64(ClientID)` точна на всех 401 185
+строках.
+
+Починка — отдельный тикет, не этого исследования: разбору заказов нужно
+явное `parallel_distributed_insert_select = 0` (строки поедут через ключ
+шардирования цели), плюс пересборка уже разложенного. Тот же капкан ждёт
+любую будущую сборку DDS вида `INSERT INTO …_dist SELECT … FROM …_dist`, у
+которой ключ цели отличается от ключа источника.
+
+## Выводы для identity_map (спека §5)
+
+Сборка карты — соединение покупок из событий с заказами по
+`purchaseID = order_id`. Ключ соединения не ключ ко-локации событий, поэтому
+по политике раздела 6 спеки соединение обязано быть GLOBAL — и эмпирика это
+подтверждает: обычный JOIN голых таблиц запрещён, `local` дал бы молча
+неверный ответ. GLOBAL здесь дёшев: правая часть — заказы, их тысячи.
+
+На практике левая часть сборки — подзапрос (события фильтруются по
+`notEmpty(purchaseID)` и разворачиваются `arrayJoin`), а значит на 26.3
+соединение выполнится один раз на инициаторе. `GLOBAL` в тексте при этом не
+лишний: он выражает политику спеки, ничего не стоит и защищает запрос от
+смены плана при другой форме запроса или версии сервера.
+
+Запись результата в `dds.identity_map` (шардирование `cityHash64(client_id)`)
+пойдёт тем же `INSERT … SELECT`. Источник — результат соединения, а не голая
+Distributed-таблица, поэтому капкан `parallel_distributed_insert_select` на
+эту вставку не распространяется; но проверку раскладки после первой сборки
+стоит включить в приёмку — теперь ясно, что заявленный ключ и настоящая
+раскладка умеют расходиться.
+
+## Выводы для purchase_vs_orders_v (спека §7)
+
+`FULL OUTER GLOBAL JOIN` для сверки корректен при одном условии: обе стороны —
+подзапросы, и соединение выполняется один раз на инициаторе. Витрина это
+условие выполняет естественно: покупки нужно развернуть из массива и
+агрегировать (класс `duplicate_event` иначе не посчитать), заказы — привести
+к последней версии. С голой Distributed-таблицей слева витрина удваивала бы
+каждый заказ без события — весь класс `lost_event` — по числу шардов.
+
+Прогон сверочной формы на живых данных (обе стороны — подзапросы с
+`GROUP BY`): 1662 совпадения, 255 покупок без заказа (ждут слепка,
+`awaiting_order`), 0 заказов без покупки, без задвоений. Обе величины
+согласуются с прямыми счётами — форма пригодна как каркас витрины.
+
+## Чем проверялось
+
+Все запросы — читающие, от служебного пользователя внутри контейнеров
+(`docker compose exec clickhouse-01 … clickhouse-client`), следы — в
+`system.query_log` обеих нод по `log_comment` с префиксом `r129-`. Документные
+утверждения (механика GLOBAL, режимы `distributed_product_mode`, поведение
+`parallel_distributed_insert_select`) сверены с документацией ClickHouse через
+MCP Context7; поведение FULL OUTER на кластере в документации не описано —
+здесь источник только эмпирика.