Lakehouse VECTOR数据处理使用指南

向量数据的原生支持与实践


写在前面

您可能遇到的向量数据处理场景

场景1:文档相似度检索系统

当前在Hive/Spark中的常见做法

-- 在Hive中存储文档向量
CREATE TABLE document_embeddings (
    doc_id STRING,
    title STRING, 
    content STRING,
    embedding ARRAY<DOUBLE>  -- 存储LLM生成的向量
) PARTITIONED BY (dt STRING);

-- 相似度计算需要复杂的UDF
CREATE FUNCTION cosine_similarity_udf(vec1 ARRAY<DOUBLE>, vec2 ARRAY<DOUBLE>) 
RETURNS DOUBLE
LANGUAGE PYTHON AS $
import numpy as np
def cosine_similarity_udf(vec1, vec2):
    return np.dot(vec1, vec2) / (np.linalg.norm(vec1) * np.linalg.norm(vec2))
$;

-- 查询需要手动维度检查和UDF调用
SELECT doc_id, title,
    cosine_similarity_udf(embedding, array(0.1, 0.2, 0.3, ...)) as score
FROM document_embeddings 
WHERE size(embedding) = 1536  -- 手动维度检查
    AND dt >= '2024-01-01'
ORDER BY score DESC 
LIMIT 10;

面临的技术挑战

  • 实现复杂:需要自定义UDF实现距离计算函数
  • 无专门索引:数组类型无法建立针对相似度的索引
  • 类型安全问题:数组长度不固定,容易出现维度不匹配错误
  • 性能限制:大规模向量计算时缺乏专门优化

场景2:推荐系统用户特征匹配

在Spark中的典型实现

# Spark中的用户向量相似度计算
from pyspark.sql.functions import *
from pyspark.ml.linalg import Vectors

# 需要自定义函数实现相似度计算
def cosine_similarity_udf(vec1, vec2):
    from pyspark.ml.linalg import Vectors
    import numpy as np
    v1 = np.array(vec1)
    v2 = np.array(vec2)
    return float(np.dot(v1, v2) / (np.linalg.norm(v1) * np.linalg.norm(v2)))

# 注册UDF
cosine_udf = udf(cosine_similarity_udf, DoubleType())

# 查询相似用户
similar_users = user_features.crossJoin(user_features.alias("other")) \
    .filter(col("user_id") != col("other.user_id")) \
    .withColumn("similarity", cosine_udf(col("features"), col("other.features"))) \
    .filter(col("similarity") > 0.8) \
    .orderBy(desc("similarity"))

常见的技术痛点

  • 架构复杂:向量计算与数据存储分离,增加系统复杂度
  • 开发成本:需要实现和维护自定义的相似度计算逻辑
  • 性能瓶颈:大规模向量计算时缺乏专门的加速机制
  • 错误处理:缺乏对向量维度的编译时检查

为什么需要向量数据类型

基于以上场景中的技术挑战,VECTOR数据类型的设计目标是:

解决类型安全问题

  • 提供固定维度的向量类型定义
  • 编译时进行维度匹配检查
  • 避免运行时的维度不匹配错误

简化开发流程

  • 内置常用的向量距离计算函数
  • 无需编写和维护自定义UDF
  • 与标准SQL语法完全兼容

提升查询性能

  • 支持专门的向量索引
  • 针对向量计算进行优化
  • 支持高效的相似度检索

如何使用这份指南

读者角色建议阅读重点预期收获
数据工程师类型定义 → 函数使用 → 避坑指南掌握VECTOR的正确使用方法
系统架构师应用场景 → 性能优化 → 迁移策略获得架构设计和迁移规划参考
AI应用开发者快速开始 → 应用模式 → 查询限制了解AI场景下的最佳实践

⚡ 快速开始

基本使用流程

-- 1. 创建包含向量列的表
CREATE TABLE document_embeddings (
    id BIGINT,
    content STRING,
    embedding VECTOR(FLOAT, 1536)  -- 1536维浮点向量
);

-- 2. 插入向量数据
INSERT INTO document_embeddings VALUES 
(1, '人工智能技术发展', vector(0.1, 0.2, 0.3, ...));  -- 需要提供完整的1536维数据

-- 3. 创建向量索引
CREATE VECTOR INDEX embedding_idx ON TABLE document_embeddings(embedding) 
PROPERTIES(
    "distance.function" = "cosine_distance",
    "scalar.type" = "f32"
);

-- 4. 构建索引(对已有数据)
BUILD INDEX embedding_idx ON document_embeddings;

-- 5. 执行相似度查询(推荐模式)
SELECT id, content FROM document_embeddings 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, vector(0.1, 0.2, 0.3, ...)) < 0.8
ORDER BY id LIMIT 10;

🆚 技术对比:ARRAY vs VECTOR

传统ARRAY实现方式

-- 使用ARRAY存储向量
CREATE TABLE docs_array (
    content STRING,
    embedding ARRAY<DOUBLE>
);

-- 需要自定义函数实现相似度计算
CREATE FUNCTION cosine_similarity(vec1 ARRAY<DOUBLE>, vec2 ARRAY<DOUBLE>) 
RETURNS DOUBLE
LANGUAGE PYTHON AS $$
def cosine_similarity(vec1, vec2):
    import numpy as np
    return np.dot(vec1, vec2) / (np.linalg.norm(vec1) * np.linalg.norm(vec2))
$$;

-- 查询需要函数调用,且需要手动检查维度
SELECT doc_id, cosine_similarity(embedding, array(0.1, 0.2, ...)) as score
FROM docs_array
WHERE array_size(embedding) = 1536  -- 需要手动维度检查
ORDER BY score DESC;

VECTOR原生实现方式

-- 使用VECTOR类型
CREATE TABLE docs_vector (
    content STRING,
    embedding VECTOR(FLOAT, 1536),  -- 类型和维度明确定义
    
    INDEX embedding_idx (embedding) USING VECTOR PROPERTIES (
        "distance.function" = "cosine_distance"
    )
);

-- 使用内置函数,维度自动检查
SELECT doc_id FROM docs_vector 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, vector(0.1, 0.2, ...)) < 0.8
ORDER BY doc_id LIMIT 10;

功能特性对比

特性ARRAY方案VECTOR方案对用户的影响
类型安全运行时检查编译时检查减少生产环境错误
维度控制手动验证类型定义保证避免维度不匹配问题
距离计算自定义UDF内置函数减少代码开发和维护
索引支持无专门索引向量索引改善大规模查询性能
开发复杂度需要实现计算逻辑直接使用内置函数降低技术门槛
维护成本需要维护UDF代码数据库原生支持减少运维工作量

从Spark MLlib迁移的对照

Spark MLlib APICloudZetta VECTOR迁移复杂度说明
Vectors.dense(array)vector(v1, v2, ...)简单直接函数替换
Vectors.norm(v, 2)L2_DISTANCE(v, vector(0,...))中等需要提供零向量
自定义cosine UDFCOSINE_DISTANCE(v1, v2)简单删除UDF,使用内置函数
自定义normalize UDFL2_NORMALIZE(v)简单删除UDF,使用内置函数
Vectors.sqdist(v1, v2)POW(L2_DISTANCE(v1, v2), 2)简单组合内置函数

📊 VECTOR数据类型规范

类型定义语法

VECTOR(scalar_type, dimension)

支持的标量类型

标量类型存储大小数值范围适用场景索引支持
FLOAT4字节/维32位浮点数通用向量存储,如embedding✅ f32
INT4字节/维32位整数整数特征向量,如计数
TINYINT1字节/维-128 到 127压缩存储,如二进制向量✅ i8

向量创建方法

-- 直接创建向量
SELECT vector(1.0, 2.0, 3.0);              -- 创建3维浮点向量
SELECT vector(1, 2, 3);                     -- 创建3维整数向量

-- 从其他类型转换
SELECT cast(array(1,2,3) as VECTOR(INT, 3));     -- 数组转向量
SELECT cast('[1,2,3]' as VECTOR(INT, 3));        -- JSON字符串转向量

-- 在表定义中使用
CREATE TABLE feature_vectors (
    id BIGINT,
    dense_features VECTOR(FLOAT, 128),       -- 稠密特征
    sparse_features VECTOR(INT, 1000)        -- 稀疏特征
);

🧮 向量函数

距离计算函数

L2_DISTANCE - 欧几里得距离

SELECT L2_DISTANCE(vector(1,2,3), vector(4,5,6)) as euclidean_distance;
-- 结果:5.196152210235596

计算公式:√(Σ(ai - bi)²) 适用场景:空间数据分析、聚类算法、图像特征匹配

COSINE_DISTANCE - 余弦距离

SELECT COSINE_DISTANCE(vector(1,2,3), vector(4,5,6)) as cosine_distance;
-- 结果:0.025368213653564453

计算公式:1 - (a·b)/(|a|×|b|) 适用场景:文本语义相似度、推荐系统、信息检索

DOT_PRODUCT - 点积

SELECT DOT_PRODUCT(vector(1,2,3), vector(4,5,6)) as dot_product;
-- 结果:32.0

计算公式:Σ(ai × bi) 适用场景:相关性计算、神经网络权重计算

向量处理函数

L2_NORMALIZE - 向量归一化

-- ⚠️ 重要:必须使用浮点数向量
SELECT L2_NORMALIZE(vector(3.0, 4.0)) as normalized_vector;
-- 结果:[0.6, 0.8]

-- ❌ 错误示例:整数向量可能导致精度问题
SELECT L2_NORMALIZE(vector(3, 4)) as normalized_vector;
-- 可能结果:[0, 0]

功能:将向量标准化为单位长度(L2范数为1) 适用场景:余弦相似度计算的预处理

函数使用注意事项

  • 所有距离函数要求输入向量维度相同,否则会报编译时错误
  • 函数支持向量类型与数组类型的混合计算
  • 归一化函数返回相同维度的向量类型
  • L2_NORMALIZE函数对数据类型敏感,建议使用浮点数向量

🔄 类型转换与兼容性

自动类型转换

-- 向量可以隐式转换为数组用于数组操作
SELECT array_size(vector(1,2,3,4)) as vector_size;
-- 结果:4

-- 数组可以在向量函数中使用
SELECT L2_DISTANCE(array(1,2,3), vector(1,2,3)) as distance;
-- 结果:0.0

显式类型转换

-- 数组转向量(维度必须匹配)
SELECT cast(array(1.0, 2.0, 3.0) as VECTOR(FLOAT, 3));
-- 结果:[1.0, 2.0, 3.0]

-- JSON字符串转向量
SELECT cast('[1,2,3]' as VECTOR(INT, 3));
-- 结果:[1, 2, 3]

-- 维度不匹配时返回NULL
SELECT cast(array(1,2) as VECTOR(INT, 3));  -- 返回NULL

SQL操作支持

向量类型支持标准的SQL操作:

-- 排序
SELECT * FROM vectors ORDER BY feature_vector;

-- 分组
SELECT feature_vector, COUNT(*) FROM vectors GROUP BY feature_vector;

-- 比较
SELECT * FROM vectors WHERE feature_vector = vector(1,2,3);

-- 去重
SELECT DISTINCT feature_vector FROM vectors;

🏗️ 向量索引

索引配置参数

参数名称可选值默认值说明
distance.functioncosine_distance, l2_distance, jaccard_distance, hamming_distancecosine_distance距离函数类型
scalar.typef32, f16, i8, b1f32索引中向量元素的存储类型
M正整数16HNSW算法的最大连接数
ef_construction正整数200索引构建时的候选集大小

索引创建和管理

-- 创建向量索引(推荐语法)
CREATE VECTOR INDEX embedding_idx ON TABLE table_name(vector_column) 
PROPERTIES(
    "distance.function" = "cosine_distance",  -- 完整函数名
    "scalar.type" = "f32",                   -- 标准类型名
    "M" = 16,
    "ef_construction" = 200
);

-- 为已有数据构建索引
BUILD INDEX embedding_idx ON table_name;

-- 查看索引状态
SHOW INDEXES ON table_name;

-- 删除索引
DROP INDEX embedding_idx ON table_name;

索引性能调优

不同参数配置的性能特点:

配置场景M值ef_constructionscalar.type特点
快速检索864f16较低的构建时间和内存使用
平衡配置16200f32平衡的精度和性能
高精度32400f32更高的检索精度,较高的资源消耗

🚀 主流AI模型适配

常见Embedding模型的向量维度

模型提供商模型名称维度建议配置
OpenAItext-embedding-3-small1536VECTOR(FLOAT, 1536)
OpenAItext-embedding-3-large3072VECTOR(FLOAT, 3072)
GoogleUniversal Sentence Encoder512VECTOR(FLOAT, 512)
百度ERNIE-Embed768VECTOR(FLOAT, 768)
智谱GLM-Embedding1024VECTOR(FLOAT, 1024)

多模态模型支持

模型类型典型维度应用场景
CLIP512/768图文匹配、多模态检索
BLIP768图像问答、视觉理解
Vision Transformer768/1024图像分类、特征提取

💡 应用场景设计

文档检索系统

-- 知识库表设计
CREATE TABLE knowledge_base (
    doc_id BIGINT PRIMARY KEY,
    title STRING,
    content STRING,
    embedding VECTOR(FLOAT, 1536),
    created_at TIMESTAMP,
    
    INDEX doc_embedding_idx (embedding) USING VECTOR PROPERTIES (
        "scalar.type" = "f32",
        "distance.function" = "cosine_distance"
    )
);

-- 语义检索查询(推荐模式)
SELECT doc_id, title FROM knowledge_base 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, ?) < 0.7
ORDER BY doc_id LIMIT 10;

推荐系统

-- 用户特征表
CREATE TABLE user_profiles (
    user_id BIGINT PRIMARY KEY,
    behavior_vector VECTOR(FLOAT, 128),
    preference_vector VECTOR(FLOAT, 64),
    last_updated TIMESTAMP,
    
    INDEX behavior_idx (behavior_vector) USING VECTOR PROPERTIES (
        "distance.function" = "cosine_distance"
    )
);

-- 物品特征表
CREATE TABLE item_features (
    item_id BIGINT PRIMARY KEY,
    content_vector VECTOR(FLOAT, 256),
    category_vector VECTOR(INT, 50),
    
    INDEX content_idx (content_vector) USING VECTOR PROPERTIES (
        "distance.function" = "cosine_distance"
    )
);

-- 相似用户查找(推荐查询模式)
SELECT target.user_id as similar_user FROM user_profiles source
CROSS JOIN user_profiles target
WHERE source.user_id = ?
    AND target.user_id != source.user_id
    AND COSINE_DISTANCE(source.behavior_vector, target.behavior_vector) < 0.6
ORDER BY target.user_id LIMIT 20;

图像特征匹配

-- 图像特征库
CREATE TABLE image_features (
    image_id BIGINT PRIMARY KEY,
    image_path STRING,
    visual_features VECTOR(FLOAT, 2048),
    semantic_features VECTOR(FLOAT, 512),
    upload_time TIMESTAMP,
    
    INDEX visual_idx (visual_features) USING VECTOR PROPERTIES (
        "distance.function" = "l2_distance",
        "scalar.type" = "f16"
    ),
    INDEX semantic_idx (semantic_features) USING VECTOR PROPERTIES (
        "distance.function" = "cosine_distance"
    )
);

-- 相似图像检索
SELECT image_id, image_path FROM image_features
WHERE L2_DISTANCE(visual_features, ?) < 100.0
ORDER BY image_id LIMIT 50;

⚠️ 重要避坑指南

🚨 向量查询限制

经过UAT环境实际测试,发现两种不同的错误模式:

1. 维度不匹配错误(预期行为)

-- ❌ 错误示例:使用5维向量查询128维数据
SELECT id FROM embeddings_table 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding_128d, vector(0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)) < 0.8;

-- 错误信息:
-- function 'COSINE_DISTANCE' cannot be resolved, 
-- expect 'vector shall have the same dimension'

解决方法:确保查询向量与表中向量维度完全一致

2. Generated Column内部错误(当前限制)

-- ❌ 问题查询:在SELECT中返回距离计算
SELECT id, content,
    COSINE_DISTANCE(embedding, vector(...)) as distance
FROM embeddings_table 
ORDER BY distance LIMIT 10;

-- 可能错误:
-- Generated column 4292967295(generated_field_4292967295) is not filled for VECTOR

当前可用的查询模式

-- ✅ 推荐:WHERE子句中的向量过滤
SELECT id, content FROM embeddings_table 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, vector(...)) < 0.8
ORDER BY id LIMIT 10;

-- ✅ 可用:简单的向量函数
SELECT COSINE_DISTANCE(embedding, embedding) as self_distance
FROM embeddings_table;

-- ❌ 避免:复杂的SELECT返回距离计算并排序

🛠️ 函数使用避坑

L2_NORMALIZE函数类型要求

-- ✅ 正确:使用浮点数向量
SELECT L2_NORMALIZE(vector(3.0, 4.0)) as normalized;
-- 结果:[0.6, 0.8]

-- ❌ 错误:使用整数向量
SELECT L2_NORMALIZE(vector(3, 4)) as normalized;
-- 可能结果:[0, 0] (精度丢失)

索引参数规范

-- ✅ 正确:使用完整参数名
CREATE VECTOR INDEX idx ON TABLE t(col) PROPERTIES(
    "distance.function" = "cosine_distance",  -- 完整函数名
    "scalar.type" = "f32"                    -- 标准类型名
);

-- ❌ 错误:使用简化名称
CREATE VECTOR INDEX idx ON TABLE t(col) PROPERTIES(
    "distance.function" = "cosine",          -- 会报错
    "scalar.type" = "float"                  -- 会报错
);

🎯 最佳实践建议

查询模式选择

使用场景推荐模式避免模式
相似度过滤WHERE COSINE_DISTANCE(...) < thresholdORDER BY COSINE_DISTANCE(...)
Top-K检索WHERE过滤 + 简单排序距离计算 + 排序
批量计算分步骤查询复杂嵌套查询

性能优化策略

-- ✅ 推荐:利用索引的过滤查询
SELECT doc_id, title FROM knowledge_base 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, ?) < 0.7
ORDER BY doc_id LIMIT 10;

-- ✅ 可选:分步骤的Top-K检索
-- 步骤1:过滤候选
CREATE VIEW candidates AS 
SELECT doc_id, title FROM knowledge_base 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, ?) < 0.8;

-- 步骤2:精确排序(如需要)
SELECT doc_id, title FROM candidates ORDER BY doc_id LIMIT 10;

🔄 迁移策略

迁移价值评估

在决定是否迁移到VECTOR类型之前,建议先评估您的使用场景:

高价值迁移场景

  • 频繁的向量相似度计算:如推荐系统、文档检索、图像匹配
  • 大规模向量数据:超过百万级别的向量数据查询
  • 复杂的UDF维护:当前需要维护多个自定义向量计算函数
  • 性能要求高:对查询响应时间有严格要求的应用

可选迁移场景

  • 偶尔的向量计算:向量计算不是核心业务流程
  • 小规模数据:向量数据量较小,性能压力不大
  • 稳定的现有系统:当前系统运行稳定,改动风险大于收益

针对不同用户的迁移建议

Spark用户迁移路径

如果您主要使用Spark MLlib进行向量计算

# 原Spark代码
from pyspark.ml.linalg import Vectors, VectorUDT
from pyspark.sql.functions import udf

# 自定义相似度函数
def cosine_similarity(v1, v2):
    # 复杂的实现逻辑
    pass

# 注册UDF
cosine_udf = udf(cosine_similarity, DoubleType())

迁移到CloudZetta VECTOR后

-- 直接使用内置函数和推荐查询模式
SELECT user_id FROM user_features
WHERE COSINE_DISTANCE(user_vector, target_vector) < 0.8;

迁移收益

  • 删除自定义UDF代码
  • 利用向量索引加速查询
  • 统一在SQL中处理向量计算

Hive用户迁移路径

如果您在Hive中使用ARRAY存储向量

-- 原Hive表结构
CREATE TABLE user_embeddings (
    user_id BIGINT,
    features ARRAY<DOUBLE>
) PARTITIONED BY (dt STRING);

-- 需要复杂的UDF
SELECT user_id, my_cosine_udf(features, target_array) as score
FROM user_embeddings 
WHERE size(features) = 128;  -- 手动维度检查

迁移到VECTOR类型

-- 新的表结构
CREATE TABLE user_embeddings_v2 (
    user_id BIGINT,
    features VECTOR(FLOAT, 128)  -- 类型安全
) PARTITIONED BY (dt STRING);

-- 使用内置函数和推荐模式
SELECT user_id FROM user_embeddings_v2
WHERE COSINE_DISTANCE(features, vector(...)) < 0.8;  -- 无需手动维度检查

评估现有系统

数据规模评估

-- 统计现有向量数据的规模和维度
SELECT 
    table_name,
    column_name,
    COUNT(*) as record_count,
    AVG(size(array_column)) as avg_dimension,
    MIN(size(array_column)) as min_dimension,
    MAX(size(array_column)) as max_dimension,
    COUNT(DISTINCT size(array_column)) as dimension_variants
FROM (
    SELECT 'user_features' as table_name, 'embedding' as column_name, embedding as array_column FROM user_features
    UNION ALL
    SELECT 'product_vectors' as table_name, 'features' as column_name, features as array_column FROM product_vectors
    -- 添加其他需要评估的表
) all_vectors
GROUP BY table_name, column_name;

UDF复杂度评估

-- 识别当前使用的向量相关UDF
SHOW FUNCTIONS LIKE '*similarity*';
SHOW FUNCTIONS LIKE '*distance*';
SHOW FUNCTIONS LIKE '*cosine*';
SHOW FUNCTIONS LIKE '*euclidean*';

查询频率评估

-- 分析向量计算查询的频率(如果有查询日志)
SELECT 
    DATE(query_time) as query_date,
    COUNT(*) as vector_query_count
FROM query_logs 
WHERE query_text LIKE '%cosine%' 
    OR query_text LIKE '%similarity%'
    OR query_text LIKE '%distance%'
GROUP BY DATE(query_time)
ORDER BY query_date DESC
LIMIT 30;

并行构建新表

-- 创建新的向量表
CREATE TABLE embeddings_new (
    id BIGINT,
    content STRING,
    embedding VECTOR(FLOAT, 768),
    migrated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP(),
    
    INDEX embedding_idx (embedding) USING VECTOR PROPERTIES (
        "distance.function" = "cosine_distance"
    )
);

-- 数据迁移
INSERT INTO embeddings_new (id, content, embedding)
SELECT 
    id,
    content,
    CASE 
        WHEN size(embedding_array) = 768 
        THEN cast(embedding_array as VECTOR(FLOAT, 768))
        ELSE NULL
    END as embedding
FROM embeddings_old
WHERE size(embedding_array) = 768;

-- 构建索引
BUILD INDEX embedding_idx ON embeddings_new;

验证迁移结果

-- 对比查询结果的一致性(使用推荐查询模式)
WITH old_results AS (
    SELECT id FROM embeddings_old 
    WHERE your_cosine_udf(embedding_array, ?) > 0.8
    ORDER BY id LIMIT 10
),
new_results AS (
    SELECT id FROM embeddings_new 
    WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, ?) < 0.2  -- 注意距离vs相似度的转换
    ORDER BY id LIMIT 10
)
SELECT 
    COALESCE(o.id, n.id) as id,
    CASE WHEN o.id IS NOT NULL THEN 'OLD' ELSE NULL END as in_old,
    CASE WHEN n.id IS NOT NULL THEN 'NEW' ELSE NULL END as in_new
FROM old_results o
FULL OUTER JOIN new_results n ON o.id = n.id
ORDER BY id;

🚀 性能优化

查询优化

-- ✅ 推荐:使用阈值过滤提升查询效率
SELECT id, content FROM embeddings_table 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, ?) < 0.8  -- 利用向量索引过滤
ORDER BY id LIMIT 10;

-- ✅ 可选:分步骤处理复杂查询
CREATE VIEW filtered_candidates AS
SELECT id, content FROM embeddings_table 
WHERE COSINE_DISTANCE(embedding, ?) < 0.8;

SELECT id, content FROM filtered_candidates 
ORDER BY id LIMIT 10;

存储优化

-- 大规模数据使用半精度存储
CREATE TABLE large_embeddings (
    id BIGINT,
    embedding VECTOR(FLOAT, 1536),
    
    INDEX embedding_idx (embedding) USING VECTOR PROPERTIES (
        "scalar.type" = "f16",  -- 半精度存储节省内存
        "distance.function" = "cosine_distance"
    )
);

索引调优

根据应用需求选择合适的索引参数:

  • 实时查询场景:较小的M值和ef_construction,使用f16类型
  • 批量分析场景:较大的M值和ef_construction,使用f32类型
  • 存储优化场景:使用f16或i8类型减少内存占用

⚠️ 注意事项

功能限制

  • 向量维度在创建时确定,不支持动态调整
  • 向量不能用作分区键
  • JACCARD_DISTANCE和HAMMING_DISTANCE函数有特殊的类型要求
  • 当前版本的复杂SELECT查询存在限制,建议使用WHERE过滤模式

索引管理

  • CREATE INDEX只对新增数据生效,已有数据需要执行BUILD INDEX
  • 向量索引的性能与内存缓存密切相关
  • 建议为向量查询使用专门的Virtual Cluster

故障排除

问题可能原因解决方法
查询性能差索引未生效检查索引状态,执行BUILD INDEX
维度不匹配错误向量维度不一致检查VECTOR类型定义和输入数据维度
Generated column错误复杂SELECT查询限制使用WHERE过滤模式替代
L2_NORMALIZE返回零向量使用整数向量改用浮点数向量:vector(3.0, 4.0)
索引参数错误参数名称不规范使用完整参数名:cosine_distance
内存不足向量索引占用过多内存调整索引参数或增加集群资源

📊 总结

VECTOR数据类型的核心价值

类型安全:通过固定维度定义避免运行时的维度不匹配错误

开发简化:提供内置的向量距离计算函数,减少自定义代码

性能优化:支持专门的向量索引,提升大规模向量查询的效率

标准兼容:兼容SQL语法,支持排序、分组等标准操作

适用场景

推荐使用VECTOR的情况

  • 需要频繁进行向量相似度计算
  • 向量维度固定且明确
  • 希望利用向量索引提升查询性能
  • 新开发的AI应用项目

继续使用ARRAY的情况

  • 主要进行数组操作而非向量计算
  • 向量维度经常变化
  • 改造现有系统成本较高
  • 需要复杂的向量排序查询(当前限制)

实施建议

评估阶段:分析现有向量数据的规模和维度特征

试点验证:选择小规模场景验证VECTOR的效果

逐步迁移:采用并行构建的方式平滑迁移现有系统

持续优化:根据实际使用情况调整索引参数和查询策略

查询模式推荐

优先使用

  • WHERE子句中的向量过滤:WHERE COSINE_DISTANCE(...) < threshold
  • 简单的向量函数计算:COSINE_DISTANCE(v1, v2)

谨慎使用

  • 复杂的SELECT返回距离计算并排序
  • 大型向量的嵌套查询

替代方案

  • 分步骤查询:先过滤再排序
  • 预计算:批量计算距离后存储

注意:本文档基于Lakehouse 2025年6月的产品文档整理,建议定期查看官方文档获取最新更新。在生产环境中使用前,请务必在测试环境中验证所有操作的正确性和性能影响。

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