Apache Arrow官方文档-IPC进程间通信

封装消息格式

  流和文件格式中的数据组件表示为封装 消息，包括：

• 指示元数据大小的长度前缀
• 消息元数据作为Flatbuffer 平铺缓冲区
• 将字节填充到8字节边界
• 消息体
  示意，我们有：

  <metadata_size: int32>
  <metadata_flatbuffer: bytes>
  <padding>
  <message body>

 所述metadata_size包括flatbuffer加填充的大小。所述 Message flatbuffer包括版本号，特定消息（作为flatbuffer联合），和消息体的大小：

table Message {
  version: org.apache.arrow.flatbuf.MetadataVersion;
  header: MessageHeader;
  bodyLength: long;
}

  目前，我们支持4种类型的消息：

• Schema
• RecordBatch
• DictionaryBatch
• Tensor

流式格式

  我们提供用于RecordBatch的流格式。它被作为封装消息的序列呈现，每个消息遵循上述格式。该模式首先在流中，对于以后的所有RecordBatch都是相同的。如果模式中的任何字段都是字典编码的，则一个或多个 DictionaryBatch消息将跟随模式。

<SCHEMA>
<DICTIONARY 0>
...
<DICTIONARY k - 1>
<RECORD BATCH 0>
...
<RECORD BATCH n - 1>
<EOS [optional]: int32>

  当流读取器实现读取流时，在每个消息之后，它可以读取接下来的4个字节以知道以下消息元数据的大小。读取消息flatbuffer后，您可以读取消息体。
  流写入器可以通过写入0长度作为int32或简单地关闭流接口来发送流终端（EOS）信号。

文件格式

  我们以与流格式非常相似的格式定义支持随机访问的“文件格式”。该文件以魔术字符串ARROW1 （加上填充）开始和结束。文件中的内容与流格式相同。在文件末尾，我们编写一个页脚，包括文件中每个数据块的偏移量和大小，以便随机访问是可以实现的。有关文件页脚的精确细节，请参阅 format / File.fbs。
示意， 我们有：

<magic number "ARROW1">
<empty padding bytes [to 8 byte boundary]>
<STREAMING FORMAT>
<FOOTER>
<FOOTER SIZE: int32>
<magic number "ARROW1">

RecordBatch体结构

所述RecordBatch元数据包含一个深度优先（先序）扁平化设置字段的元数据和物理内存缓冲区（Message.fbs 中的一些注释已经缩短/移除）：

table RecordBatch {
  length: long;
  nodes: [FieldNode];
  buffers: [Buffer];
}

struct FieldNode {
  length: long;
  null_count: long;
}

struct Buffer {
  /// The shared memory page id where this buffer is located. Currently this is
  /// not used
  page: int;

  /// The relative offset into the shared memory page where the bytes for this
  /// buffer starts
  offset: long;

  /// The absolute length (in bytes) of the memory buffer. The memory is found
  /// from offset (inclusive) to offset + length (non-inclusive).
  length: long;
}

  在文件的上下文中，不使用page，Buffer偏移量用作消息正文开头的参考帧。因此，在通用IPC设置中，这些偏移量可能是一个或多个共享内存区域中的任何位置，在文件格式中偏移量从0开始。
  RecordBatch的位置以及元数据块的大小以及缓冲区的大小存储在文件页脚中：

struct Block {
  offset: long;
  metaDataLength: int;
  bodyLength: long;
}

  一些关于这个的注释

• 该Block偏移量表示记录批次的起始字节。
• 元数据长度包括平缓缓冲区大小，记录批量元数据平缓缓冲区以及任何填充字节
  

  字典Batches

    字典Batch尚未实现，但它们在元数据中提供。目前，文件中显示的DICTIONARY细分片段不会出现在任何文件实现中。

  Tensor（多维数组）信息格式

    Tensor消息类型提供一种方式来编写使用Arrow的共享内存工具的固定大小的值（如一个NumPy的ndarray）的多维数组。尽管我们在C ++中提供了一个参考实现，但通常不需要实现这种数据格式的Arrow实现。
    当编写独立封装的Tensor消息时，我们使用上述格式，但另外将起始偏移（如果写入共享内存区域）对齐为8的倍数：

  <PADDING>
  <metadata size: int32>
  <metadata>
  <tensor body>