數(shù)據(jù)倉庫問題

整理的數(shù)倉的一些基本問題澎灸,不定期更新

0x01 什么是數(shù)據(jù)倉庫

數(shù)據(jù)倉庫是一個(gè)面向主題的、集成的遮晚、相對穩(wěn)定的性昭、反映歷史變化的數(shù)據(jù)集合

數(shù)據(jù)倉庫是將源系統(tǒng)數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)化县遣、清洗糜颠,存儲(chǔ)到維度模型中的系統(tǒng),為分析決策提供查詢萧求、分析的支持

上述兩個(gè)定義其兴,第一個(gè)是inmon書中的定義,第二個(gè)是kimball中的定義夸政,現(xiàn)在對數(shù)倉的定義一般結(jié)合兩者元旬,inmon的定義是數(shù)倉的定位,而具體的操作方法是按照kimball的定義來的

0x02 為什么建數(shù)倉

數(shù)倉是一個(gè)系統(tǒng)守问,當(dāng)數(shù)據(jù)問題到達(dá)一定規(guī)模匀归,都需要一個(gè)系統(tǒng)來幫助我們更有效率的完成問題,例如OA系統(tǒng)耗帕,CRM銷售系統(tǒng)都是類似的穆端,而數(shù)倉能幫助我們更有效率的完成整個(gè)數(shù)據(jù)的查詢、分析仿便、產(chǎn)出報(bào)表体啰、用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)等功能

0x03 維度模型和范式模型

范式模型也叫關(guān)系模型攒巍,遵循第三范式,構(gòu)建實(shí)體表和表之間的關(guān)系狡赐,能減少數(shù)據(jù)的冗余

維度模型窑业,將表的概念抽象成事實(shí)和維度表,面向業(yè)務(wù)過程枕屉,一般是寬表

范式建模的表一般比較分散常柄,能減少數(shù)據(jù)冗余,但是關(guān)聯(lián)查詢效率不是很高
維度模型的表一般將事實(shí)表做成寬表搀擂,按照業(yè)務(wù)過程西潘,易于構(gòu)造,靈活方便哨颂,所以現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)公司為了快速響應(yīng)需求喷市,一般都使用維度建模構(gòu)建寬表

0x04 數(shù)據(jù)倉庫基本分層

一般分三層ODS、DW威恼、APP
ODS是操作型數(shù)據(jù)品姓,一般從源系統(tǒng)拉去數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入ods層,為了方便追蹤箫措,一般不會(huì)做過多處理
DW是數(shù)據(jù)倉庫層腹备,一般分DWD、DWS斤蔓、DWM層
APP是應(yīng)用層植酥,一般直接供用戶查看、使用

DWD:數(shù)倉明細(xì)層弦牡,ods經(jīng)過清洗友驮,落地這一層,一般是最細(xì)粒度
DWS:數(shù)據(jù)匯總層驾锰,對dwd的輕微聚合卸留,對一些可累加的指標(biāo)進(jìn)行聚合,增加復(fù)用性
DWM:數(shù)據(jù)集市層椭豫,寬表艾猜,一般按照主題整合幾個(gè)匯總層,做成寬表捻悯,通常能滿足大部分的分析需求

一般不能跨層取數(shù)匆赃,即APP不能從ODS層取,可以從DW內(nèi)的任意層取今缚,但是一般DWM和DWS滿足不了需求時(shí)算柳,才會(huì)從DWD直接取數(shù),并且需要評估DWM姓言、DWS的設(shè)計(jì)瞬项,這個(gè)需求是否能做到上層

0x05 為什么要用DWS

DWS是對dwd中可累加指標(biāo)進(jìn)行聚合蔗蹋,按業(yè)務(wù)過程來設(shè)計(jì)的,方便DWM后續(xù)的復(fù)用

0x06 數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)中臺(tái)的區(qū)別

數(shù)據(jù)中臺(tái)時(shí)包含數(shù)據(jù)倉庫的囱淋,倉庫一般是整合數(shù)據(jù)猪杭,為業(yè)務(wù)服務(wù),提供的只是數(shù)據(jù)妥衣,而中臺(tái)是一種整合能力皂吮,為各產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)能力的支持

0x07 數(shù)據(jù)庫三大范式

第一范式:字段的原子性,即每個(gè)字段都不能在分解税手,例如學(xué)生信息字段(學(xué)生id蜂筹、學(xué)生姓名)不滿足第一范式

第二范式:所有字段都依賴所有主鍵

第三范式:所有字段都直接依賴主鍵,不能間接依賴芦倒,例如學(xué)生表中艺挪,年級id、年級兵扬,年級字段就是間接依賴

通常范式模型滿足第三范式麻裳,主要消除冗余,例如每個(gè)學(xué)生都有年級器钟,年級就可以做成另一個(gè)實(shí)體掂器,通過年級id來關(guān)聯(lián)

0x08 CDM、LDM俱箱、PDM概念

CDM:概念模型,只是概念

LDM:邏輯模型灭必,具體到表的說明狞谱,表之間的邏輯關(guān)系

PDM:物理模型,具體的表設(shè)計(jì)模型

0x09 拉鏈表

參考:漫談數(shù)據(jù)倉庫之拉鏈表

拉鏈表是針對數(shù)據(jù)倉庫中表的存儲(chǔ)方式定義的禁漓,就是在一張表中以天為單位跟衅,記錄每條數(shù)據(jù)從開始到現(xiàn)在的所有狀態(tài)變化信息。

實(shí)際操作方法就是增加兩個(gè)字段start_time和end_time播歼,表示有效開始日期和有效結(jié)束日期伶跷,

用戶編號 手機(jī)號 t_start_time t_end_time
1 111 2019-09-13 2019-09-14
1 123 2019-09-15 2019-09-15
1 113 2019-09-15 9999-01-01
2 222 2019-09-14 9999-01-01
3 333 2019-09-13 2019-09-15
3 313 2019-09-16 9999-01-01

根據(jù)start_time和end_time就可以取到每天當(dāng)時(shí)的歷史數(shù)據(jù),
例如:用戶1在2019-09-13和2019-09-14的手機(jī)號是111秘狞,在2019-09-15的手機(jī)號是123叭莫,之后是113

要構(gòu)造這樣的拉鏈表,需要一張全量數(shù)據(jù)表和一張每天的增量數(shù)據(jù)表烁试,增量表包含每天新增的數(shù)據(jù)和每天更新的數(shù)據(jù)雇初,一般可以通過binlog解析

0x10 退化維度

退化維度指一些常用的維度屬性,直接放在事實(shí)表上减响,避免了查詢的關(guān)聯(lián)操作

0x11 多值維度

通常事實(shí)表和維度表都是多對一的關(guān)系靖诗,即一個(gè)維度對應(yīng)多個(gè)事實(shí)郭怪,一個(gè)事實(shí)對應(yīng)一個(gè)維度,多值維度指事實(shí)和維度是對多對多關(guān)系或一對多關(guān)系刊橘,即一個(gè)事實(shí)可能對應(yīng)多個(gè)維度鄙才。

這種情況一般要盡量避免,可以重新設(shè)計(jì)看能不能降低事實(shí)表粒度促绵,也可以設(shè)計(jì)橋接表(類似于多對多之間的關(guān)系表)

0x12 緩慢變化維度

維度表中隨著時(shí)間變化的維度字段稱為緩慢變化維度攒庵,例如用戶維度表,用戶名可能是變化的绞愚,對應(yīng)到事實(shí)表叙甸,是展示最新的用戶名還是歷史的用戶名,就是一個(gè)問題位衩。一般有以下幾種處理方式

1裆蒸、直接覆蓋,永遠(yuǎn)只保存最新的數(shù)據(jù)

2糖驴、增加新行僚祷,每次變化都用新行表示

3、增加字段贮缕,例如用戶維度表增加字段曾用名

0x13 數(shù)據(jù)總線

參考:什么是數(shù)據(jù)倉庫總線架構(gòu)

1辙谜、企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫總線架構(gòu)
總線架構(gòu)是kimball的多維體系架構(gòu)三大關(guān)鍵性概念之一,另外兩個(gè)是一致性維度和一致性事實(shí)

多維體系架構(gòu)在設(shè)計(jì)之初感昼,需要由架構(gòu)師設(shè)計(jì)出在整個(gè)數(shù)倉體系內(nèi)具有統(tǒng)一解釋的標(biāo)準(zhǔn)化的維度和事實(shí)装哆,即一致性維度和一致性事實(shí)。一致性維度就好比企業(yè)范圍內(nèi)的一組總線定嗓,所以叫總線架構(gòu)

2蜕琴、企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫總線矩陣
總線矩陣是實(shí)現(xiàn)總線架構(gòu)的工具,行表示業(yè)務(wù)過程宵溅,列表示一致性維度凌简,點(diǎn)標(biāo)記上業(yè)務(wù)過程是否與維度相關(guān)。

總線矩陣能清晰的表示業(yè)務(wù)過程與維度的關(guān)系恃逻,也能方便的添加業(yè)務(wù)過程和一致性維度

image

0x14 如何建數(shù)倉

參考:阿里云文檔雏搂,數(shù)倉構(gòu)建流程

這里參考阿里的建倉流程

image

1、業(yè)務(wù)調(diào)研寇损,需求分析(針對數(shù)據(jù)分析師凸郑、運(yùn)營、維護(hù)進(jìn)行調(diào)研)矛市,定義指標(biāo)(維度线椰、粒度),通常需要產(chǎn)出定義原子指標(biāo)和派生指標(biāo)的文檔

原子指標(biāo)=業(yè)務(wù)過程+度量

派生指標(biāo)=時(shí)間周期+修飾詞+原子指標(biāo)

2、劃分?jǐn)?shù)據(jù)域憨愉,數(shù)據(jù)域是面向分析的烦绳,將業(yè)務(wù)過程和維度進(jìn)行整合抽象的集合

數(shù)據(jù)域 業(yè)務(wù)過程
會(huì)員店鋪域 注冊、登錄配紫、裝修径密、開店、關(guān)店
商品域 發(fā)布躺孝、上架享扔、下架、重發(fā)
日志域 曝光植袍、瀏覽惧眠、點(diǎn)擊
交易域 下單、支付于个、發(fā)貨氛魁、確認(rèn)收貨
服務(wù)域 商品收藏、拜訪厅篓、培訓(xùn)秀存、優(yōu)惠券領(lǐng)用
采購域 商品采購、供應(yīng)鏈管理

3羽氮、明確數(shù)據(jù)域下有哪些業(yè)務(wù)過程后或链,需要定義維度,并基于維度構(gòu)建總線矩陣

4档押、根據(jù)指標(biāo)設(shè)計(jì)明細(xì)層和匯總層

以一個(gè)實(shí)際例子說明澳盐,例如教材商城數(shù)倉,

1令宿、整理各業(yè)務(wù)方需求

業(yè)務(wù)方 大概需求
學(xué)科 學(xué)科老師主要需要統(tǒng)計(jì)各個(gè)學(xué)科叼耙、年級、版本的教材銷售量
供應(yīng)鏈 供應(yīng)鏈主要需要統(tǒng)計(jì)商品各個(gè)SKU銷售量掀淘,以及出庫、入庫量油昂、滯銷率等
營銷 營銷老師關(guān)心各個(gè)機(jī)構(gòu)革娄、機(jī)構(gòu)省份購買的教材量
三階課 三階課這邊關(guān)心三階課類教材的銷量
財(cái)務(wù) 財(cái)務(wù)想要了解每種教材的收入,包括普通教材冕碟、定制教材拦惋、三階課教材等

2、整理數(shù)據(jù)域安寺,這里主要圍繞銷量來厕妖,所以都?xì)w為交易域

3、整理維度挑庶、構(gòu)建總線矩陣

業(yè)務(wù)過程\一致性維度 sku_code 學(xué)科 商品種類 機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)所在省份
下單 Y Y Y Y Y
發(fā)貨 Y Y Y Y Y
確收 Y Y Y Y Y

根據(jù)總線矩陣可以設(shè)計(jì)言秸,DWD層以每筆訂單sku粒度软能,商品、機(jī)構(gòu)維度举畸,購買量為度量
DWS層可以設(shè)計(jì)成以查排,學(xué)科購買量、機(jī)構(gòu)購買量抄沮、商品各種類購買量
DWM層根據(jù)實(shí)際需求自由組裝

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