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社区首页 >专栏 >HAWQ取代传统数仓实践(八)——维度表技术之角色扮演维度

HAWQ取代传统数仓实践(八)——维度表技术之角色扮演维度

作者头像
用户1148526
发布2018-01-03 16:49:15
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发布2018-01-03 16:49:15
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文章被收录于专栏:Hadoop数据仓库Hadoop数据仓库

        单个物理维度可以被事实表多次引用,每个引用连接逻辑上存在差异的角色维度。例如,事实表可以有多个日期,每个日期通过外键引用不同的日期维度,原则上每个外键表示不同的日期维度视图,这样引用具有不同的含义。这些不同的维度视图具有唯一的代理键列名,被称为角色,相关维度被称为角色扮演维度。

        当一个事实表多次引用一个维度表时会用到角色扮演维度。例如,一个销售订单有一个是订单日期,还有一个请求交付日期,这时就需要引用日期维度表两次。

        我们期望在每个事实表中设置日期维度,因为总是希望按照时间来分析业务情况。在事务型事实表中,主要的日期列是事务日期,例如,订单日期。有时会发现其它日期也可能与每个事实关联,例如,订单事务的请求交付日期。每个日期应该成为事实表的外键。

        本篇说明两类角色扮演维度的实现,分别是表别名和数据库视图。表别名是在SQL语句里引用维度表多次,每次引用都赋予维度表一个别名。而数据库视图,则是按照事实表需要引用维度表的次数,建立相同数量的视图。我先修改销售订单数据库模式,添加一个请求交付日期字段,并对数据抽取和装载脚本做相应的修改。这些表结构修改好后,插入测试数据,演示别名和视图在角色扮演维度中的用法。

一、修改数据库模式

1. 修改源库表结构

        执行下面的脚本,给源库中销售订单表sales_order增加request_delivery_date字段。

代码语言:javascript
复制
use source;    
alter table sales_order add request_delivery_date datetime after order_date ;

2. 修改数据仓库表结构

代码语言:javascript
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-- 修改外部表
drop external table ext.sales_order;  
create external table ext.sales_order    
(     
  order_number int,        
  customer_number int,        
  product_code int,        
  order_date timestamp, 
  request_delivery_date timestamp,   
  entry_date timestamp,        
  order_amount decimal(10 , 2 ),    
  order_quantity int   
)      
location ('pxf://mycluster/data/ext/sales_order?profile=hdfstextsimple')      
  format 'text' (delimiter=e',', null='null');    

comment on table ext.sales_order is '销售订单外部表';    
comment on column ext.sales_order.order_number is '订单号';    
comment on column ext.sales_order.customer_number is '客户编号';    
comment on column ext.sales_order.product_code is '产品编码';    
comment on column ext.sales_order.order_date is '订单日期'; 
comment on column ext.sales_order.request_delivery_date is '请求交付日期';  
comment on column ext.sales_order.entry_date is '登记日期';    
comment on column ext.sales_order.order_amount is '销售金额';   
comment on column ext.sales_order.order_quantity is '销售数量';  

-- 修改rds.sales_order
alter table rds.sales_order add column request_delivery_date timestamp default null; 
comment on column rds.sales_order.request_delivery_date is '请求交付日期';  

-- 修改tds.sales_order_fact
alter table tds.sales_order_fact add column request_delivery_date_sk bigint default null; 
comment on column tds.sales_order_fact.request_delivery_date_sk is '请求交付日期维度代理键';  
comment on column tds.sales_order_fact.order_date_sk is '订单日期维度代理键';

        增加列的过程已经在“HAWQ数据仓库实践(六)——增加列”(http://blog.csdn.net/wzy0623/article/details/72651785)详细讨论过。HAWQ不支持给外部表增加列,因此需要重建表。在销售订单外部表上增加请求交付日期字段,数据类型是timestamp,对应源库表上的datetime类型。注意外部表中列的顺序要和源表中列定义的顺序保持一致。

        RDS和TDS中的内部表直接使用ALTER TABLE语句增加请求交付日期列。因为HAWQ的ADD COLUMN不支持after语法,新增的字段会加到所有已存在字段的后面。修改后数据仓库模式如图1所示。

图1

        从图中可以看到,销售订单事实表和日期维度表之间有两条连线,表示订单日期和请求交付日期都是引用日期维度表的外键。注意,虽然图中显示了表之间的关联关系,但HAWQ中并不支持主外键数据库约束。

二、修改定期数据装载函数

代码语言:javascript
复制
create or replace function fn_regular_load ()        
returns void as        
$$        
declare        
    -- 设置scd的生效时间      
    v_cur_date date := current_date;          
    v_pre_date date := current_date - 1;      
    v_last_load date;      
begin      
    -- 分析外部表      
    analyze ext.customer;      
    analyze ext.product;      
    analyze ext.sales_order;      
      
    -- 将外部表数据装载到原始数据表      
    truncate table rds.customer;        
    truncate table rds.product;       
      
    insert into rds.customer select * from ext.customer;       
    insert into rds.product select * from ext.product;      
    insert into rds.sales_order 
	select order_number,
           customer_number,
           product_code,
           order_date,
           entry_date,
           order_amount,
           order_quantity,
           request_delivery_date 
	  from ext.sales_order;      
          
    -- 分析rds模式的表      
    analyze rds.customer;      
    analyze rds.product;      
    analyze rds.sales_order;      
      
    -- 设置cdc的上限时间      
    select last_load into v_last_load from rds.cdc_time;      
    truncate table rds.cdc_time;      
    insert into rds.cdc_time select v_last_load, v_cur_date;      
      
    -- 装载客户维度      
    insert into tds.customer_dim      
    (customer_number,      
     customer_name,      
     customer_street_address,      
     customer_zip_code,      
     customer_city,      
     customer_state,    
     shipping_address,     
     shipping_zip_code,     
     shipping_city,     
     shipping_state,      
     isdelete,      
     version,      
     effective_date)      
    select case flag       
                when 'D' then a_customer_number      
                else b_customer_number      
            end customer_number,      
           case flag       
                when 'D' then a_customer_name      
                else b_customer_name      
            end customer_name,      
           case flag       
                when 'D' then a_customer_street_address      
                else b_customer_street_address      
            end customer_street_address,      
           case flag       
                when 'D' then a_customer_zip_code      
                else b_customer_zip_code      
            end customer_zip_code,      
           case flag       
                when 'D' then a_customer_city      
                else b_customer_city      
            end customer_city,      
           case flag       
                when 'D' then a_customer_state      
                else b_customer_state      
            end customer_state,      
           case flag       
                when 'D' then a_shipping_address      
                else b_shipping_address      
            end shipping_address,    
           case flag       
                when 'D' then a_shipping_zip_code      
                else b_shipping_zip_code      
            end shipping_zip_code,      
           case flag       
                when 'D' then a_shipping_city      
                else b_shipping_city      
            end shipping_city,      
           case flag       
                when 'D' then a_shipping_state      
                else b_shipping_state      
            end shipping_state,    
           case flag       
                when 'D' then true      
                else false      
            end isdelete,      
           case flag       
                when 'D' then a_version      
                when 'I' then 1      
                else a_version + 1      
            end v,      
           v_pre_date      
      from (select a.customer_number a_customer_number,      
                   a.customer_name a_customer_name,      
                   a.customer_street_address a_customer_street_address,      
                   a.customer_zip_code a_customer_zip_code,      
                   a.customer_city a_customer_city,      
                   a.customer_state a_customer_state,     
                   a.shipping_address a_shipping_address,      
                   a.shipping_zip_code a_shipping_zip_code,      
                   a.shipping_city a_shipping_city,      
                   a.shipping_state a_shipping_state,     
                   a.version a_version,      
                   b.customer_number b_customer_number,      
                   b.customer_name b_customer_name,      
                   b.customer_street_address b_customer_street_address,      
                   b.customer_zip_code b_customer_zip_code,      
                   b.customer_city b_customer_city,      
                   b.customer_state b_customer_state,     
                   b.shipping_address b_shipping_address,      
                   b.shipping_zip_code b_shipping_zip_code,      
                   b.shipping_city b_shipping_city,      
                   b.shipping_state b_shipping_state,     
                   case when a.customer_number is null then 'I'      
                        when b.customer_number is null then 'D'      
                        else 'U'       
                    end flag      
              from v_customer_dim_latest a       
              full join rds.customer b on a.customer_number = b.customer_number       
             where a.customer_number is null -- 新增      
                or b.customer_number is null -- 删除      
                or (a.customer_number = b.customer_number       
                    and not       
                           (coalesce(a.customer_name,'') = coalesce(b.customer_name,'')       
                        and coalesce(a.customer_street_address,'') = coalesce(b.customer_street_address,'')       
                        and coalesce(a.customer_zip_code,0) = coalesce(b.customer_zip_code,0)      
                        and coalesce(a.customer_city,'') = coalesce(b.customer_city,'')       
                        and coalesce(a.customer_state,'') = coalesce(b.customer_state,'')    
                        and coalesce(a.shipping_address,'') = coalesce(b.shipping_address,'')       
                        and coalesce(a.shipping_zip_code,0) = coalesce(b.shipping_zip_code,0)      
                        and coalesce(a.shipping_city,'') = coalesce(b.shipping_city,'')       
                        and coalesce(a.shipping_state,'') = coalesce(b.shipping_state,'')    
                        ))) t      
             order by coalesce(a_customer_number, 999999999999), b_customer_number limit 999999999999;      
   
    -- 重载PA客户维度    
    truncate table pa_customer_dim;      
    insert into pa_customer_dim      
    select customer_sk,     
           customer_number,        
           customer_name,        
           customer_street_address,        
           customer_zip_code,        
           customer_city,        
           customer_state,      
           isdelete,     
           version,      
           effective_date,      
           shipping_address,   
           shipping_zip_code,  
           shipping_city,  
           shipping_state     
      from customer_dim      
     where customer_state = 'pa';     
  
    -- 装载产品维度      
    insert into tds.product_dim      
    (product_code,      
     product_name,      
     product_category,           
     isdelete,      
     version,      
     effective_date)      
    select case flag       
                when 'D' then a_product_code      
                else b_product_code      
            end product_code,      
           case flag       
                when 'D' then a_product_name      
                else b_product_name      
            end product_name,      
           case flag       
                when 'D' then a_product_category      
                else b_product_category      
            end product_category,      
           case flag       
                when 'D' then true      
                else false      
            end isdelete,      
           case flag       
                when 'D' then a_version      
                when 'I' then 1      
                else a_version + 1      
            end v,      
           v_pre_date      
      from (select a.product_code a_product_code,      
                   a.product_name a_product_name,      
                   a.product_category a_product_category,      
                   a.version a_version,      
                   b.product_code b_product_code,      
                   b.product_name b_product_name,      
                   b.product_category b_product_category,                     
                   case when a.product_code is null then 'I'      
                        when b.product_code is null then 'D'      
                        else 'U'       
                    end flag      
              from v_product_dim_latest a       
              full join rds.product b on a.product_code = b.product_code       
             where a.product_code is null -- 新增      
                or b.product_code is null -- 删除      
                or (a.product_code = b.product_code       
                    and not       
                           (a.product_name = b.product_name       
                        and a.product_category = b.product_category))) t      
             order by coalesce(a_product_code, 999999999999), b_product_code limit 999999999999;      
      
    -- 装载order维度        
    insert into order_dim (order_number, version, effective_date)       
    select t.order_number, t.v, t.effective_date        
      from (select order_number, 1 v, order_date effective_date         
              from rds.sales_order, rds.cdc_time         
             where entry_date >= last_load and entry_date < current_load) t;      
      
    -- 装载销售订单事实表        
    insert into sales_order_fact        
    select order_sk,        
           customer_sk,        
           product_sk,        
           e.date_sk,      
           e.year * 100 + e.month,           
           order_amount,    
           order_quantity,
           f.date_sk		   
      from rds.sales_order a,        
           order_dim b,        
           v_customer_dim_his c,        
           v_product_dim_his d,        
           date_dim e, 
           date_dim f,		   
           rds.cdc_time g        
     where a.order_number = b.order_number        
       and a.customer_number = c.customer_number        
       and a.order_date >= c.effective_date      
       and a.order_date < c.expiry_date         
       and a.product_code = d.product_code        
       and a.order_date >= d.effective_date      
       and a.order_date < d.expiry_date         
       and date(a.order_date) = e.date  
       and date(a.request_delivery_date) = f.date  
       and a.entry_date >= g.last_load and a.entry_date < g.current_load;                    
      
    -- 分析tds模式的表      
    analyze customer_dim;      
    analyze product_dim;      
    analyze order_dim;      
    analyze sales_order_fact;      
      
    -- 更新时间戳表的last_load字段        
    truncate table rds.cdc_time;      
    insert into rds.cdc_time select v_cur_date, v_cur_date;      
      
end;        
$$        
language plpgsql;

        函数做了以下两点修改:

  • 在装载rds.sales_order时显式指定了列的顺序,因为外部表与内部表列的顺序不一致。
  • 在装载销售订单事实表时,关联了日期维度表两次,分别赋予别名e和f。事实表和两个日期维度表关联,取得日期代理键。e.date_sk表示订单日期代理键,f.date_sk表示请求交付日期的代理键。

三、测试

1. 在源库中生成测试数据

        执行下面的SQL脚本在源库中增加三个带有交货日期的销售订单。

代码语言:javascript
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use source;  
/*** 新增订单日期为昨天的3条订单。***/      
set @start_date := unix_timestamp(date_add(current_date, interval -1 day));     
set @end_date := unix_timestamp(current_date);   

drop table if exists temp_sales_order_data;      
create table temp_sales_order_data as select * from sales_order where 1=0;       
      
set @order_date := from_unixtime(@start_date + rand() * (@end_date - @start_date));   
set @request_delivery_date := from_unixtime(unix_timestamp(date_add(current_date, interval 5 day)) + rand() * 86400);         
set @amount := floor(1000 + rand() * 9000);    
set @quantity := floor(10 + rand() * 90);    
insert into temp_sales_order_data 
values (126, 1, 1, @order_date, 
@request_delivery_date, @order_date, @amount, @quantity);      

set @order_date := from_unixtime(@start_date + rand() * (@end_date - @start_date)); 
set @request_delivery_date := from_unixtime(unix_timestamp(date_add(current_date, interval 5 day)) + rand() * 86400);      
set @amount := floor(1000 + rand() * 9000);    
set @quantity := floor(10 + rand() * 90);    
insert into temp_sales_order_data 
values (127, 2, 2, @order_date, 
@request_delivery_date, @order_date, @amount, @quantity);      

set @order_date := from_unixtime(@start_date + rand() * (@end_date - @start_date));
set @request_delivery_date := from_unixtime(unix_timestamp(date_add(current_date, interval 5 day)) + rand() * 86400);       
set @amount := floor(1000 + rand() * 9000);    
set @quantity := floor(10 + rand() * 90);    
insert into temp_sales_order_data 
values (128, 3, 3, @order_date, 
@request_delivery_date, @order_date, @amount, @quantity);      

insert into sales_order      
select null,customer_number,product_code,order_date,
request_delivery_date,entry_date,order_amount,order_quantity 
from temp_sales_order_data order by order_date;        
commit ;

2. 执行定期装载函数并查看结果

代码语言:javascript
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~/regular_etl.sh

        使用下面的查询验证结果。

代码语言:javascript
复制
select a.order_sk, request_delivery_date_sk, c.date  
  from sales_order_fact a, date_dim b, date_dim c  
 where a.order_date_sk = b.date_sk   
   and a.request_delivery_date_sk = c.date_sk ;

        查询结果如图2所示。

图2

        可以看到只有三个新的销售订单具有request_delivery_date_sk值,6360对应的日期是2017年5月30日。

四、使用角色扮演维度查询

1. 使用表别名查询

代码语言:javascript
复制
select order_date_dim.date order_date,    
        request_delivery_date_dim.date request_delivery_date,    
        sum(order_amount),count(*)    
  from sales_order_fact a,
        date_dim order_date_dim,    
        date_dim request_delivery_date_dim    
 where a.order_date_sk = order_date_dim.date_sk    
   and a.request_delivery_date_sk = request_delivery_date_dim.date_sk    
 group by order_date_dim.date , request_delivery_date_dim.date    
 order by order_date_dim.date , request_delivery_date_dim.date;

2. 使用视图查询

代码语言:javascript
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-- 创建订单日期视图  
create view v_order_date_dim 
(order_date_sk, 
 order_date, 
 month, 
 month_name,  
 quarter, 
 year) 
as select * from date_dim;    
-- 创建请求交付日期视图
create view v_request_delivery_date_dim
(request_delivery_date_sk, 
 request_delivery_date, 
 month, 
 month_name, 
 quarter, 
 year)   
as select * from date_dim;  
-- 查询
select order_date,request_delivery_date,sum(order_amount),count(*)    
  from sales_order_fact a,v_order_date_dim b,v_request_delivery_date_dim c    
 where a.order_date_sk = b.order_date_sk    
   and a.request_delivery_date_sk = c.request_delivery_date_sk    
 group by order_date , request_delivery_date    
 order by order_date , request_delivery_date;

        上面两种实现方式是等价的。结果如图3所示。

图3

        尽管不能连接到单一的日期维度表,但可以建立并管理单独的物理日期维度表,然后使用视图或别名建立两个不同日期维度的描述。注意在每个视图或别名列中需要唯一的标识。例如,订单日期属性应该具有唯一标识order_date以便与请求交付日期request_delivery_date区别。别名与视图在查询中的作用并没有本质的区别,都是为了从逻辑上区分同一个物理维度表。许多BI工具也支持在语义层使用别名。但是,如果有多个BI工具,连同直接基于SQL的访问,都同时在组织中使用的话,不建议采用语义层别名的方法。当某个维度在单一事实表中同时出现多次时,则会存在维度模型的角色扮演。基本维度可能作为单一物理表存在,但是每种角色应该被当成标识不同的视图展现到BI工具中。

五、一种有问题的设计

        为处理多日期问题,一些设计者试图建立单一日期维度表,该表使用一个键表示每个订单日期和请求交付日期的组合,例如:

代码语言:javascript
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create table date_dim (date_sk int, order_date date, delivery_date date);
create table sales_order_fact (date_sk int, order_amount int);

        这种方法存在两个方面的问题。首先,如果需要处理所有日期维度的组合情况,则包含大约每年365行的清楚、简单的日期维度表将会极度膨胀。例如,订单日期和请求交付日期存在如下多对多关系:

代码语言:javascript
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订单日期  		请求交付日期
2017-05-26 		2017-05-29
2017-05-27 		2017-05-29
2017-05-28 		2017-05-29
2017-05-26 		2017-05-30
2017-05-27 		2017-05-30
2017-05-28 		2017-05-30
2017-05-26 		2017-05-31
2017-05-27 		2017-05-31
2017-05-28 		2017-05-31

        如果使用角色扮演维度,日期维度表中只需要2017-05-26到2017-05-31六条记录。而采用单一日期表设计方案,每一个组合都要唯一标识,明显需要九条记录。当两种日期及其组合很多时,这两种方案的日期维度表记录数会相去甚远。

        其次,合并的日期维度表不再适合其它经常使用的日、周、月等日期维度。日期维度表每行记录的含义不再指唯一一天,因此无法在同一张表中标识出周、月等一致性维度,进而无法简单地处理按时间维度的上卷、聚合等需求。

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原始发表:2017年05月25日,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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      • 三、测试
        • 1. 在源库中生成测试数据
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          • 四、使用角色扮演维度查询
            • 1. 使用表别名查询
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