数据仓库轻度汇总层设计

关于数据仓库的分层，似乎大家都有一个共同的认识。但涉及到每一层该如何去建模，可能每个人都有自己的理解。数据建模，毫无疑问是数仓建设的重中之重，然后，在实际的开发过程中，会把大量的时间都投入到了需求开发，往往会忽略数据建模(尤其是DWS层的建模)，长此以往，数据模型变的越来越杂乱，指标口径无法统一，造成的结果就是：虽然表很多，但是却很难取数。本文主要介绍DWS层建模的基本方法论，希望对你有所帮助。

数仓为什么要分层?

合理的数据仓库分层一方面能够降低耦合性，提高重用性，可读性可维护性，另一方面也能提高运算的效率，影响到数据需求迭代的速度，近而影响到产品决策的及时性。建立数据分层可以提炼公共层，避免烟囱式开发，可见一个合适且合理的数仓分层是极其重要。

通用分层设计思路

1. DB：数据缓冲层，根据业务表数据类型，同步到数据仓库时设定的同步逻辑（增量、全量），同步过来时的数据缓存区，为ODS做准备。
2. ODS:操作型数据(Operational Data Store)，指结构与源系统基本保持一致的增量或者全量数据。作为DW数据的一个数据准备区，同时又承担基础数据记录历史变化，之所以保留原始数据和线上原始数据保持一致，方便后期数据核对需要。
3. DWD：数据仓库明细层数据(Data Warehouse Detail)。对ODS层数据进行清洗转化，以业务过程作为建模驱动，基于每个具体的业务过程特点，构建最细粒度的明细事实表。可以结合企业的数据使用特点，基于维度建模思想，将明细事实表的某些重要属性字段做适当冗余，也即宽表化处理，构建明细宽表。
4. DWS：数据仓库汇总层数据(Data Warehouse Summary)，基于指标需求，构建初步汇总事实表，一般是宽表。基于上层的应用和产品的指标需求，构建公共粒度的汇总指标表。以宽表化手段物理化模型，构建命名规范、口径一致的统计指标，为上层提供公共指标。
5. DIM：建立一致数据分析维表，可以降低数据计算口径不统一的风险，同时可以方便进行交叉探查。以维度作为建模驱动，基于每个维度的业务含义，通过添加维度属性、关联维度等定义计算逻辑，完成属性定义的过程并建立一致的数据分析维表。
6. ADS：面向应用的数据服务层(Application Data Service)。整合汇总成分析某一个主题域的服务数据，面向应用逻辑的数据加工。该层主要存放数据产品个性化的统计指标数据，这一层的数据直接对接数据的消费者，是产品、运营等角色可以直接感知理解的一层，大多数这一层的表都可以直接在BI上通过图表的形式直接透出。

没有DWS层不行吗

当我们在做数据需求时，会不会有这样的疑问：我直接能从DWD层很方便的取出想要的数据，为什么还要多此一举建立DWS层的汇总表呢？那是不是意味着可以不用建立DWS层的表呢，答案是：可以的。但是这有一个前提，就是业务场景不复杂。从短期来看可以快速满足数据需求的开发，但是长期来看，会存在如下的问题：

1. 对于复杂的业务场景而言，会出现很多跨域、跨事实的交叉探查，如果没有沉淀出DWS层的指标进行统一口径的收口，那么相同的指标会出现不同的口径和命名，其后果就是取数变得越来越不方便，而且容易造成业务怀疑数据是否正确的尴尬局面。
2. 公共指标没有统一计算，当每次需要相同的指标时，则需要重新计算一遍取数逻辑，不仅效率不高(需要关联表，计算指标)，而且会造成计算资源浪费。

DWS层设计

以分析的主题对象作为建模驱动，基于上层的应用和产品的指标需求，构建公共粒度的汇总指标表。以宽表化手段物理化模型，构建命名规范、口径一致的统计指标，为上层提供公共指标，建立汇总宽表。如：形成日，周，月粒度汇总明细，或者基于某一个维度，如商品类目粒度的汇总日表，统计便于下一步报表数据结构的组织。

DWS层的基本特点：

• DWS层是面向分析维度进行设计的，分析维度通常是业务经常需要的看数据的角度。
• DWS层的表服务于数据报表和数据产品的指标需求
• ADS层的指标数据会存在交叉探查的情况，所以DWS层的指标要保持命名和口径一致，避免ADS层的指标数据混乱
• DWS是公共汇总层，提供不同维度的统计指标，指标的口径要保持一致，并且要提供详细的描述
• 以宽表的形式进行设计，比如相同粒度的统计指标可以放在一起，避免创建太多的表
• 公共汇总层的一个表通常会对应一个派生指标
• DWS存储派生指标(统计周期+修饰词+统计粒度+原子指标)，原子指标存储在DWD层的事实表中

“原子指标与派生指标：

• 所谓原子指标，即是业务过程的度量，就是明细事实表中的度量值。比如订单表，那么某个订单对应的订单金额就是一个原子指标，这个指标是伴随着订单的业务过程而产生的。
  所谓派生指标，即由统计周期+修饰词+统计粒度+原子指标组合加工而成的指标
  其中，统计周期：指的是想要统计的时间周期，比如天、周、月
  修饰词：指的是业务的约束，通常出现在SQL的where条件中，比如订单的下单渠道等等
  统计粒度：指的是维度组合，通常出现在SQL的group by中，比如统计商品一级类目对应的销售额，那一级类目就是统计粒度
  ”

DWS层的设计原则

关于汇总层的表建模应遵循以下的原则：

1. 数据公用性比如，汇总的聚集表能否与他人公用？基于某个维度的聚集是否是数据分析或者报表中经常使用的？如果满足这些情况，我们就有必要把明细数据沉淀到汇总表中。
2. 不跨数据域数据域是在较高层次上对数据进行分类聚集的抽象，如交易统一划到交易域下，商品的新增、修改放到商品域下。
3. 区分统计周期表命名上要能说明数据的统计周期，如_1d 表示最近1天，_td 截止到当天，_nd 表示最近N天。
4. 避免多个层级的数据应该避免将不同层级的数据放在一起，比如，如果存在7天和30天的事实，我们可以选择用两列存放7天和30天的事实，但是需要在列名和字段注释上说明清楚。同时我们也可以使用两张表分别存储不同统计周期的数据加以区分。
5. 聚集是不跨越事实的聚集是针对原始星型模型进行的汇总，为了获取和查询原始模型一致的结果，聚集的维度和度量必须与原始模型保持一致，因此聚集是不跨事实的。横向钻取(交叉探查)是针对多个事实基于一致性维度进行的分析，很多时候采用融合事实表，预先存放横向钻取的结果，从而提高查询性能。因此融合事实表是一种导出模式而不是聚集。

DWS层设计步骤

首先，确定聚集维度，即确定统计粒度，比如商品粒度
然后，确定统计周期，比如天
最后，确定聚集事实，即派生指标

CREATE TABLE IF NOT EXISTS dws_asale_trd_itm_ord_1d
(
    item_id                 BIGINT COMMENT '商品ID',
    item_title               STRING COMMENT '商品名称',
    cate_id                 BIGINT COMMENT '商品类目ID',
    cate_name               STRING COMMENT '商品类目名称',
    mord_prov               STRING COMMENT '收货人省份',
    confirm_paid_amt_sum_1d DOUBLE COMMENT '最近一天订单已经确认收货的金额总和'
)
COMMENT '商品粒度交易最近一天汇总事实表'
PARTITIONED BY (ds  STRING COMMENT '分区字段YYYYMMDD')
;

关于DWS层建设的一些问题

为什么一张DWS表通常只会对应一个派生指标？

在设计DWS表的时候，很多人会把所有可以聚合的维度进行cube，这样就得到了很多个派生指标，而这些派生指标放在同一张表中无疑会增加这张表的使用难度，比如在实际的取数时，往往只关心某个统计粒度的指标。实际上cube的数据尽量放在ADS层，这样在开发数据接口或者应用层取数时都会比较方便。所以在设计DWS层时，应当遵循前文提到的一些原则，一言以蔽之，就是设计尽量体现出公共性、使用简单并且用户很容易理解。

怎么设计出完美的DWS层表？

数仓建设是一个不断迭代的过程，数据建模同样是一个不断迭代的过程。同时，业务是不断变化的，建模人员对业务的理解也是变化的，这些也就注定了建模是一个迭代过程。虽然存在这些变化，但我们在数据建模的时候同样要遵循一定的规范，切不可随心所欲。

如何评价DWS层建设的好坏？

由于数仓的建设是与业务息息相关的，数仓建设的方法论仅仅只是指引我们构建数仓的一个方向，在实际的落地执行过程中会存在各种各样的问题，且不可被这些理论所禁锢。简单一句话就是：合适就好。所以，评价模型的好坏与否，更多的是从使用者的角度出发，比如简单、易于取数、表的数量恰好。

总结

本文主要介绍了数据仓库中DWS建设的基本思路，包括DWS层的特点、设计原则以及设计步骤，并对DWS层建设存在的一些问题进行了阐述。当然，这些只是DWS层建模的一些方法论，智者见智仁者见仁，在实际的数据建模过程中可以参考这些方法论，但也要注意与具体的业务场景相结合，数据建模是建立在自己对业务的理解基础之上的，切不可一味地照搬，要灵活运用。另外，不要苛求建立完美的数据模型，应当追求简单、方便、易用。换句话说，建模没有对错之分，合适就好。

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好记性不如烂笔头。