历史拉链表是一种数据模型,主要是针对数据仓库设计中表存储数据的方式而定义的。所谓历史拉链表,就是指记录一个事物从开始一直到当前状态的所有变化信息。拉所有记录链表可以避免按每一天存储造成的海量存储问题,同时也是处理缓慢变化数据的一种常见方式。

应用场景

现假设有如下场景:一个企业拥有5000万会员信息,每天有20万会员资料变更,需要在数仓中记录会员表的历史变化以备分析使用,即每天都要保留一个快照供查询,反映历史数据的情况。在此场景中,需要反映5000万会员的历史变化,如果保留快照,存储两年就需要2X365X5000W条数据存储空间,数据量为365亿,如果存储更长时间,则无法估计需要的存储空间。而利用拉链算法存储,每日只向历史表中添加新增和变化的数据,每日不过20万条,存储4年也只需要3亿存储空间。

实现步骤

在拉链表中,每一条数据都有一个生效日期(effective_date)和失效日期(expire_date)。假设在一个用户表中,在2019年11月8日新增了两个用户,如下表所示,则这两条记录的生效时间为当天,由于到2019年11月8日为止,这两条就还没有被修改过,所以失效时间为一个给定的比较大的值,比如:3000-12-31

member_id phoneno create_time update_time
10001 13300000001 2019-11-08 3000-12-31
10002 13500000002 2019-11-08 3000-12-31

第二天(2019-11-09),用户10001被删除了,用户10002的电话号码被修改成13600000002.为了保留历史状态,用户10001的失效时间被修改为2019-11-09,用户10002则变成了两条记录,如下表所示:

member_id phoneno create_time update_time
10001 13300000001 2019-11-08 2019-11-09
10002 13500000002 2019-11-08 2019-11-09
10002 13600000002 2019-11-09 3000-12-31

第三天(2019-11-10),又新增了用户10003,则用户表数据如小表所示:

member_id phoneno create_time update_time
10001 13300000001 2019-11-08 2019-11-09
10002 13500000002 2019-11-08 2019-11-09
10002 13600000002 2019-11-09 3000-12-31
10003 13300000006 2019-11-10 3000-12-31

如果要查询最新的数据,那么只要查询失效时间为3000-12-31的数据即可,如果要查11月8号的历史数据,则筛选生效时间<= 2019-11-08并且失效时间>2019-11-08的数据即可。如果查询11月9号的数据,那么筛选条件则是生效时间<=2019-11-09并且失效时间>2019-11-09

表结构

  • MySQL源member表
CREATE TABLE member(
member_id VARCHAR ( 64 ),
phoneno VARCHAR ( 20 ),
create_time datetime,
update_time datetime );
  • ODS层增量表member_delta,每天一个分区

CREATE TABLE member_delta
(member_id string,
phoneno string,
create_time string,
update_time string)
PARTITIONED BY (DAY string);
  • 临时表

CREATE TABLE member_his_tmp
(member_id string,
phoneno string,
effective_date date,
expire_date date
);
  • DW层历史拉链表

CREATE TABLE member_his
(member_id string,
phoneno string,
effective_date date,
expire_date date);

Demo数据准备

2019-11-08的数据为:

member_id phoneno create_time update_time
10001 13500000001 2019-11-08 14:47:55 2019-11-08 14:47:55
10002 13500000002 2019-11-08 14:48:33 2019-11-08 14:48:33
10003 13500000003 2019-11-08 14:48:53 2019-11-08 14:48:53
10004 13500000004 2019-11-08 14:49:02 2019-11-08 14:49:02

2019-11-09的数据为:其中蓝色代表新增数据,红色代表修改的数据

member_id phoneno create_time update_time
10001 13500000001 2019-11-08 14:47:55 2019-11-08 14:47:55
10002 13600000002 2019-11-08 14:48:33 2019-11-09 14:48:33
10003 13500000003 2019-11-08 14:48:53 2019-11-08 14:48:53
10004 13500000004 2019-11-08 14:49:02 2019-11-08 14:49:02
10005 13500000005 2019-11-09 08:54:03 2019-11-09 08:54:03
10006 13500000006 2019-11-09 09:54:25 2019-11-09 09:54:25

2019-11-10的数据:其中蓝色代表新增数据,红色代表修改的数据

member_id phoneno create_time update_time
10001 13500000001 2019-11-08 14:47:55 2019-11-08 14:47:55
10002 13600000002 2019-11-08 14:48:33 2019-11-09 14:48:33
10003 13500000003 2019-11-08 14:48:53 2019-11-08 14:48:53
10004 13600000004 2019-11-08 14:49:02 2019-11-10 14:49:02
10005 13500000005 2019-11-09 08:54:03 2019-11-09 08:54:03
10006 13500000006 2019-11-09 09:54:25 2019-11-09 09:54:25
10007 13500000007 2019-11-10 17:41:49 2019-11-10 17:41:49

全量初始装载

在启用拉链表时,先对其进行初始装载,比如以2019-11-08为开始时间,
那么将MySQL源表全量抽取到ODS层member_delta表的2018-11-08的分区中,
然后初始装载DW层的拉链表member_his


INSERT overwrite TABLE member_his
SELECT
member_id,
phoneno,
to_date ( create_time ) AS effective_date,
'3000-12-31'
FROM
member_delta
WHERE
DAY = '2019-11-08'

查询初始的历史拉链表数据

增量抽取数据

每天,从源系统member表中,将前一天的增量数据抽取到ODS层的增量数据表member_delta对应的分区中。这里的增量需要通过member表中的创建时间和修改时间来确定,或者使用sqoop job监控update时间来进行增联抽取。
比如,本案例中2019-11-09和2019-11-10为两个分区,分别存储了2019-11-09和2019-11-10日的增量数据。
2019-11-09分区的数据为:

2019-11-10分区的数据为:

增量刷新历史拉链数据

  • 2019-11-09增量刷新历史拉链表
    将数据放进临时表

INSERT overwrite TABLE member_his_tmp
SELECT *
FROM
(
-- 2019-11-09增量数据,代表最新的状态,该数据的生效时间是2019-11-09,过期时间为3000-12-31
-- 这些增量的数据需要被全部加载到历史拉链表中
SELECT member_id,
phoneno,
'2019-11-09' effective_date,
'3000-12-31' expire_date
FROM member_delta
WHERE DAY='2019-11-09'
UNION ALL
-- 用当前为生效状态的拉链数据,去left join 增量数据,
-- 如果匹配得上,则表示该数据已发生了更新,
-- 此时,需要将发生更新的数据的过期时间更改为当前时间.
-- 如果匹配不上,则表明该数据没有发生更新,此时过期时间不变
SELECT a.member_id,
a.phoneno,
a.effective_date,
if(b.member_id IS NULL, to_date(a.expire_date), to_date(b.day)) expire_date
FROM
(SELECT *
FROM member_his
) a
LEFT JOIN
(SELECT *
FROM member_delta
WHERE DAY='2019-11-09') b ON a.member_id=b.member_id)his

将数据覆盖到历史拉链表


INSERT overwrite TABLE member_his
SELECT *
FROM member_his_tmp

查看历史拉链表

  • 2019-11-10增量刷新历史拉链表

将数据放进临时表


INSERT overwrite TABLE member_his_tmp
SELECT *
FROM
(
-- 2019-11-10增量数据,代表最新的状态,该数据的生效时间是2019-11-10,过期时间为3000-12-31
-- 这些增量的数据需要被全部加载到历史拉链表中
SELECT member_id,
phoneno,
'2019-11-10' effective_date,
'3000-12-31' expire_date
FROM member_delta
WHERE DAY='2019-11-10'
UNION ALL
-- 用当前为生效状态的拉链数据,去left join 增量数据,
-- 如果匹配得上,则表示该数据已发生了更新,
-- 此时,需要将发生更新的数据的过期时间更改为当前时间.
-- 如果匹配不上,则表明该数据没有发生更新,此时过期时间不变
SELECT a.member_id,
a.phoneno,
a.effective_date,
if(b.member_id IS NULL, to_date(a.expire_date), to_date(b.day)) expire_date
FROM
(SELECT *
FROM member_his
) a
LEFT JOIN
(SELECT *
FROM member_delta
WHERE DAY='2019-11-10') b ON a.member_id=b.member_id)his

查看历史拉链表

将以上脚本封装成shell调度的脚本


#!/bin/bash

#如果是输入的日期按照取输入日期;如果没输入日期取当前时间的前一天
if [ -n "$1" ] ;then
do_date=$1
else
do_date=`date -d "-1 day" +%F`
fi

sql="

INSERT overwrite TABLE member_his_tmp
SELECT *
FROM
(
-- 2019-11-10增量数据,代表最新的状态,该数据的生效时间是2019-11-10,过期时间为3000-12-31
-- 这些增量的数据需要被全部加载到历史拉链表中
SELECT member_id,
phoneno,
'$do_date' effective_date,
'3000-12-31' expire_date
FROM member_delta
WHERE DAY='$do_date'
UNION ALL
-- 用当前为生效状态的拉链数据,去left join 增量数据,
-- 如果匹配得上,则表示该数据已发生了更新,
-- 此时,需要将发生更新的数据的过期时间更改为当前时间.
-- 如果匹配不上,则表明该数据没有发生更新,此时过期时间不变
SELECT a.member_id,
a.phoneno,
a.effective_date,
if(b.member_id IS NULL, to_date(a.expire_date), to_date(b.day)) expire_date
FROM
(SELECT *
FROM member_his
) a
LEFT JOIN
(SELECT *
FROM member_delta
WHERE DAY='$do_date') b ON a.member_id=b.member_id)his;
"

$hive -e "$sql"