BigQuery UDF と相関サブクエリ: 課題の克服
最新のデータ処理ワークフローでは、大規模なデータセットの処理や複雑な計算の実行に、Google Cloud Platform の BigQuery がよく使用されます。ただし、ユーザー定義関数 (UDF) および相関サブクエリを通じて特定のビジネス ロジックを実装する場合、ユーザーは頻繁に制限に遭遇します。これは、特に休日フラグやその他の時間に依存するデータの場合のように、スタッフによって定期的に更新される動的テーブルを参照する場合に問題を引き起こす可能性があります。
UDF の相関サブクエリの問題は、リアルタイム テーブル データを日付ベースのビジネス計算と統合しようとすると明らかになります。このようなシナリオでは、複数のテーブルと条件付きロジックが関係すると計算が失敗する可能性があります。これは、ハードコードされた値は機能するが、これらの制限により動的データが失敗する場合に特に問題になります。
この記事では、休日と非稼働日を考慮して 2 つの日付間の合計遅延を計算する UDF が、相関サブクエリに対する BigQuery の制限により失敗するという問題の具体例を説明します。また、この問題に対処するための潜在的な解決策とベスト プラクティスも検討します。
同様の課題に直面している場合、このガイドは、相関サブクエリ エラーの処理と BigQuery での UDF の最適化に関する洞察を提供します。例を詳しく見て、これらの一般的な障害を克服する方法を探ってみましょう。
指示 | 使用例 |
---|---|
GENERATE_DATE_ARRAY() | この関数は、指定された 2 つの日付間の日付の配列を定義された間隔で作成するために使用されます。ジョブの開始日と終了日の間の日数のリストを生成して、稼働日と非稼働日を計算することは非常に重要です。 |
UNNEST() | 配列を行のセットにネスト解除します。これは、日付範囲や休日フラグなどの配列を操作する場合に不可欠であり、さらにクエリを実行するためにこれらの配列を個々の行に変換します。 |
ARRAY_AGG() | この関数は、複数の行を配列に集約します。このコンテキストでは、休日の日付とフラグを配列に収集して、UDF 内での検索を容易にし、営業日から休日を除外するために使用されます。 |
EXTRACT() | 曜日などの日付またはタイムスタンプの一部を抽出します。これは、営業日から週末 (土曜日と日曜日) を除外する場合に重要であり、平日のみの遅延を計算するのに役立ちます。 |
SAFE_CAST() | 値を指定されたデータ型に変換し、変換が失敗した場合は を返します。このコマンドは、入力日付内の潜在的な日付形式の問題を処理し、日付関連の操作で堅牢なエラー処理を確保するのに役立ちます。 |
LEFT JOIN | 2 つのテーブルを結合しますが、右側のテーブルに一致するものがない場合でも、左側のテーブルのすべてのレコードが保持されます。このコンテキストでは、休日テーブルに一致する休日の日付がない場合でも、すべての日付が計算に確実に含まれるようにするために使用されます。 |
STRUCT() | 構造化データ型を作成します。これは、関連する値をまとめてバンドルするためによく使用されます。提供されたスクリプトでは、UDF 内での処理を容易にするために、日付と休日フラグを単一の構造に結合するために使用されます。 |
TIMESTAMP_DIFF() | この関数は、2 つのタイムスタンプの差を計算します。これは、遅延を時間単位で計算するときに使用される、ジョブの開始時刻と終了時刻の間の遅延を決定する場合に特に重要です。 |
DATE_SUB() | 日付から指定された間隔を減算します。ここでは、日付範囲計算の終了日を調整するために使用され、正確な比較と日付間隔の処理が保証されます。 |
BigQuery UDF と相関サブクエリ ソリューションについて
上記で提供されたスクリプトの主な目的は、休日や週末などのビジネス固有の要素を考慮しながら、2 つのタイムスタンプ間の合計作業時間を計算することです。この計算は、非稼働日を除外しながらジョブの期間を測定するレポート プロセスにとって重要です。ここでは、ユーザー定義関数 (UDF) を使用して、このロジックを Google BigQuery にカプセル化します。対処されている主な課題の 1 つは、 相関サブクエリ UDF 内では、大規模なデータセットをクエリするときにエラーやパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。
スクリプトの重要なコンポーネントの 1 つは、 GENERATE_DATE_ARRAY 関数。この関数は、指定された 2 つのタイムスタンプ間のすべての日付のリストを作成します。日付範囲を生成することにより、スクリプトはジョブの開始時刻と終了時刻の間に存在する営業日数を正確に計算できます。このリストから休日と週末をフィルターで除外するために、スクリプトは ARRAY_AGG 休日データを保存する機能と ネスト解除 比較を容易にするために配列を行に変換する関数。
ソリューションのもう 1 つの重要な部分は、休日データの処理です。スタッフによって定期的に更新される休日テーブルは配列に保存され、休日や週末と一致する日付をフィルタリングするために使用されます。これは、次の組み合わせを使用して実現されます。 左結合 そして 抽出する 曜日などの日付の特定の部分を分離する関数。週末 (土曜日と日曜日) を除外すると、最終的な遅延計算に営業日のみが影響することが保証されます。
最後に、UDF は日付検証を実行し、入力値が正しい形式であることを確認します。 セーフキャスト 関数。この機能は、無効な日付形式が入力された場合に UDF が失敗するのを防ぎ、追加のセキュリティ層を提供します。最終結果は、稼働日を合計し、部分的な稼働日の開始時刻と終了時刻を調整することによって計算されます。このアプローチは、UDF の制限を遵守しながら BigQuery で遅延を計算するという複雑な問題に対する柔軟で再利用可能なソリューションを提供します。
BigQuery UDF の最適化: 相関サブクエリの問題の解決
BigQuery UDF 用に最適化された配列処理を備えた標準 SQL を使用するソリューション
CREATE OR REPLACE FUNCTION my.gcp.optimized_function(ip_start_date TIMESTAMP, ip_end_date TIMESTAMP)
RETURNS NUMERIC AS ((
WITH temp_date AS (
SELECT
CASE
WHEN ip_start_date > ip_end_date THEN DATE(ip_end_date)
ELSE DATE(ip_start_date)
END AS ip_date_01,
CASE
WHEN ip_start_date > ip_end_date THEN DATE(ip_start_date)
ELSE DATE(ip_end_date)
END AS ip_date_02
),
holiday_array AS (
SELECT ARRAY_AGG(STRUCT(DATE(cal_date) AS cal_date, holiday_flag)) AS holidays
FROM dataset.staff_time
),
working_days AS (
SELECT
CASE
WHEN DATE(ip_start_date) <> DATE(ip_end_date) THEN
SUM(CASE
WHEN cal_date NOT IN (SELECT cal_date FROM UNNEST(holiday_array.holidays)) THEN 1
ELSE 0
END)
ELSE
END AS working_day
FROM UNNEST(GENERATE_DATE_ARRAY(ip_start_date, ip_end_date, INTERVAL 1 DAY)) AS cal_date
WHERE cal_date NOT IN (SELECT cal_date FROM UNNEST(holiday_array.holidays))
),
SELECT working_day
FROM working_days));
サブクエリ結合による BigQuery UDF 相関エラーの処理
LEFT JOIN を使用し、配列データを処理してサブクエリの問題を最小限に抑えるソリューション
CREATE OR REPLACE FUNCTION my.gcp.function_v2(ip_start_date TIMESTAMP, ip_end_date TIMESTAMP)
RETURNS NUMERIC AS ((
WITH temp_date AS (
SELECT
CASE
WHEN ip_start_date > ip_end_date THEN DATE(ip_end_date)
ELSE DATE(ip_start_date)
END AS ip_date_01,
CASE
WHEN ip_start_date > ip_end_date THEN DATE(ip_start_date)
ELSE DATE(ip_end_date)
END AS ip_date_02
),
holiday_array AS (
SELECT ARRAY_AGG(STRUCT(DATE(cal_date) AS cal_date, holiday_flag)) AS holidays
FROM dataset.staff_time
),
working_days AS (
SELECT
CASE
WHEN DATE(ip_start_date) <> DATE(ip_end_date) THEN
SUM(CASE
WHEN ot.cal_date IS AND EXTRACT(DAYOFWEEK FROM cal_date) NOT IN (1, 7) THEN 1
ELSE 0
END)
ELSE
END AS working_day
FROM UNNEST(GENERATE_DATE_ARRAY(SAFE_CAST(ip_start_date AS DATE),
DATE_SUB(SAFE_CAST(ip_end_date AS DATE), INTERVAL 1 DAY), INTERVAL 1 DAY)) AS cal_date
LEFT JOIN holiday_array ot
ON cal_date = ot.cal_date
WHERE ot.cal_date IS
AND EXTRACT(DAYOFWEEK FROM cal_date) NOT IN (1, 7)
),
SELECT working_day
FROM working_days));
BigQuery UDF の制限の克服: クエリ パフォーマンスの最適化
大規模なデータ操作では、パフォーマンスと効率が不可欠です。 BigQuery で生じる大きな課題の 1 つは、 ユーザー定義関数 (UDF) 特に UDF が外部テーブルを参照する場合、または複数の結合を実行する必要がある場合に、相関サブクエリを効率的に処理します。これらの問題により、パフォーマンスが低下したり、エラーが発生したりすることがよくあります。これは、休日テーブルなど、頻繁に更新されるデータをロジックで動的に取り込む必要がある場合に特に問題になります。これを克服するには、これらの制限を回避するクエリを構築する別の方法を見つけることが重要です。
1 つのアプローチは、中間計算を使用するか、事前にデータをキャッシュすることによって、相関サブクエリへの依存を減らすことです。たとえば、関数内で休日テーブルを複数回参照するのではなく、集計配列や一時テーブルなど、よりアクセスしやすい形式で休日情報を格納することを検討してください。これにより、UDF の実行中のリアルタイム結合の必要性が最小限に抑えられます。さらに、それを活用して、 配列関数 のように ARRAY_AGG() そして UNNEST() サブクエリの繰り返しに伴うパフォーマンスの低下を招くことなく、複雑なデータ構造を処理できるようになります。
もう 1 つの戦略には、BigQuery の使用が含まれます。 SAFE_CAST() 潜在的な形式の問題を適切に処理する機能。これにより、不要なクエリの失敗が防止されます。入力データの堅牢性を確保し、内部でエラーを処理することで、UDF の失敗の原因となる実行時の問題を防ぐことができます。さらに、処理を合理化するために、特定の計算を簡素化できるか、UDF の外部にオフロードできるかどうかを常に考慮してください。このような方法により、BigQuery の実行環境の制限を守りながら、UDF がより効率的に実行されます。
BigQuery UDF と相関サブクエリに関するよくある質問
- BigQuery で相関サブクエリ エラーを回避するにはどうすればよいですか?
- 相関サブクエリのエラーを回避するには、使用するクエリを再構築してみてください。 ARRAY_AGG() そして UNNEST() 関数を使用したり、データを事前に集計したりして、UDF 内の結合の必要性を減らします。
- 外部テーブルを参照すると BigQuery UDF が遅くなるのはなぜですか?
- BigQuery UDF は、特に相関サブクエリで外部テーブルを繰り返し参照すると遅くなります。これを修正するには、重要なデータを一時テーブルに保存するか、キャッシュ メカニズムを使用してクエリのオーバーヘッドを削減します。
- の役割は何ですか SAFE_CAST() BigQuery UDF で?
- の SAFE_CAST() この関数は、値を安全に変換し、変換が失敗した場合は を返すことで、無効な日付形式やデータ型がクエリの失敗を引き起こさないようにします。
- 日付範囲と休日を処理するために UDF を最適化するにはどうすればよいですか?
- 次のような関数を使用します GENERATE_DATE_ARRAY() 日付範囲を処理するため、および EXTRACT() 週末や休日を計算から除外します。これらにより、UDF での営業日の正確な処理が保証されます。
- 大規模なデータセットに BigQuery UDF を使用できますか?
- はい、ただしクエリを慎重に最適化する必要があります。外部テーブルが参照される回数を最小限に抑え、次のような効率的な配列関数を使用します。 ARRAY_AGG() 複雑なデータ構造を処理します。
BigQuery UDF の最適化に関する最終的な考え
相関サブクエリは、BigQuery で関数を開発する際の主な制限の 1 つです。事前に集計されたデータ、配列操作、インテリジェントな日付処理などの代替方法を活用することで、これらの制限を軽減し、クエリのパフォーマンスを向上させることができます。
クエリ設計を最適化し、UDF 内の外部テーブルへの参照を最小限に抑えると、エラーと速度の低下を大幅に軽減できます。大規模なデータセットを扱う開発者にとって、これらの手法を適用すると、レポートの効率が向上し、BigQuery での実行の問題が減少します。
出典と参考文献
- BigQuery UDF の制限とベスト プラクティスの詳細については、次の URL を参照してください。 Google BigQuery ドキュメント 。
- 相関サブクエリの処理と BigQuery のパフォーマンスの最適化に関する詳細については、次のサイトをご覧ください。 データ サイエンスに向けて - BigQuery のパフォーマンスの最適化 。
- BigQuery の一般的なエラーの理解とトラブルシューティング方法については、次のサイトで詳しく説明されています。 BigQuery のクエリ構文とトラブルシューティング 。