Riešenie čiastkových dopytov súvisiacich s BigQuery a obmedzení UDF: praktický sprievodca

UDF BigQuery a súvisiace poddotazy: Prekonávanie výziev

V moderných pracovných postupoch spracovania údajov sa BigQuery Google Cloud Platform často používa na spracovanie veľkých množín údajov a vykonávanie zložitých výpočtov. Používatelia sa však často stretávajú s obmedzeniami pri implementácii špecifickej obchodnej logiky prostredníctvom používateľsky definovaných funkcií (UDF) a korelovaných poddotazov. To môže spôsobiť problémy, najmä pri odkazovaní na dynamické tabuľky, ktoré zamestnanci pravidelne aktualizujú, napríklad v prípade sviatočných vlajok alebo iných časovo citlivých údajov.

Problém korelovaných poddotazov v UDF sa stáva zrejmým pri pokuse o integráciu údajov tabuľky v reálnom čase s obchodnými výpočtami riadenými dátumom. V takýchto scenároch môžu výpočty zlyhať, ak sú zahrnuté viaceré tabuľky a podmienená logika. Toto je obzvlášť problematické, keď fungujú pevne zakódované hodnoty, ale dynamické dáta zlyhajú kvôli týmto obmedzeniam.

V tomto článku si prejdeme konkrétny príklad problému, keď má UDF vypočítať celkové oneskorenie medzi dvoma dátumami, pričom sa zohľadnia sviatky a dni pracovného pokoja, ale zlyhá v dôsledku obmedzení nástroja BigQuery na korelované čiastkové dopyty. Preskúmame tiež potenciálne riešenia a osvedčené postupy na riešenie tohto problému.

Ak sa stretávate s podobnými problémami, tento sprievodca vám poskytne informácie o riešení korelovaných chýb poddotazov a optimalizácii vašich UDF v nástroji BigQuery. Poďme sa ponoriť do príkladu a preskúmať, ako prekonať tieto bežné prekážky.

Pochopenie UDF BigQuery a súvisiacich riešení poddotazov

Primárnym cieľom vyššie uvedených skriptov je vypočítať celkový pracovný čas medzi dvoma časovými pečiatkami pri zohľadnení prvkov špecifických pre podnikanie, ako sú sviatky a víkendy. Tento výpočet je kritický pre procesy vykazovania, ktoré merajú trvanie úloh a nezahŕňajú dni pracovného pokoja. Funkcia definovaná používateľom (UDF) sa tu používa na zapuzdrenie tejto logiky v nástroji Google BigQuery. Jednou z hlavných riešených výziev je riešenie korelované poddotazy v rámci UDF, čo môže viesť k chybám a problémom s výkonom pri dopytovaní veľkých množín údajov.

Jednou z kľúčových súčastí skriptu je použitie GENERATE_DATE_ARRAY funkciu. Táto funkcia vytvorí zoznam všetkých dátumov medzi dvoma danými časovými pečiatkami. Vygenerovaním rozsahu dátumov dokáže skript presne vypočítať, koľko pracovných dní existuje medzi časom začiatku a konca úlohy. Na odfiltrovanie sviatkov a víkendov z tohto zoznamu skript používa ARRAY_AGG funkcia na ukladanie dovolenkových údajov a UNNEST funkcia na konverziu polí na riadky pre jednoduchšie porovnanie.

Ďalšou zásadnou súčasťou riešenia je spracovanie dovolenkových dát. Sviatočný stôl, ktorý personál pravidelne aktualizuje, je uložený v poli a používa sa na odfiltrovanie dátumov, ktoré sa zhodujú so sviatkami alebo víkendmi. To sa dosiahne pomocou kombinácie ĽAVÉ PRIPOJENIE a EXTRAKT funkcia, ktorá izoluje konkrétne časti dátumu, ako napríklad deň v týždni. Filtrovanie víkendov (sobota a nedeľa) zaisťuje, že do konečného výpočtu oneskorenia prispievajú iba pracovné dni.

Nakoniec UDF vykoná určitú validáciu dátumu, aby sa zaistilo, že vstupné hodnoty sú v správnom formáte pomocou SAFE_CAST funkciu. Táto funkcia zabraňuje zlyhaniu UDF, ak je zadaný neplatný formát dátumu, čím poskytuje ďalšiu úroveň zabezpečenia. Konečný výsledok sa vypočíta sčítaním pracovných dní a upravením o časy začiatku a konca čiastkových pracovných dní. Tento prístup ponúka flexibilné a opakovane použiteľné riešenie zložitého problému výpočtu oneskorení v nástroji BigQuery pri dodržaní obmedzení UDF.

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));

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));

Prekonávanie obmedzení BigQuery UDF: Optimalizácia výkonnosti dopytov

Pri akejkoľvek rozsiahlej dátovej operácii je dôležitý výkon a efektívnosť. Jednou z hlavných výziev, ktorá v BigQuery vzniká, je obmedzená schopnosť Používateľom definované funkcie (UDF) efektívne spracovávať korelované poddotazy, najmä keď UDF odkazuje na externé tabuľky alebo potrebuje vykonať viacero spojení. Tieto problémy často vedú k spomaleniu výkonu alebo dokonca k chybám. Toto je obzvlášť problematické v prípadoch, keď logika potrebuje dynamicky získavať údaje, ktoré sa často aktualizujú, ako sú napríklad tabuľky sviatkov. Aby ste tomu zabránili, je dôležité nájsť alternatívne spôsoby štruktúrovania vašich dopytov, aby ste obišli tieto obmedzenia.

Jedným z prístupov je znížiť závislosť na korelovaných poddotazoch pomocou prechodných výpočtov alebo ukladania údajov do vyrovnávacej pamäte vopred. Napríklad namiesto toho, aby ste vo svojej funkcii viackrát odkazovali na tabuľku sviatkov, zvážte ukladanie informácií o sviatkoch v dostupnejšom formáte, ako je napríklad súhrnné pole alebo dočasná tabuľka. To minimalizuje potrebu spojení v reálnom čase počas vykonávania vášho UDF. Ďalej pákový efekt funkcie poľa ako ARRAY_AGG() a UNNEST() zaisťuje, že môžete spracovať zložité dátové štruktúry bez zníženia výkonu spojeného s opakovanými poddotazmi.

Ďalšia stratégia zahŕňa použitie nástroja BigQuery SAFE_CAST() funkcia na elegantné zvládnutie potenciálnych problémov s formátom, pretože to zabraňuje zbytočným zlyhaniam dotazov. Zabezpečením robustnosti vstupných údajov a interným spracovaním chýb môžete zabrániť problémom s runtime, ktoré by inak spôsobili zlyhanie vášho UDF. Okrem toho vždy zvážte, či je možné konkrétny výpočet zjednodušiť alebo presunúť mimo UDF, aby sa zjednodušilo spracovanie. Takéto metódy zaisťujú, že vaše UDF bežia efektívnejšie a zároveň dodržiavajú obmedzenia prostredia spúšťania nástroja BigQuery.