airflow-greenplum/docs/design/bookings_stg_design.md

# Дизайн STG для bookings в Greenplum

## 1. Цель и общий контур

- Источник: Postgres в контейнере `bookings-db`, база `demo`, таблица `bookings.bookings`.
- Цель: показываем путь данных от операционной БД до сырого слоя DWH в Greenplum.
- В этом документе описываем часть `src (bookings-db) → STG (Greenplum)`. STG — входной слой; далее данные обрабатываются в ODS → DDS → DM (см. соответствующие design-документы).

Примечание: в текущей версии стенда слой `stg` содержит не только `bookings`, но и остальные таблицы потока
(`tickets`, `airports`, `airplanes`, `routes`, `seats`, `flights`, `segments`, `boarding_passes`).
Ниже логика разобрана на примере `bookings`, потому что на нём проще показать принципы инкремента и батчей.

Логика на уровне слоёв (по статье):

- `src`: оперативная система (`bookings-db`, схема `bookings`).
- `stg`: сырой слой в Greenplum, максимально близкий к источнику, без бизнес‑логики.
- далее данные обрабатываются в слоях: `ods` (см. [bookings_ods_design.md](bookings_ods_design.md)), `dds` (см. [bookings_dds_design.md](bookings_dds_design.md)), `dm` (см. [bookings_dm_design.md](bookings_dm_design.md)).

## 2. Схема и таблицы в Greenplum

### 2.1. Схема

- Используем одну схему `stg` в Greenplum.
- В этой схеме будут:
  - внешние таблицы PXF `*_ext` для чтения из `bookings-db`;
  - внутренние таблицы STG `stg.*` для долговременного хранения «сырых» данных.

### 2.2. Внешняя таблица (PXF)

- Имя таблицы: `stg.bookings_ext`.
- Назначение: «окно» в исходную таблицу `bookings.bookings` в `bookings-db` через PXF (JDBC).
- Типы колонок:
  - можем использовать «родные» типы из `bookings.bookings` (включая даты/числа);
  - задача внешней таблицы — корректно читать данные из источника, не заниматься приведением типов.

В текущей реализации аналогично созданы внешние таблицы `*_ext` и для остальных сущностей (см. `sql/stg/*_ddl.sql`).

DDL определён в `sql/stg/bookings_ddl.sql` и подключается из `sql/ddl_gp.sql` через `\i` (применяется через `make ddl-gp`).

### 2.3. Внутренняя таблица STG

- Имя таблицы: `stg.bookings`.
- Назначение: хранить сырые данные из источника для последующей обработки (ODS/DDS/витрины).
- Принципы моделирования:
  - все бизнес‑колонки из `bookings.bookings` храним как `TEXT` (как в примерах STG из статьи);
  - не делаем `UPDATE/DELETE`, только `INSERT` новых записей;
  - бизнес‑колонки по названию совпадают с источником (чтобы проще было маппить).

Технологические колонки:

- `event_ts TIMESTAMP` — дата/время из источника, приведённая к TIMESTAMP:
  - используется как опорная колонка для инкрементальной загрузки;
  - заполняется из опорной даты/времени, принятой для конкретной сущности (например, для `bookings` — из `book_date`).
- `_load_ts TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT now()` — когда запись была загружена в STG.
- `_load_id TEXT NOT NULL` — идентификатор «пачки» (например, `{{ run_id }}` Airflow).
- при необходимости позже можно добавить `src_system TEXT`, если появятся другие источники.

Колонки‑бизнес‑ключи (`booking_id` и т.п.) храним как `TEXT`. В слое DDS позже можно будет ввести суррогатные ключи и нормализовать модель под витрины.

## 3. Инкрементальная загрузка

### 3.1. Опорное поле для инкремента

- Опорная колонка: `event_ts` (внутреннее имя в STG).
- Источник значения:
  - для `bookings` используем `book_date` из `bookings.bookings` (в демо‑БД это поле естественно “шагает” по дням);
  - при чтении через `stg.bookings_ext` приводим к `TIMESTAMP` и сохраняем в `stg.bookings.event_ts`.

### 3.2. Правила определения full/delta

- При первом запуске, если таблица `stg.bookings` пуста:
  - считаем режим `full` — загружаем все строки из `stg.bookings_ext`.
- При последующих запусках:
  - читаем `max(event_ts)` из `stg.bookings` за все предыдущие загрузки;
  - загружаем строки, где `event_ts` больше этой максимальной метки (верхняя граница по времени не задаётся).

Таким образом, вся логика инкремента «замкнута» на один техно‑столбец `event_ts`, который студент потом сможет использовать и на следующих слоях (например, в CDC‑логике).

## 4. DAG’и Airflow (логика на уровне задач)

### 4.1. DAG для DDL

- `dag_id`: `bookings_stg_ddl` (реализован в `airflow/dags/bookings_stg_ddl.py`).
- Назначение: один раз (или при изменении схемы) создать необходимые объекты в Greenplum:
  - схему `stg` (если её ещё нет);
  - внешние таблицы `*_ext` и внутренние таблицы слоя `stg` для всех сущностей потока
    (см. `sql/stg/*_ddl.sql`).
- Этот DAG не загружает данные, только подготавливает структуру.
- Вся DDL‑логика (CREATE/ALTER/DROP) сосредоточена здесь; рабочие DAG’и занимаются только DML (INSERT/SELECT).

### 4.2. DAG для пошаговой загрузки

- `dag_id`: `bookings_to_gp_stage`.
- Основные параметры:
  - `_load_id` (в текущей реализации `{{ run_id }}`) — метка батча, которая попадает в `stg.bookings._load_id`;
  - подключения:
    - `bookings_db_conn_id` — Airflow connection к `bookings-db` (в коде DAG — `BOOKINGS_CONN_ID = "bookings_db"`);
    - `greenplum_conn_id` — Airflow connection к Greenplum (`GREENPLUM_CONN_ID = "greenplum_conn"`).

Последовательность задач (упрощённая, но отражающая те же шаги):

1. `generate_bookings_day`
   - PostgresOperator к `bookings-db`;
   - выполняет скрипт `/sql/src/bookings_generate_day_if_missing.sql`;
   - скрипт смотрит на `max(book_date)` и:
     - если база пуста — берёт стартовую дату из конфигурации (`bookings.start_date`) и генерирует `bookings.init_days` суток;
     - если данные уже есть — добавляет один следующий учебный день после `max(book_date)` (логика как в `bookings/generate_next_day.sql`).
2. `load_bookings_to_stg`
   - PostgresOperator к Greenplum;
   - выполняет скрипт `/sql/stg/bookings_load.sql`;
   - внутри SQL считается `max(event_ts)` по «старым» батчам и по нему строится окно инкремента:
     - первая загрузка (full) — берём все строки из `stg.bookings_ext`;
     - последующие загрузки — берём только записи, где `book_date` больше предыдущего максимума (верхняя граница по дате не задаётся явно);
   - при вставке заполняются тех.колонки `event_ts`, `_load_ts`, `_load_id`.
3. `check_row_counts`
   - PostgresOperator к Greenplum;
   - выполняет скрипт `/sql/stg/bookings_dq.sql`;
   - скрипт заново считает окно инкремента по тем же правилам, что и загрузка, и сравнивает:
     - количество строк в `stg.bookings_ext` с `book_date` позже «старого» максимума,
     - количество строк в `stg.bookings` для текущего `_load_id`;
   - при расхождении выполняет `RAISE EXCEPTION` с понятным текстом ошибки.
4. Далее — загрузка и DQ для остальных таблиц потока (tickets, справочники, транзакции).
5. `finish_summary`
   - PythonOperator, который логирует итог выполнения DAG и напоминает, где смотреть детальные логи.

Таким образом, вся бизнес‑логика инкремента и проверок живёт в SQL‑скриптах, а DAG отвечает за оркестрацию и подключение к нужным БД. Для менти это хороший пример разделения ответственности между SQL и Python.

## 5. Связь с остальными документами

- Детали настройки PXF и часовых поясов — в ветке `solution` (`docs/reference/`).
- `sql/stg/bookings_ddl.sql` — DDL для схемы `stg` и таблиц `stg.bookings_ext` / `stg.bookings` (подключается из `sql/ddl_gp.sql` и применяется через `make ddl-gp`).

Дальнейшая обработка данных описана в design-документах ODS/DDS/DM (см. раздел 5).

## 6. Требования к читаемости и комментариям

- DAG’и `bookings_stg_ddl` и `bookings_to_gp_stage` — это учебный материал для менти.
- В коде DAG’ов должны быть:
  - понятные docstring на русском у всех функций и DAG;
  - короткие комментарии рядом с нетривиальной логикой (особенно вокруг инкремента и идемпотентности);
  - говорящие `task_id` и названия функций, отражающие их роль в процессе.
- Цель: чтобы по одному только коду DAG студент мог восстановить архитектуру процесса и сопоставить её с теорией из статьи про моделирование DWH.