docs(course): добавлен урок 2 (STG→ODS, типизация и DQ-split)

- Зачем:
  - нужен учебный урок «руки» про типизацию слоя ODS и разделение
    чистых/битых записей; по пути убрать мусор и неочевидности в
    эталонном пути, чтобы он читался за один проход.
- Что:
  - добавлен lessons/02_stg_to_ods.md по LESSON_STANDARD (6 секций,
    режим «руки», эталон голоса — урок 1); регистр смягчён под уровень
    «обзорно» с расшифровкой терминов (click-контекст, WITH, двойной учёт).
  - 20_stg_to_ods.sql: поток данных в шапку + блок «DQ-split» (почему
    строка может попасть и в основную таблицу, и в *_errors).
  - 20_ods.sql: убран мусорный блок из 8 DROP TABLE mv_*_to_ods;
    пояснено разное партиционирование (browser — по бизнес-дате,
    click-контекст — по дате загрузки).
- Проверка:
  - make ddl && make transform — проходят чисто, counts не изменились
    (browser/location 50, device/geo 26 дедуп, *_errors 0).
  - правка §4 (toFloat64OrNull→toInt64OrNull для geo_latitude) на стенде
    даёт geo_by_click_errors 0→50 и NULL-широту с флагом bad_geo_latitude.
This commit is contained in:
2026-06-05 17:08:29 +03:00
parent b15ee90939
commit 256ac14c66
3 changed files with 375 additions and 13 deletions
+362
View File
@@ -0,0 +1,362 @@
# Урок 2. STG → ODS: типизация и DQ-split
> Статус: черновик. Режим: **руки**.
> Пререквизит: пройден урок 1 (слой STG — сырой JSON строкой уже лежит в `stg.*_raw`,
> рядом метаданные доставки из Kafka).
> Эталонный путь: [`sql/ods/20_stg_to_ods.sql`](../../../sql/ods/20_stg_to_ods.sql)
> и DDL целевых таблиц [`sql/ddl/ods/20_ods.sql`](../../../sql/ddl/ods/20_ods.sql).
>
> Поток данных одной строкой:
> `stg.*_raw → ods.* (валидный ключ) + ods.*_errors (любая ошибка)`
>
> О чём урок простыми словами: берём сырой JSON из STG, разбираем его на поля и приводим
> к типам, а заодно отделяем чистые записи от битых. И смотрим, что бывает, когда тип выбран
> неверно.
---
## 1. Зачем и где в проде
В прошлом уроке мы сложили сообщение в STG как есть — целым JSON-строкой. Никто его там не
разбирал: задача STG была просто принять поток и ничего не уронить.
Теперь этот JSON пора разобрать. Каждое поле достаём из строки и приводим к нормальному типу:
`event_id` делаем `UUID`, время события — `DateTime`, координаты — числом. Зачем это нужно?
Пока значение лежит строкой, с ним почти ничего нельзя сделать: по строке не отфильтруешь
события за вчера, не сложишь координаты, не сравнишь числа. Как только поле стало настоящим
типом — с ним уже работают запросы. Слой, где данные впервые типизированы, и называется
**ODS**.
И ещё одно: именно здесь мы впервые начинаем **отделять чистое от грязного**. Поток никогда
не бывает идеальным — где-то поле пустое, где-то вместо UUID мусор, где-то число записано как
текст. Бросать такие записи нельзя (вдруг пригодятся для разбора), но и держать их вперемешку
с чистыми — мешать себе же. Поэтому на входе в ODS поток раздваивается.
### Правило, по которому всё раскладывается
Запомни его на весь урок — дальше всё держится на нём:
- у каждой таблицы есть **ключ** — поле, которое однозначно опознаёт запись. Для событий это
`event_id`, для контекста клика (устройство, гео) — `click_id`;
- если ключ **разобрался** (получился валидным) — строка едет в **основную таблицу** `ods.*`.
Это «рабочие» данные, с которыми дальше живёт пайплайн;
- а **копия** любой строки, где при разборе случилась **хоть одна ошибка**, едет в отдельную
таблицу ошибок `ods.*_errors`. Туда складываем битое, чтобы потом разобрать, — и не теряем
его, и не мешаем им чистым данным.
Вот это раздвоение по качеству и называется **DQ-split** (DQ — data quality, качество данных;
split — разделение).
Осталась одна тонкость, к которой мы вернёмся в секции 3. Ошибка бывает не только в ключе.
Бывает, что ключ-то валидный, а испортилось какое-то **другое** поле. Тогда строка остаётся
в основной таблице (ключ на месте, она рабочая), но рядом, прямо в самой строке, ставится
пометка: вот это поле не разобралось. Пометки складываются в специальный столбец-список
`parse_errors`. И да — из-за этого одна запись может оказаться сразу в двух местах. Это не
ошибка, так задумано; почему — разберём ниже.
### Почему батч, а не Materialized View
В уроке 1 остался открытый вопрос: поток в STG перекладывало Materialized View, почти в
реальном времени, — почему дальше так не продолжить?
Разобрать STG → ODS через MV технически можно: оно бы типизировало каждое сообщение на лету,
по одному. Но мы сознательно идём другим путём — **батчем**. Батч значит вот что: всю таблицу
ODS мы пересобираем целиком, одной задачей Airflow. Сначала очищаем (`TRUNCATE`), потом
заново наполняем (`INSERT` из STG).
Зачем так, если MV быстрее? Ради двух вещей.
- **Видно каждый прогон.** Батч — это отдельная задача в Airflow: у неё есть запуск, статус,
лог. Если что-то пошло не так, ты видишь, *какой* прогон сломался. MV же работает молча,
фоном, и поймать момент сложнее.
- **Пересчёт повторяем.** Раз мы каждый раз чистим и наполняем заново, повторный запуск
даёт ровно тот же результат. Захотел пересобрать слой — просто запусти задачу ещё раз.
На разборе типов и проверках качества это важнее, чем выиграть доли секунды на задержке. Это
и есть «наблюдаемость и управляемость пересчёта» — одна из целей нашего стенда.
> **В проде иначе.** Чистить и наполнять таблицу целиком каждый раз — это нормально для демо
> и маленького среза. На реальных объёмах так не делают: данные грузят инкрементально —
> добирают только новые, по «водяному знаку» (watermark — отметка, до какого момента уже всё
> загружено). Сама идея слоёв и DQ-split при этом не меняется.
---
## 2. Руки: смотрим базовый прогон
Поднимаем стенд, создаём схему, заливаем **малый срез** (50 строк на топик) и запускаем
трансформацию:
```bash
make up # поднять инфраструктуру
make ddl # создать базы и таблицы (в т.ч. слой ODS)
LIMIT=50 make data # залить по 50 строк каждого файла в Kafka → STG
make transform # батч STG → ODS → DDS → DM (нас интересует первый шаг)
```
`make transform` прогоняет всю цепочку слоёв сразу, но прямо в консоли печатает то, что нам
нужно сейчас, — блок **«Статистика ODS»**. Это просто счётчики строк по всем восьми таблицам
слоя (четыре основных и четыре с ошибками):
```
Статистика ODS:
┌─table──────────────────────┬─rows─┐
│ ods.browser_event │ 50 │
│ ods.browser_event_errors │ 0 │
│ ods.location_event │ 50 │
│ ods.location_event_errors │ 0 │
│ ods.device_by_click │ 26 │
│ ods.device_by_click_errors │ 0 │
│ ods.geo_by_click │ 26 │
│ ods.geo_by_click_errors │ 0 │
└────────────────────────────┴──────┘
```
Прочитаем эту табличку по строчкам — в ней три вещи, которые стоит заметить.
**Все четыре `*_errors` — по нулям.** Значит, наш срез чистый: ни одна запись не дала ошибки
разбора, столбец `parse_errors` у всех пустой. Это нормально — данные в демо аккуратные.
Ошибки мы увидим в секции 4, когда сами их устроим.
**`browser` и `location` дали 50 из 50.** Сколько событий пришло — столько и легло, один к
одному.
**А `device` и `geo` — только 26 из 50.** Вот это уже интересно. Половина куда-то делась? Нет.
И это важно понять, иначе дальше будет казаться, что данные текут.
Дело в том, что эти две таблицы хранят не события, а **контекст клика**: с какого устройства
был клик и из какой точки на карте. Ключ у них — `click_id`. А в срезе на 50 событий разных
кликов всего 26: на один клик приходится несколько событий, и `click_id` у них повторяется.
Движок таблицы (про него — в секции 3) схлопывает повторы по ключу, оставляя по одной строке
на клик. Отсюда и 26.
Проверь это сам, а не верь на слово. Открой SQL-консоль `http://localhost:9123/play`
(пользователь `default`, пароль `123456`) и посчитай, сколько в срезе *различных* `click_id`:
```sql
-- Всего строк в STG — 50, но различных click_id среди них — ровно 26
SELECT count() AS stg_rows,
uniqExact(toUUIDOrNull(JSONExtractString(raw, 'click_id'))) AS distinct_clicks
FROM stg.geo_raw;
```
Получишь `stg_rows = 50`, `distinct_clicks = 26` — ровно столько, сколько строк в
`ods.geo_by_click`. Значит, 26 — это схлопнутые повторы, а не пропавшие данные. Ничего не
потерялось молча.
---
## 3. Загляни внутрь
Слой описан **двумя файлами**. Их полезно держать открытыми рядом — они про разное:
| Файл | Что задаёт |
|------|------------|
| `sql/ddl/ods/20_ods.sql` | **форму** целевых таблиц: какие колонки, какие типы, какой движок |
| `sql/ods/20_stg_to_ods.sql` | **наполнение**: как из сырого JSON получить эти колонки |
Дальше — три места, ради которых урок и затевался. Пойдём по ним по порядку.
### Типизация через `*OrNull`
Поле достаём из JSON и тут же приводим к нужному типу. Но не «жёстко», а через функции,
у которых на конце стоит `OrNull`:
```sql
toUUIDOrNull(JSONExtractString(raw, 'event_id')) AS event_id,
parseDateTime64BestEffortOrNull(JSONExtractString(raw, 'event_timestamp'), 6) AS event_ts,
toFloat64OrNull(JSONExtractString(raw, 'geo_latitude')) AS geo_latitude
```
Читается так: `JSONExtractString(raw, 'event_id')` достаёт поле из JSON как строку, а
`toUUIDOrNull(...)` пытается превратить эту строку в `UUID`.
Весь смысл — в суффиксе `OrNull`. Если значение **не** приводится к нужному типу (вместо UUID
пришёл мусор), функция не падает с ошибкой, а просто возвращает `NULL`. Это ровно то правило
стенда, что и в STG — «грязная запись не валит пайплайн», — только теперь на уровне типов.
Один кривой `event_id` станет `NULL` и будет помечен, а остальные 49 строк спокойно доедут.
> Кстати, про `AS`: эти строки живут в блоке `WITH` в начале запроса. `WITH` — это просто
> способ заранее посчитать значение и дать ему имя, чтобы ниже по запросу ссылаться на него
> коротко, по имени, а не повторять всю формулу. Имя задаётся через `AS`.
### Сборка `parse_errors`
Теперь — как собирается тот самый список пометок. Какие именно поля не разобрались, видно вот
здесь:
```sql
arrayFilter(x -> x != '', [
if(event_id IS NULL, 'bad_event_id', ''),
if(event_ts IS NULL, 'bad_event_timestamp', ''),
if(click_id IS NULL, 'bad_click_id', '')
]) AS parse_errors
```
Разберём изнутри. Сначала строится список меток: на каждое поле — своя строка. Если поле
вышло `NULL` (не разобралось) — кладём метку вроде `'bad_event_id'`, иначе — пустую строку
`''`. Потом `arrayFilter` выкидывает из списка все пустые строки. Что осталось — и есть список
«что сломалось в этой записи», прямо в самой строке данных. У чистой записи он пустой.
### Сам split — и почему запись бывает в двух местах
Теперь главное. Одни и те же строки STG раскладываются по двум `INSERT` — в основную таблицу
и в таблицу ошибок. Отличаются они условием `WHERE`:
```sql
-- в основную таблицу: берём строки с валидным ключом
... WHERE event_id IS NOT NULL;
-- в таблицу ошибок: берём строки, где есть хоть одна ошибка разбора
... WHERE length(parse_errors) > 0
AND (event_id IS NULL OR event_ts IS NULL OR click_id IS NULL);
```
Обрати внимание: эти два условия **пересекаются**, и это сделано нарочно. Представь строку, у
которой `event_id` валидный, а вот `event_timestamp` пришёл битый. Что с ней происходит:
- в основную таблицу она **попадёт** — ключ (`event_id`) на месте, строка рабочая. Рядом в
`parse_errors` будет стоять метка `bad_event_timestamp`;
- и в таблицу ошибок она **тоже попадёт** — ошибка-то в ней есть.
Одна запись — в двух местах. Это и есть «двойной учёт», и у каждой таблицы тут своя роль.
Основная отвечает на вопрос «что у нас есть для работы» (и честно помечает, где в строке
изъян). Таблица ошибок отвечает на другой вопрос — «что пришло битым и требует разбора». В
самом файле это записано комментарием в шапке, в блоке «DQ-split».
> **Заметь на будущее.** Логика разбора в файле **продублирована**: каждое поле типизируется
> дважды — один раз в `INSERT` основной таблицы, другой раз в `INSERT` таблицы ошибок (у
> каждого свой `WITH` с теми же формулами). Для учебного файла так нагляднее, но есть цена:
> если поменять разбор только в одном из двух мест, они разойдутся. В секции 4 мы как раз этим
> воспользуемся — и увидим, чем грозит такой рассинхрон.
### Движок: откуда взялись 26 строк
И последнее место — строчка про движок основных таблиц:
```sql
ENGINE = ReplacingMergeTree(src_ingest_ts)
ORDER BY (click_id)
```
`ReplacingMergeTree` — это таблица, которая схлопывает строки с одинаковым ключом (ключ берётся
из `ORDER BY`), оставляя самую свежую по `src_ingest_ts` — времени загрузки в ODS. Вот она,
причина «26 из 50» из секции 2: у `device` и `geo` много строк с одинаковым `click_id`, и
движок оставляет по одной на клик.
---
## 4. Управляемая правка: сломай тип — поймай тихую потерю
Урок про типы — так давай **намеренно ошибёмся типом** и посмотрим, что будет. Это самый
поучительный момент урока.
Возьмём координату `geo_latitude` — широту. Это дробное число, например `50.82709`. Достаём мы
её через `toFloat64OrNull` — «привести к дробному числу». Заменим тип на целочисленный —
`toInt64OrNull`, «привести к целому». Для строки `"50.82709"` целого числа не получится
(там точка, дробная часть), и функция вернёт `NULL`. То есть широта просто исчезнет.
Из секции 3 помним: разбор продублирован, поэтому правок будет **две** — в обоих `INSERT`
блока `GEO EVENTS`. Открой `sql/ods/20_stg_to_ods.sql`, найди оба вхождения и в каждом замени
функцию:
```sql
-- было:
toFloat64OrNull(JSONExtractString(raw, 'geo_latitude')) AS geo_latitude
-- стало:
toInt64OrNull(JSONExtractString(raw, 'geo_latitude')) AS geo_latitude
```
Пересобираем слой:
```bash
make transform
```
И смотрим на ту же «Статистику ODS». Таблица ошибок гео, которая была пустой, теперь полная:
```
│ ods.geo_by_click │ 26 │
│ ods.geo_by_click_errors │ 50 │ ← было 0
```
А в самой основной таблице широта пропала — но не молча, рядом стоит метка:
```sql
SELECT click_id, geo_latitude, geo_longitude, parse_errors
FROM ods.geo_by_click
LIMIT 4;
```
```
┌─click_id─────┬─geo_latitude─┬─geo_longitude─┬─parse_errors─────────┐
│ 58cdfc1e-... │ ᴺᵁᴸᴸ │ -0.2 │ ['bad_geo_latitude'] │
│ 9ffd819b-... │ ᴺᵁᴸᴸ │ 85.37752 │ ['bad_geo_latitude'] │
└──────────────┴──────────────┴───────────────┴──────────────────────┘
```
Вот теперь видно всё разом — и DQ-split, и «двойной учёт» из секции 3 вживую. 26 строк
остались в основной таблице (ключ `click_id` цел) с пометкой `bad_geo_latitude`. И те же
записи попали в число 50 строк `geo_by_click_errors`. Долгота на месте, а широты больше нет:
один неверный тип — и целое поле потеряно по всему слою. Заметили это `parse_errors` и таблица
ошибок — для того DQ-split и нужен.
> **Бывает и хуже — тихо, совсем без метки.** Здесь нас спас суффикс `OrNull`: неверный тип
> дал `NULL`, а `NULL` мы умеем замечать (на него и сработал `parse_errors`). По-настоящему
> опасен другой случай — когда неверный тип **успешно** возвращает *неправильное* значение.
> Ни `NULL`, ни ошибки, ни метки — всё «зелёное», а данные испорчены. Ровно так в уроке 1 и
> нашёлся баг: время `kafka_ts` приводили через `toInt64(...)` от значения типа `DateTime64`,
> это молча срезало миллисекунды, и время по всему стенду уехало в `1970-01-21`. Ничто на это
> не указывало — поймали только прогоном на стенде. Мораль урока: тип выбирают осознанно, даже
> когда функция «не падает».
**Верни как было.** Откати обе правки — верни `toFloat64OrNull` в оба места. Если запутался,
проще одной командой откатить весь файл к версии из репозитория:
```bash
git checkout -- sql/ods/20_stg_to_ods.sql
make transform
```
После этого `geo_by_click_errors` снова `0`, широта на месте. А если стенд совсем «поплыл» —
всегда есть полный сброс: `make clean && make up && make ddl && LIMIT=50 make data && make transform`.
---
## 5. Проверь себя
| Действие | Где смотреть | Что ожидать |
|----------|--------------|-------------|
| `make transform` (базовый прогон) | блок «Статистика ODS» | `browser`/`location` = 50, `device`/`geo` = 26, все `*_errors` = 0 |
| почему 26, а не 50 | запрос `uniqExact(click_id)` по `stg.geo_raw` | 26 различных `click_id` — это схлопывание повторов, а не потеря |
| правка из секции 4 | блок «Статистика ODS» | `ods.geo_by_click_errors` прыгнул `0 → 50` |
| правка из секции 4 | `SELECT geo_latitude, parse_errors FROM ods.geo_by_click` | широта `NULL`, в `parse_errors``bad_geo_latitude` |
---
## 6. Что должно получиться
После урока у тебя на руках — видимый результат (одно на выбор):
- скрин блока «Статистика ODS», где после правки `ods.geo_by_click_errors` ушёл с `0` на `50`;
- либо выборка из `ods.geo_by_click` с пустой широтой и меткой `bad_geo_latitude` рядом.
И проверь себя на словах — примерно эти вопросы всплывут на еженедельном созвоне:
- чем функции с суффиксом `OrNull` удобнее «жёсткого» приведения типа;
- почему слой ODS мы наполняем батчем, а не Materialized View, как STG;
- почему одна и та же строка может оказаться и в основной таблице, и в `*_errors`.
Если на последнем вопросе запнёшься — вернись к секции 3 и посмотри на условия `WHERE` у двух
`INSERT`. Ответ там.
---
## Мост к уроку 3
Данные теперь типизированы и разложены по качеству. Но `ods.device_by_click` и
`ods.geo_by_click` — это всё ещё **отдельные** кусочки про один клик: устройство в одной
таблице, гео в другой. В уроке 3 (ODS → DDS) мы соберём из них цельную сущность — `dds.click`
(клик сразу с устройством и гео) — и таблицу событий `dds.event`. И там же наткнёмся на первый
вопрос целостности: а что делать с событием, у которого нет своего клика? Такие «сироты»
(orphan) — тема следующего урока.
+4 -13
View File
@@ -9,21 +9,9 @@
-- --
-- Важно: -- Важно:
-- - Наполнение ODS выполняется batch-процессом из sql/ods/20_stg_to_ods.sql -- - Наполнение ODS выполняется batch-процессом из sql/ods/20_stg_to_ods.sql
-- - Materialized View STG → ODS в target-state не используются -- (а не Materialized View, как в STG): батч ради наблюдаемости пересчёта
-- ============================================================================ -- ============================================================================
-- ----------------------------------------------------------------------------
-- Удаляем legacy MV STG → ODS (если ранее были созданы)
-- ----------------------------------------------------------------------------
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_browser_raw_to_ods;
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_browser_raw_to_ods_errors;
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_location_raw_to_ods;
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_location_raw_to_ods_errors;
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_device_raw_to_ods;
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_device_raw_to_ods_errors;
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_geo_raw_to_ods;
DROP TABLE IF EXISTS stg.mv_geo_raw_to_ods_errors;
-- ============================================================================ -- ============================================================================
-- BROWSER EVENTS -- BROWSER EVENTS
-- ============================================================================ -- ============================================================================
@@ -46,6 +34,8 @@ CREATE TABLE IF NOT EXISTS ods.browser_event
parse_errors Array(LowCardinality(String)) -- Ошибки парсинга (если есть) parse_errors Array(LowCardinality(String)) -- Ошибки парсинга (если есть)
) )
ENGINE = ReplacingMergeTree(src_ingest_ts) ENGINE = ReplacingMergeTree(src_ingest_ts)
-- Партиционируем по бизнес-дате события: у browser_event есть собственное время (event_ts).
-- У click-контекста ниже (location/device/geo) такого времени нет — там партиция по дате загрузки.
PARTITION BY toYYYYMM(event_date) PARTITION BY toYYYYMM(event_date)
ORDER BY (event_id) ORDER BY (event_id)
SETTINGS allow_nullable_key = 1; SETTINGS allow_nullable_key = 1;
@@ -87,6 +77,7 @@ CREATE TABLE IF NOT EXISTS ods.location_event
parse_errors Array(LowCardinality(String)) parse_errors Array(LowCardinality(String))
) )
ENGINE = ReplacingMergeTree(src_ingest_ts) ENGINE = ReplacingMergeTree(src_ingest_ts)
-- По дате загрузки: у location нет собственного времени события (только время приёма в STG)
PARTITION BY toYYYYMM(toDate(src_ingest_ts)) PARTITION BY toYYYYMM(toDate(src_ingest_ts))
ORDER BY (event_id) ORDER BY (event_id)
SETTINGS allow_nullable_key = 1; SETTINGS allow_nullable_key = 1;
+9
View File
@@ -1,11 +1,20 @@
-- ============================================================================ -- ============================================================================
-- Batch-трансформация: STG → ODS -- Batch-трансформация: STG → ODS
-- ============================================================================ -- ============================================================================
-- Поток данных:
-- stg.*_raw → ods.* (валидный ключ) + ods.*_errors (любая ошибка)
--
-- Назначение: -- Назначение:
-- - Перенос типизации STG → ODS из Materialized View в управляемый batch -- - Перенос типизации STG → ODS из Materialized View в управляемый batch
-- - Полная пересборка ODS для прозрачного мониторинга в Airflow -- - Полная пересборка ODS для прозрачного мониторинга в Airflow
-- - Сохранение DQ-логики: parse_errors + отдельные *_errors таблицы -- - Сохранение DQ-логики: parse_errors + отдельные *_errors таблицы
-- --
-- DQ-split (почему одна строка может попасть в оба места):
-- - Основная таблица ods.* — строки с валидным КЛЮЧОМ (event_id / click_id).
-- В ней допустимы parse_errors по НЕключевым полям — строка остаётся, но помечена.
-- - Таблица ods.*_errors — копия строк с ЛЮБОЙ ошибкой парсинга (для разбора).
-- Поэтому строка с валидным ключом, но битым неключевым полем, попадёт И туда, И туда.
--
-- Когда запускать: -- Когда запускать:
-- - В DAG etl_pipeline перед ODS → DDS -- - В DAG etl_pipeline перед ODS → DDS
-- - После загрузки очередного среза данных в Kafka/STG -- - После загрузки очередного среза данных в Kafka/STG