第14期:計算封閉性導(dǎo)致臃腫的數(shù)據(jù)庫
許多大型用戶的數(shù)據(jù)庫(倉庫)在運(yùn)行多年之后,都會積累出很多的數(shù)據(jù)表,嚴(yán)重者數(shù)以萬計。這些數(shù)據(jù)表年代久遠(yuǎn),有些已經(jīng)忘記建設(shè)原因,甚至可能已不再有用,但因為很難確認(rèn)而不敢刪除。這給運(yùn)維工作帶來巨大的負(fù)擔(dān)。伴隨著這些表還有大量的存儲過程仍在不斷地向這些表更新數(shù)據(jù),占用大量計算資源,經(jīng)常要迫使數(shù)據(jù)庫擴(kuò)容。
這些表是真地業(yè)務(wù)需要嗎需要嗎?業(yè)務(wù)會復(fù)雜到需要成千上萬的表才能描述嗎?
有過開發(fā)經(jīng)驗的人都知道這不大可能,幾百個表就能描述相當(dāng)復(fù)雜的業(yè)務(wù)了。這些眾多的表絕大多數(shù)都是所謂的中間表,并不是用來存儲基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的。
一
那么,為什么會有中間表?中間表是用來做什么的?
一般來說,中間表會有內(nèi)部和外部兩種來源。
內(nèi)部產(chǎn)生的中間表大多是為數(shù)據(jù)呈現(xiàn)(報表或查詢)服務(wù)的。原始數(shù)據(jù)量很大時,直接基于原始數(shù)據(jù)計算匯總信息時的性能會很差,用戶體驗惡劣。這時,我們會先把一些匯總結(jié)果事先計算出,再基于這些中間結(jié)果產(chǎn)生報表,用戶體驗就會好很多。而這些中間數(shù)據(jù)就會以中間表的形式存儲。有時候是因為計算過程很復(fù)雜,在生成報表時臨時計算會使報表開發(fā)過于繁瑣,也會采用中間表事先計算好。這類中間表都會伴隨著存儲過程去定時更新數(shù)據(jù),不僅占用存儲空間,還會消耗計算資源。而且,報表是業(yè)務(wù)穩(wěn)定性比較差的業(yè)務(wù),會經(jīng)常修改和增加,隨之而生的中間表也會越來越多。
那么,為什么要把中間數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫表的形式存儲呢?這主要是為了獲得進(jìn)一步的計算能力。數(shù)據(jù)呈現(xiàn)時,并不能簡單地把計算好的中間數(shù)據(jù)直接取出來呈現(xiàn),而仍然需要做一輪簡單些的計算,比如根據(jù)參數(shù)進(jìn)行過濾,有時還有再匯總的需求。而這些計算是數(shù)據(jù)庫比較適合實現(xiàn)的,如果把中間數(shù)據(jù)保存成文件,則將失去計算能力,所以程序員會習(xí)慣于使用中間表。
二
來源于外部的中間表又有兩種情況,一種是在ETL過程中產(chǎn)生的。ETL過程中常常會涉及到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù),正常的ETL過程應(yīng)當(dāng)是E、T、L這三個步驟逐步進(jìn)行,也就是先清洗轉(zhuǎn)換之后再加載進(jìn)數(shù)據(jù)庫,***在數(shù)據(jù)庫中的只是合理的結(jié)果數(shù)據(jù)。但是,E(清洗)和T(轉(zhuǎn)換)這兩個步驟中會涉及到大量數(shù)據(jù)計算,而在數(shù)據(jù)庫外實施這些計算很不方便,所以實際情況就會是把涉及到的所有數(shù)據(jù)都先加載進(jìn)來然后再進(jìn)行清洗和轉(zhuǎn)換,ETL過程變成了ELT甚至LET。事先要加載的這些數(shù)據(jù)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中也必須以表的形式存儲,這就使數(shù)據(jù)庫中增加了許多并非最終需要的中間表。
另一種情況是多樣性數(shù)據(jù)源造成的,這也是為數(shù)據(jù)呈現(xiàn)(報表查詢)服務(wù)的?,F(xiàn)代應(yīng)用中的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)經(jīng)常會涉及數(shù)據(jù)庫外的數(shù)據(jù),目前一般的做法是把庫外數(shù)據(jù)定時導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中,然后就能和數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)一起運(yùn)算產(chǎn)生報表,否則很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)外的數(shù)據(jù)的混合運(yùn)算。這當(dāng)然也會讓數(shù)據(jù)庫中多了一些表,而且,有些互聯(lián)網(wǎng)上取過來的數(shù)據(jù)常常是多層的json或XML格式,在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中還要建立多個關(guān)聯(lián)的表來存儲,會進(jìn)一步加劇中間表過多的問題。
三
我們發(fā)現(xiàn)這幾種情況的中間表都有一個共同點(diǎn):就是要利用數(shù)據(jù)庫的計算能力。數(shù)據(jù)庫外缺乏強(qiáng)有力的計算能力,而數(shù)據(jù)庫的計算能力又是封閉的(它不能計算數(shù)據(jù)庫外的數(shù)據(jù)),這樣,為了獲得數(shù)據(jù)庫的計算能力,我們就只能把許多數(shù)據(jù)先裝入數(shù)據(jù)庫,也就形成了中間表。
數(shù)據(jù)庫的存儲封閉性是有意義的,這樣可以確保庫內(nèi)數(shù)據(jù)滿足一條規(guī)則的約束性,保證數(shù)據(jù)的正確合理性。但計算能力的封閉性卻沒有什么必要,對于計算而言,本來也沒有庫內(nèi)庫外之分。但是數(shù)據(jù)庫的計算模型是建立在其存儲模型之上的,這就迫使其計算能力和存儲能力一起封閉了,為了獲得計算能力只能把數(shù)據(jù)庫搞臃腫。這不僅給管理造成麻煩,而且由于數(shù)據(jù)庫的存儲及計算資源都相對昂貴,僅僅是為了獲得計算能力就去擴(kuò)容或部署新數(shù)據(jù)庫,在經(jīng)濟(jì)上也不劃算。
四
計算封閉性導(dǎo)致臃腫的數(shù)據(jù)庫,而導(dǎo)致運(yùn)維困難的還有數(shù)據(jù)庫的另兩個技術(shù)機(jī)制。
數(shù)據(jù)庫是一個共享的獨(dú)立進(jìn)程,其計算能力在應(yīng)用外部,而不從屬于某個應(yīng)用。各個應(yīng)用共享數(shù)據(jù)庫,都能訪問數(shù)據(jù)庫的資源。某個應(yīng)用(模塊)中生成的中間表或存儲過程可能被另一個應(yīng)用(模塊)調(diào)用,這就造成了應(yīng)用(模塊)之間的耦合性,即使某個中間表的制造者已經(jīng)下線不用,但因為可能被別的應(yīng)用使用了而不能刪除。
數(shù)據(jù)庫的表還是一種線性組織。在條目數(shù)量不多時尚可,太多(幾千上萬時)就很難理解,人們一般會采用樹狀多層結(jié)構(gòu)來組織管理眾多的條目。但關(guān)系數(shù)據(jù)庫并不支持這種方案(有個模式概念可理解為只能分兩層),這時候就要給表較長的命名來區(qū)別其分類,這一方面使用不便,另一方面對開發(fā)管理水平要求很高,在工作較急迫時常常顧不上規(guī)范,而隨便起個名字先把任務(wù)完成再說,時間長了,就會遺留大量的混亂中間表。
當(dāng)然,根本問題還是在于計算封閉性。