資料服務基礎能力之後設資料管理

知了一笑發表於2021-10-18

一、業務背景

1、應用場景

在多變的資料服務場景中,應用中常見如下的業務需求,通過對多種資料結構的靈活組合,快速實現業務模型構建,整體示意圖如下:

像常用的畫圖工具,左邊提供基礎圖形庫,中間是畫布,右邊是元件的控制細節,對比到這裡的邏輯如下:

  • 欄位皮膚:提供業務資料結構的欄位對映,和常規欄位型別配置,用來支撐組合皮膚的表單配置。

    • 資料結構:對現有業務結構做對映,可能是檔案、資料表、JSON等,生成相對標準的欄位選項;
    • 拓補欄位:維護一批基礎的欄位型別,用來做拓補操作,完善整個業務結構;
  • 組合皮膚:承載欄位的組合管理,生成新的資料結構,根據業務場景,完成底層資料的抽取儲存或者API服務生成。

    • 業務主體:通過業務需求的判斷,明確皮膚支撐的業務屬性,通過基礎結構組合新的業務主體;
    • 組合結構:皮膚上呈現的欄位,是多個業務結構的抽取,即不同業務結構中的部分欄位組合;
  • 規則皮膚:對組合皮膚上欄位進行規制設定,常見涉及:描述,型別,預設值等,對皮膚欄位進行相對統一的標準化管理。

    • 描述資訊:對於組合皮膚上的欄位描述,也可以是原有對映的結果,作為新業務主體的屬性說明;
    • 型別維護:複雜的環節,不同資料型別在不同的儲存中處理方式不同,需要統一維護型別儲存對映;
    • 業務規則:對於新的業務主體,設定屬性的規則,可以是:唯一性,預設值,等等;

2、構建服務

基於上述功能的實現,可以快速實現以下服務能力,通常應用在業務多變的場景中:

  • 資料主體構建:通過組合皮膚的結構生成,快速完成相關資料的抽取和儲存,作為新的業務場景中的主體資料。

  • 服務API生成:在資料服務中,直接通過配置,生成API服務能力,並控制引數的響應結構,這種情況通常會以實時查詢的方式處理。

  • 資料智慧分析:在資料分析場景中,側重統計的結果,基於欄位和圖表結構,生成相應的統計分析任務,靈活管理分析報表。

這裡是簡述相對單一的應用服務,如果把這裡的流程分段放大,在整個資料服務體系下,就是圍繞後設資料管理的複雜的基礎系統:圍繞資料結構對映,進行後設資料標準化管理,在此基礎上二次組織資料,快速響應業務需求。在這樣的流程下,可以快速建立業務鏈路,提供高效的服務能力,降低試錯的成本。

二、後設資料概念

1、基礎描述

從定義上說,後設資料(Metadata)即描述資料的資料,但是在實際使用的時候,還是存在很多細分的概念,看下面的案例:使用者性別;

從細分角度看,可以對上面資料進行兩塊劃分,即業務層與技術層:

  • 業務層:名稱.釋義.說明.值型別;
  • 技術層:路由庫.路由表.儲存型別.值型別;

這裡的分層只是描述的側重點,業務層偏向應用端,技術層偏向底層系統的互動和實現,在對性別的描述上都是核心維度。

所以從本質上看後設資料,介於系統和業務中間,提供雙方都能明白的語義和邏輯,可以更加高效的支撐資料的業務價值。

2、血緣關係

上面是從單個指標看後設資料的結構,如果從整個鏈路上看,就會形成層級線路,通常稱為血緣關係:

從上層業務側追溯到底層結構,形成血緣關係的概念,概念本身並不重要的,背後的核心是鏈路的管理,鏈路上的節點(中間實體)是通過多種計算手段生成;

如果某個節點資料一旦出現質量問題,則需要根據這裡的鏈路關係進行逐級向底層排查,完成問題修復後,還需要根據關係向上逐級修復清洗;如此通過血緣關係進行資料質量的分析和把控。

3、業務價值

後設資料管理是一個持續又漫長的過程的,任何系統的搭建都需要業務來衡量其存在的價值,其核心邏輯在於:統一標準化管理後設資料資訊,規範業務層的定義,並通過技術層面快速定位資料,自動化抽取資料,靈活支撐業務應用。

  • 圍繞核心業務:通常在專案初期的時候,只圍繞一些核心業務主體,使其在使用的時候靈活高效,後續在持續擴充套件其他能力。

  • 資料成本分析:基於後設資料中鏈路,分析各個節點資料的生產維護管理等成本,為資料服務中商業定價提供參考,可能直接影響服務是否可提供的決策。

  • 配置視覺化:在資料服務平臺中,最忌諱的一點就是靠手動去維護各種作業,不管在什麼場景下,都要考慮可配置化管理,保證動作可追溯。

  • 流程自動化:不管是後設資料結構對映,還是配置後資料的抽取,要保證指令生成後可以自動完成該一系列動作,並完成流程監控分析。

  • 資產化分析:通常會把後設資料視為資料資產體系,因此圍繞後設資料去統計資料的使用情況,產生的價值,以及熱點資料識別和分佈,業務主體關聯度等,並輸出相應分析結果。

如果單從業務角度去看,後設資料系統的存在,就是為了可以快速理解後設資料,並且靈活的組織管理,以此降低服務能力的實現成本。

三、架構設計

1、系統分層

  • 採集層:後設資料系統中的基礎節點,架構體系的底層,維護後設資料獲取通道和對映管理以及落地儲存,並實現結構管理和資料處理過程;在資料來源中可能存在多種情況:數倉環境、檔案結構等,在特定情況中,還需要一定程度的手動維護進行結構拓補;

  • 管理層:對於後設資料核心能力打造,和相應的標準化管理,或者二次加工,資料來源層面直接採集的資料通常不具備標準的業務語義,更多偏向技術側的說明和邏輯,在經過標準化維護之後,在放開給應用層之前,還需要經過質量檢測:例如工作城市,如果缺乏相應的列舉字典,顯然是不合格的,必須經過必要的處理才能放開;即管理層放開的資料需要標準化和整體維度完善;

  • 應用層:基於後設資料能力的應用層開發,對於實際業務場景提供解決方案和功能入口,以及相應的系統中使用者許可權隔離等基本功能;

從系統分層的角度理解流程並不複雜,但是實際的實現過程簡直不堪回首,技術棧使用非常複雜,多個版本邏輯重構再重構,並且不斷的改進優化,最終才能實現相對穩定的服務能力。

2、後設資料採集

在採集資料的時候,面對的最大問題就是多種類資料來源解析適配,以及資料排程任務的抽象,必須開發對應的工具來實現各種場景的後設資料解析能力:

  • 解析能力:適配解析各種資料來源特點,檔案格式,SQL指令碼,抽象任務等,完成標準後設資料的轉換沉澱;

  • 型別識別:十分複雜的一個節點,型別在描述資料的時候至關重要,結構化儲存可以直接讀取,檔案類結構通常需要型別轉換標識,任務流程會直接統一管理,依次保證資料在不同環境中的合理儲存;

  • 更新訊息:業務的發展中,各種資料結構是頻繁變動的,這就需要與後設資料系統進行同步,通常要向訊息服務(匯流排)傳送通知,然後觸發後設資料更新動作;

核心能力:結構與型別識別解析、獲取初始化資料,並且通過訊息通知線路,完成動態更新流程的觸發。

3、後設資料管理

核心能力的打造,通常在系統初期都是圍繞基本能力和業務需求的方向,以求快速落地實現,提供業務支撐能力;

  • 基礎能力:標準化後設資料結構,進行結構儲存和可搜尋能力實現,這個節點進行統一維護,資料型別識別和轉換是至關重要的;補充說一句,在資料平臺中,都會存在型別服務系統,以提供相應的識別能力和規範不同場景下的轉換;

  • 實體與關係:資料業務中兩個核心概念,實體必然由屬性構成這是常說的,實體之間維護的關係:關聯、、繫結、輸出、輸入等,是構建血緣關係和資料鏈路的核心標識;

  • 資料抽取:基於對後設資料的組織和實體的定義,生成資料抽取規則,進而完成資料的快速獲取,後續就是對接具體的業務,例如資料儲存方式,搬運方式,最終落地業務線使用;

  • 視覺化分析:包括資料質量分析,鏈路與週期分析,血緣分析等,這類功能一般在核心業務能力完成之後,會按需求等級,逐步迭代實現;

通過核心能力的建設,以求實現對資料的快速定位,高效管理,靈活應用的目標,提高資料服務能力的效率,適應業務發展的多變性。

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四、原始碼地址

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