Мониторинг ETL-процессов в маленьком хранилище данных

Многие используют специализированные инструменты для создания процедур извлечения, трансформации и загрузки данных в реляционные базы данных. Процесс работы инструментов логируется, ошибки фиксируются.

В случае ошибки в логе содержится информация о том, что инструменту не удалось выполнить задачу и какие модули (часто это java) где остановились. В последних строках можно найти ошибку базы данных, например, нарушение уникального ключа таблицы.

Чтобы ответить на вопрос, какую роль играет информация об ошибках ETL, я классифицировал все проблемы, произошедшие за последние два года в немаленьком хранилище.

К ошибкам базы данных относятся такие, как не хватило места, оборвалось соединение, зависла сессия и т.п.

К логическим ошибкам относятся такие, как нарушение ключей таблицы, не валидные объекты, отсутствие доступа к объектам и т.п.
Планировщик может быть запущен не вовремя, может зависнуть и т.п.

Простые ошибки не требуют много времени на исправление. С большей их частью хороший ETL умеет справляться самостоятельно.

Сложные ошибки вызывают необходимость открывать и проверять процедуры работы с данными, исследовать источники данных. Часто приводят к необходимости тестирования изменений и деплоймента.

Итак, половина всех проблем связана с базой данных. 48% всех ошибок — это простые ошибки.
Третья часть всех проблем связана с изменением логики или модели хранилища, больше половины этих ошибок являются сложными.

И меньше четверти всех проблем связана с планировщиком задач, 18% которых — это простые ошибки.

В целом, 22% всех случившихся ошибок являются сложными, их исправление требует наибольшего внимания и времени. Происходят они примерно раз в неделю. В то время, как простые ошибки случаются почти каждый день.

Очевидно, что мониторинг ETL-процессов будет тогда эффективным, когда в логе максимально точно указано место ошибки и требуется минимальное время на поиск источника проблемы.

Эффективный мониторинг

Что мне хотелось видеть в процессе мониторинга ETL?

Start at — когда начал работу,
Source — источник данных,
Layer — какой уровень хранилища загружается,
ETL Job Name — поцедура загрузки, которая состоит из множества мелких шагов,
Step Number — номер выполняемого шага,
Affected Rows — сколько данных уже обработалось,
Duration sec — как долго выполняется,
Status — всё ли хорошо или нет: OK, ERROR, RUNNING, HANGS
Message — последнее успешное сообщение или описание ошибки.

На основании статуса записей можно отправить эл. письмо другим участникам. Если ошибок нет, то и письмо не обязательно.

Таким образом, в случае ошибки чётко указано место происшествия.

Иногда случается, что сам инструмент мониторинга не работает. В таком случае есть возможность прямо в базе данных вызвать представление (вьюшку), на основании которой построен отчёт.

Таблица мониторинга ETL

Чтобы реализовать мониторинг ETL-процессов достаточно одной таблицы и одного представления.

Для этого можно вернуться в своё маленькое хранилище и создать прототип в базе данных sqlite.

DDL таблицы

CREATE TABLE UTL_JOB_STATUS (
/* Table for logging of job execution log. Important that the job has the steps ETL_START and ETL_END or ETL_ERROR */
  UTL_JOB_STATUS_ID INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
  SID               INTEGER NOT NULL DEFAULT -1, /* Session Identificator. Unique for every Run of job */
  LOG_DT            INTEGER NOT NULL DEFAULT 0,  /* Date time */
  LOG_D             INTEGER NOT NULL DEFAULT 0,  /* Date */
  JOB_NAME          TEXT NOT NULL DEFAULT 'N/A', /* Job name like JOB_STG2DM_GEO */
  STEP_NAME         TEXT NOT NULL DEFAULT 'N/A', /* ETL_START, ... , ETL_END/ETL_ERROR */
  STEP_DESCR        TEXT,                        /* Description of task or error message */
  UNIQUE (SID, JOB_NAME, STEP_NAME)
);
INSERT INTO UTL_JOB_STATUS (UTL_JOB_STATUS_ID) VALUES (-1);

DDL представления/отчёта

CREATE VIEW IF NOT EXISTS UTL_JOB_STATUS_V
AS /* Content: Package Execution Log for last 3 Months. */
WITH SRC AS (
  SELECT LOG_D,
    LOG_DT,
    UTL_JOB_STATUS_ID,
    SID,
	CASE WHEN INSTR(JOB_NAME, 'FTP') THEN 'TRANSFER' /* file transfer */
	     WHEN INSTR(JOB_NAME, 'STG') THEN 'STAGE' /* stage */
	     WHEN INSTR(JOB_NAME, 'CLS') THEN 'CLEANSING' /* cleansing */
	     WHEN INSTR(JOB_NAME, 'DIM') THEN 'DIMENSION' /* dimension */
	     WHEN INSTR(JOB_NAME, 'FCT') THEN 'FACT' /* fact */
		 WHEN INSTR(JOB_NAME, 'ETL') THEN 'STAGE-MART' /* data mart */
	     WHEN INSTR(JOB_NAME, 'RPT') THEN 'REPORT' /* report */
	     ELSE 'N/A' END AS LAYER,
	CASE WHEN INSTR(JOB_NAME, 'ACCESS') THEN 'ACCESS LOG' /* source */
	     WHEN INSTR(JOB_NAME, 'MASTER') THEN 'MASTER DATA' /* source */
	     WHEN INSTR(JOB_NAME, 'AD-HOC') THEN 'AD-HOC' /* source */
	     ELSE 'N/A' END AS SOURCE,
    JOB_NAME,
    STEP_NAME,
    CASE WHEN STEP_NAME='ETL_START' THEN 1 ELSE 0 END AS START_FLAG,
    CASE WHEN STEP_NAME='ETL_END' THEN 1 ELSE 0 END AS END_FLAG,
    CASE WHEN STEP_NAME='ETL_ERROR' THEN 1 ELSE 0 END AS ERROR_FLAG,
    STEP_NAME || ' : ' || STEP_DESCR AS STEP_LOG,
	SUBSTR( SUBSTR(STEP_DESCR, INSTR(STEP_DESCR, '***')+4), 1, INSTR(SUBSTR(STEP_DESCR, INSTR(STEP_DESCR, '***')+4), '***')-2 ) AS AFFECTED_ROWS
  FROM UTL_JOB_STATUS
  WHERE datetime(LOG_D, 'unixepoch') >= date('now', 'start of month', '-3 month')
)
SELECT JB.SID,
  JB.MIN_LOG_DT AS START_DT,
  strftime('%d.%m.%Y %H:%M', datetime(JB.MIN_LOG_DT, 'unixepoch')) AS LOG_DT,
  JB.SOURCE,
  JB.LAYER,
  JB.JOB_NAME,
  CASE
  WHEN JB.ERROR_FLAG = 1 THEN 'ERROR'
  WHEN JB.ERROR_FLAG = 0 AND JB.END_FLAG = 0 AND strftime('%s','now') - JB.MIN_LOG_DT > 0.5*60*60 THEN 'HANGS' /* half an hour */
  WHEN JB.ERROR_FLAG = 0 AND JB.END_FLAG = 0 THEN 'RUNNING'
  ELSE 'OK'
  END AS STATUS,
  ERR.STEP_LOG     AS STEP_LOG,
  JB.CNT           AS STEP_CNT,
  JB.AFFECTED_ROWS AS AFFECTED_ROWS,
  strftime('%d.%m.%Y %H:%M', datetime(JB.MIN_LOG_DT, 'unixepoch')) AS JOB_START_DT,
  strftime('%d.%m.%Y %H:%M', datetime(JB.MAX_LOG_DT, 'unixepoch')) AS JOB_END_DT,
  JB.MAX_LOG_DT - JB.MIN_LOG_DT AS JOB_DURATION_SEC
FROM
  ( SELECT SID, SOURCE, LAYER, JOB_NAME,
           MAX(UTL_JOB_STATUS_ID) AS UTL_JOB_STATUS_ID,
           MAX(START_FLAG)       AS START_FLAG,
           MAX(END_FLAG)         AS END_FLAG,
           MAX(ERROR_FLAG)       AS ERROR_FLAG,
           MIN(LOG_DT)           AS MIN_LOG_DT,
           MAX(LOG_DT)           AS MAX_LOG_DT,
           SUM(1)                AS CNT,
           SUM(IFNULL(AFFECTED_ROWS, 0)) AS AFFECTED_ROWS
    FROM SRC
    GROUP BY SID, SOURCE, LAYER, JOB_NAME
  ) JB,
  ( SELECT UTL_JOB_STATUS_ID, SID, JOB_NAME, STEP_LOG
    FROM SRC
    WHERE 1 = 1
  ) ERR
WHERE 1 = 1
  AND JB.SID = ERR.SID
  AND JB.JOB_NAME = ERR.JOB_NAME
  AND JB.UTL_JOB_STATUS_ID = ERR.UTL_JOB_STATUS_ID
ORDER BY JB.MIN_LOG_DT DESC, JB.SID DESC, JB.SOURCE;

SQL Проверка возможности получить новый номер сессии

SELECT SUM (
  CASE WHEN start_job.JOB_NAME IS NOT NULL AND end_job.JOB_NAME IS NULL /* existed job finished */
	    AND NOT ( 'y' = 'n' ) /* force restart PARAMETER */
       THEN 1 ELSE 0
  END ) AS IS_RUNNING
  FROM
    ( SELECT 1 AS dummy FROM UTL_JOB_STATUS WHERE sid = -1) d_job
  LEFT OUTER JOIN
    ( SELECT JOB_NAME, SID, 1 AS dummy
      FROM UTL_JOB_STATUS
      WHERE JOB_NAME = 'RPT_ACCESS_LOG' /* job name PARAMETER */
	    AND STEP_NAME = 'ETL_START'
      GROUP BY JOB_NAME, SID
    ) start_job /* starts */
  ON d_job.dummy = start_job.dummy
  LEFT OUTER JOIN
    ( SELECT JOB_NAME, SID
      FROM UTL_JOB_STATUS
      WHERE JOB_NAME = 'RPT_ACCESS_LOG'  /* job name PARAMETER */
	    AND STEP_NAME in ('ETL_END', 'ETL_ERROR') /* stop status */
      GROUP BY JOB_NAME, SID
    ) end_job /* ends */
  ON start_job.JOB_NAME = end_job.JOB_NAME
     AND start_job.SID = end_job.SID

Особенности таблицы:

• начало и конец процедуры обработки данных должен сопровождаться шагами ETL_START и ETL_END
• в случае ошибки должен создаваться шаг ETL_ERROR с её описанием
• количество обработанных данных нужно выделить, например, звёздочками
• одновременно одну и туже процедуру можно запустить с параметром force_restart=y, без него номер сессии выдаётся только завершённой процедуре
• в обычном режиме нельзя запустить параллельно одну и туже процедуру обработки данных

Необходимыми операциями работы с таблицей являются следующие:

• получение номера сессии запускаемой процедуры ETL
• вставка записи лога в таблицу
• получение последней успешной записи процедуры ETL

В таких базах данных, как, например, Oracle или Postgres эти операции можно реализовать встроенными функциями. Для sqlite необходим внешний механизм и в данном случае он прототипирован на PHP.

Вывод

Таким образом, сообщения об ошибках в инструментах обработки данных играют мега-важную роль. Но оптимальными для быстрого поиска причины проблемы их сложно назвать. Когда количество процедур приближается к сотне, то мониторинг процессов превращается в сложный проект.

В статье приведён пример возможного решения проблемы в виде прототипа. Весь прототип маленького хранилища доступен в gitlab SQLite PHP ETL Utilities.

Источник: habr.com