2020年大厂面试题-数据仓库篇

              in(keySet)，相当于在右表中查询左表的key， left semi join 是 in(keySet) 的关系，遇到右表重复记录，左表会跳过；当右表不存在的时候，左表数据不会显示; 相当于SQL的in语句.比如测试的语句相当于

select * from table1 where table1.student_no in (table2.student_no)

             注意，结果中是没有B表的字段的.LEFT SEMI JOIN 是 IN/EXISTS 子查询的一种更高效的实现;Hive 当前没有实现 IN/EXISTS 子查询，所以你可以用 LEFT SEMI JOIN 重写你的子查询语句。LEFT SEMI JOIN 的限制是， JOIN 子句中右边的表只能在 ON 子句中设置过滤条件，在 WHERE 子句、SELECT 子句或其他地方过滤都不行

      通常数据建模有以下几个流程：

1. 概念建模：即通常先将业务划分多个主题

2. 逻辑建模：即定义各种实体、属性和关系

3. 物理建模：设计数据对象的物理实现，比如表字段类型、命名等。

    那么范式建模，即3NF模型具有以下特点：

1. 原子性，即数据不可分割

2. 基于第一个条件，实体属性完全依赖于主键，不能存在仅依赖主关键字一部分属性。即不能存在部分依赖

3. 基于第二个条件，任何非主属性不依赖于其他非主属性。即消除传递依赖.

     基于以上三个特点，3NF的最终目的就是为了降低数据冗余，保障数据一致性；同时也有了数据关联逻辑复杂的缺点。

    而维度建模是面向分析场景的，主要关注点在于快速、灵活，能够提供大规模的数据响应。

   常用的维度模型类型主要有：

1. 星型模型：即由一个事实表和一组维度表组成，每个维表都有一个维度作为主键。事实表居中，多个维表呈辐射状分布在四周，并与事实表关联，形成一个星型结构

2. 雪花模型：在星型模型的基础上，基于范式理论进一步层次化，将某些维表扩展成事实表，最终形成雪花状结构

3. 星系模型：基于多个事实表，共享一些维度表

   什么是数据漂移？

         通常是指ods表的同一个业务日期数据中包含了前一天或后一天凌晨附近的数据或者丢失当天变更的数据，这种现象就叫做漂移，且在大部分公司中都会遇到的场景。

  如何解决数据漂移问题？

  通常有两种解决方案：

1. 多获取后一天的数据，保障数据只多不少

2. 通过多个时间戳字段来限制时间获取相对准确的数据

拉链表使用的场景：

1. 数据量大，且表中部分字段会更新，比如用户地址、产品描述信息、订单状态等等

2. 需要查看某一个时间段的历史快照信息

3. 变化比例和频率不是很大

--拉链表实现--原始数据CREATE TABLE wedw_tmp.tmp_orders (    orderid INT,    createtime STRING,    modifiedtime STRING,    status STRING) stored AS textfile;
--拉链表CREATE TABLE wedw_tmp.tmp_orders_dz(    orderid int,    createtime STRING,    modifiedtime STRING,    status STRING,    link_start_date string,    link_end_date string) stored AS textfile;
--更新表CREATE TABLE wedw_tmp.tmp_orders_update(    orderid INT,    createtime STRING,    modifiedtime STRING,    status STRING) stored AS textfile;

--插入原始数据insert overwrite table  wedw_tmp.tmp_ordersselect 1,"2015-08-18","2015-08-18","创建"union all select 2,"2015-08-18","2015-08-18","创建"union allselect 3,"2015-08-19","2015-08-21","支付"union allselect 4,"2015-08-19","2015-08-21","完成"union all select 5,"2015-08-19","2015-08-20","支付"union all select 6,"2015-08-20","2015-08-20","创建"union all select 7,"2015-08-20","2015-08-21","支付"
--拉链表初始化insert into  wedw_tmp.tmp_orders_dzselect *,createtime,'9999-12-31' from  wedw_tmp.tmp_orders 
--增量数据insert into  wedw_tmp.tmp_orders_updateselect 3,"2015-08-19","2015-08-21","支付"union all select 4,"2015-08-19","2015-08-21","完成"union all select 7,"2015-08-20","2015-08-21","支付"union all select 8,"2015-08-21","2015-08-21","创建" 
--更新拉链表insert overwrite table  wedw_tmp.tmp_orders_dzselect     t1.orderid,    t1.createtime,    t1.modifiedtime,    t1.status,    t1.link_start_date,    case when t1.link_end_date='9999-12-31' and t2.orderid is not null then '2015-08-20'     else t1.link_end_date    end as link_end_datefrom  wedw_tmp.tmp_orders_dz t1left join wedw_tmp.tmp_orders_update t2on t1.orderid = t2.orderidunion all select   orderid,  createtime,  modifiedtime,  status,  '2015-08-21' as link_start_date,  '9999-12-31' as link_end_datefrom wedw_tmp.tmp_orders_update
--拉链表回滚，比如在插入2015-08-22的数据后，-- 回滚2015-08-21的数据，使拉链表与2015-08-20的一致-- 具体操作过程如下select   orderid,  createtime,  modifiedtime,  status,  link_start_date,  link_end_datefrom wedw_tmp.tmp_orders_dzwhere link_end_date<'2015-08-20'
union all select   orderid,  createtime,  modifiedtime,  status,  link_start_date,  '9999-12-31'from wedw_tmp.tmp_orders_dzwhere link_end_date='2015-08-20'
union all select   orderid,  createtime,  modifiedtime,  status,  link_start_date,  '9999-12-31'from wedw_tmp.tmp_orders_dzwhere link_start_date<'2020-08-21' and  link_end_date>='2015-08-21'

数据库在通过连接两张或多张表来返回记录时，都会生成一张中间的临时表

以 LEFT JOIN 为例：在使用 LEFT JOIN 时，ON 和 WHERE 过滤条件的区别如下：

on 条件是在生成临时表时使用的条件，它不管 on 中的条件是否为真，都会返回左边表中的记录

where 条件是在临时表生成好后，再对临时表进行过滤的条件。这时已经没有 left join 的含义（必须返回左边表的记录）了，条件不为真的就全部过滤掉。

公共维度模型层(CDM):

       又细分为dwd层和dws层，主要存放明细事实数据、维表数据以及公共指标汇总数据，其中明细事实数据、维表数据一般是根据ods层数据加工生成的，公共指标汇总数据一般是基于维表和明细事实数据加工生成的。

      采用维度模型方法作为理论基础，更多采用一些维度退化的手段，将维度退化到事实表中，减少事实表和维度表之间的关联。同时在汇总层，加强指标的维度退化，采用更多的宽表化手段构建公共指标数据层，提升公共指标的复用性，减少重复加工。

      其主要功能：

1. 组合相关和相似数据：采用明细宽表，复用关联计算，减少数据 扫描。

2. 公共指标统一加工：基于 OneData 体系构建命名规范、口径一致 和算法统一的统计指标，为上层数据产品、应用和服务提供公共 指标  建立逻辑汇总宽表

3. 建立一致性维度：建立一致的数据分析维表，降低数据计算口径、 算法不统一的风险。应用数据层（ ADS）：存放数据产品个性化的统计指标数据，根据 CDM 层与 ODS 层加工生成。

数据集市(Data Mart):

   就是满足特定部门或者用户的需求，按照多维方式存储。面向决策分析的数据立方体

MPP 为并行数据库 ：

    它的思路简单粗暴,把数据分块,交给不同节点储存, 查询的时候各块的节点有独立的计算资源分别处理,然后汇总到一个leader node(又叫control node),具体的优化和传统的关系型数据库很相似,涉及到了索引,统计信息等概念. MPP有shared everything /Disk / Nothing之别.

MapReduce其实就是二分查找的一个逆过程,不过因为计算节点有限,所以map和reduce前都预先有一个分区的步骤.二分查找要求数据是排序好的,所以Map Reduce之间会有一个shuffle的过程对Map的结果排序. Reduce的输入是排好序的 .

区别：

1. 底层数据库：MPP跑的是SQL,而Hadoop底层处理是MapReduce程序

2. 扩展程度：MPP虽然是宣称可以横向扩展Scale OUT，但是这种扩展一般是扩展到100左右，而Hadoop一般可以扩展1000+ ；因为MPP始终还是DB,一定要考虑到C(Consistency),其次考虑A(Availability),最后才在可能的情况下尽量做好P(Partition-tolerance)。而Hadoop就是为了并行处理和存储设计的，所以数据都是以文件存储，所以有限考虑的是P,然后是A,最后再考虑C.所以后者的可靠型当然好于前者

本质mpp还是数据库，需要优先考虑C(数据一致性)，而mr首先考虑的是P(分区容错性)；关于CAP理论可见十分钟搞定分布式一致性算法

   Inmon模型：

     流程：自顶向下，即从分散异构的数据源-->数据仓库---->数据集市。是一种瀑布流开发方法。模型偏向于3NF

数据源往往是异构的，比如爬虫；数据源是根据最终目标自行定制的。

这里主要的处理工作集中在对异构数据进行清洗，否则无法从stage层直接输出到dm层，必须先通过etl将数据进行清洗后放入dw层。

Inmon模式下，不强调事实表和维度表的概念，因为数据源变化可能性较大，更加强调的是数据的清洗工作，从中抽取实体-关系

      Inmon是以数据源头为导向，具体流程如下：

1. 首先探索获取尽量符合预期的数据，尝试将数据按照预期划分不同的表需求

2. 明确数据清洗规则后将各个任务通过etl由stage层转化到dm层，这里dm层通常涉及到较多的UDF开发，将数据抽象为实体-关系模型

3. 完成dm数据治理后，可以将数据输出到数据集市中做基本数据组合，最后输出到BI系统辅助具体业务

   一般这种模型构建属于细水长流型的，而且技能/数据要求比较高，有可能有一天公司倒闭了，数仓还没有建设好

Kimball模型是以需求为导向

     流程：自下向上， 即从数据集市-> 数据仓库 -> 分散异构的数据源 ，相当于是以最终任务为导向的；模型使用星型、雪花     

1. 首先得到数据后需要先做数据的探索，尝试将数据按照目标拆分出不同的表需求

2. 明确数据依赖后将各个任务再通过etl由stage层转化到DM层。DM层由若干事实表和维度表组成

3. 完成DM层的事实表和维度表拆分后，数据集市一侧可以直接向BI环节输出数据

Kimball往往意味着快速交付，敏捷交付，不会对数仓架构做过多复杂的设计

特征对比：

   MOLAP：多维联机分析处理，预计算

   ROLAP：关系型联机分析处理， 依赖于操作存储在关系型数据库中的数据.本质上，每个slicing或dicing功能和SQL语句中"WHERE"子句的功能是一样的。

   HOLAP：混合型联机分析处理（指的是MOLAP和ROLAP的结合）

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