数据转换、管理与准备全解析

### 数据转换、管理与准备全解析 在数据处理过程中，我们常常会遇到各种挑战，如数据写入错误、数据规范化等问题。下面将详细介绍数据转换过程中的错误处理、数据规范化与反规范化，以及使用Scala进行数据转换的相关内容。 #### 数据转换中的错误处理 在使用Azure Synapse Analytics进行数据转换时，将数据写入目标位置时可能会出现失败情况。这些失败可能由多种原因导致，例如数据截断（当数据类型定义为VARCHAR(50)，但要插入的值为51个字符长时）、插入不允许为空的列时插入了空值，或者数据类型转换问题（如定义的数据类型为decimal(7,3)，但转换逻辑试图插入像12345.678这样的值）。 处理这些错误有两种方法： 1. **配置数据流中Sink活动的错误输出设置**： - 此配置需要一个链接服务，用于指定错误日志文件的写入位置。 - 集成运行时提供写入日志所需的计算能力。 - 在“错误行”部分，有一个“错误行处理”下拉列表框，默认值为“首次错误时停止（默认）”。选择此默认值时，一旦出现错误，数据流将停止，管道也会随之停止。不过，你也可以选择“出错时继续”选项。 - “事务提交”下拉列表有“单条”和“批量”两个值，分别决定是在每个事务后写入错误日志，还是在转换完成时写入。“单条”性能较好，但对于大型数据集不是最优选择；对于大型数据集，建议选择“批量”作为事务提交设置。 - 默认情况下，“输出到单独文件”复选框是禁用的，这意味着每次运行时错误文件会被追加内容；启用该设置时，每次运行会创建一个新文件。 - “出错时报告成功”复选框默认也是禁用的，这表示管道会显示为出错，但会完成并生成错误日志供审查；启用该复选框后，即使出现一些错误并已通过此错误处理配置进行处理，管道仍会显示为成功。 2. **添加额外活动进行空值检查**：例如名为NoNulls的活动，用于检查空值。如果未发现空值，则将该行传递到目标位置进行转换和存储；如果存在空值，则数据不会流向目标位置，而是被丢弃。这更像是一种预防性操作，即数据清理。 #### 数据的规范化与反规范化 数据的规范化和反规范化可以在两种不同的上下文中进行。 ##### 数据库表的规范化 在关系型数据库中，规范化有助于数据去重和提高查询速度。常见的数据库规范化形式规则有0NF、1NF、2NF和3NF： - **0NF（零范式）**：这种范式不被认为是规范化的。它在查询或搜索方面效率不高，结构也缺乏灵活性。例如，BRAINWAVE表中存在重复的列名（如ELECTRODE1、ELECTRODE2等），这是一种糟糕的设计，因为它缺乏灵活性。 ```plaintext BRAINWAVE +---------+------+------------+-----------+-----------+-----------+ ... | MODE_ID | MODE | SCENARIO | ELECTRODE1 | ELECTRODE2 | ELECTRODE3 | ... +---------+------+------------+-----------+-----------+-----------+ ... | 1 | EEG | MetalMusic | AF3 | AF4 | T7 | ... | 2 | POW | Meditation | AF3 | AF4 | T7 | ... +---------+------+------------+-----------+-----------+-----------+ ... ``` - **1NF（第一范式）**：目标是消除任何重复组，如ELECTRODE1、ELECTRODE2、ELECTRODE3等列。可以通过添加一个新的ELECTRODE表来解决重复列名的问题。 ```plaintext BRAINWAVE +---------+------+------------+--------------+-------------------+ | MODE_ID | MODE | SCENARIO | ELECTRODE_ID | SESSION_DATETIME | +---------+------+------------+--------------+-------------------+ | 1 | EEG | MetalMusic | 1 | 2022-05-05 13:49 | | 1 | EEG | MetalMusic | 2 | 2022-05-05 13:49 | | 1 | EEG | MetalMusic | 3 | 2022-05-05 13:49 | | 1 | EEG | MetalMusic | 4 | 2022-05-05 13:49 | | 1 | EEG | MetalMusic | 5 | 2022-05-05 13:49 | | 2 | POW | Meditation | 1 | 2022-05-05 14:11 | | 2 | POW | Meditation | 2 | 2022-05-05 14:11 | | 2 | POW | Meditation | 3 | 2022-05-05 14:11 | | 2 | POW | Meditation | 4 | 2022-05-05 14:11 | | 2 | POW | Meditation | 5 | 2022-05-05 14:11 | +---------+------+------------+--------------+-------------------+ ELECTRODE +--------------+-----------+ | ELECTRODE_ID | ELECTRODE | +--------------+-----------+ | 1 | AF3 | | 2 | AF4 | | 3 | T7 | | 4 | T8 | | 5 | Pz | +--------------+-----------+ ``` 与0NF相比，1NF更易于搜索和具有更好的灵活性。例如，要查找与ELECTRODE_ID = 5相关的SCENARIO，在1NF中可以使用ELECTRODE表和JOIN操作来查找所需信息；而在0NF中，需要编写查询来检查每一列，效率较低。从灵活性角度看，如果要添加一个新电极，0NF需要添加一个新列，而1NF只需要在ELECTRODE表中添加一行数据。 - **2NF（第二范式）**：目标是消除冗余数据，并确保BRAINWAVE表中的实体主键仅由一个属性组成。通过添加一个键为MODE_ID + ELECTRODE_ID的ModeElectrode表，从BRAINWAVE表中移除ELECTRODE_ID并将其放入ModeElectrode表，以消除重复数据。 ```plaintext BRAINWAVE +---------+------+------------+-------------------+ | MODE_ID | MODE | SCENARIO | SESSION_DATETIME | +---------+------+------------+-------------------+ | 1 | EEG | MetalMusic | 2022-05-05 13:49 | | 2 | POW | Meditation | 2022-05-05 14:11 | +---------+------+------------+-------------------+ ModeElectrode +---------+--------------+ | MODE_ID | ELECTRODE_ID | +---------+--------------+ | 1 | 1 | | 1 | 2 | | 1 | 3 | | 1 | 4 | | 1 | 5 | ```