当前最新：主数据系统的设计与实现
2022-09-14 10:08:12来源：中生代技术
随着企业信息化的不断深入，企业建设的业务系统、办公系统等信息系统越来越多。由于规划、预算、实施计划等原因限制，各信息系统建设的步调不一致，规划不统一，导致一个严重的问题：一些基础数据，比如商品编码、客户编码等，在不同信息系统内取值不一致，甚至定义也不一致，为各业务系统打通，以及数据中心建设带来极大的障碍。这些基础数据一般称为主数据，对主数据的规范和梳理需要建设“主数据系统”。
主数据问题主要有几个方面：
各系统基础数据定义不一，集中的数据处理（比如 BI、大数据、机器学习等）需要经过繁琐的数据清洗、格式化、一致性检查和转换等步骤，代价巨大；
(资料图片)
数据字典各自为政，甚至存在无法调和的逻辑矛盾，比如在 A 系统是主键的字段在 B 系统却允许不唯一；
有时候尽管定义了统一的规范，但各系统独立维护，也无法保证主数据的一致性。
由此，主数据系统的建设宜早不宜晚，特别是对于已经在使用 ERP 的传统企业。但是，由于主数据系统偏重于“技术优化”的范畴，很难在业务上见到立竿见影的效果，甚至对于业务人员都是“透明”的，而且还投入不小，所以对于如何申请到资源并立项，是个不小的挑战。但这不在本文讨论的范围内。
2 主数据系统设计的基本原则主数据系统的设计方法很多，但大多数都需要对原有信息系统进行伤筋动骨的改动。因此，各企业在主数据系统的实施上都比较保守，宁愿花费大量的人工处理，以及诸多的各系统补丁，进行数据清理和转换，这种方案效率低而且无法解决根本性问题。
在结构上，由于多个应用系统之间，都可能存在提供数据和使用数据两种角色，一般采用点对点两两交互的网状结构，这种结构对同步时序、转换规则、系统复杂度等均提出了极高的要求，也带来——复杂性高，实施周期长，无法分步实施，容易失败等问题。
图 1 网状结构和星形结构
很显然，星形结构明显由于网状结构，而且必然对原信息系统的修改更少。
主数据系统设计原则几个要点如下：
数据同步从一般的“网状结构”改为稳定性高的“星形结构”，打破点对点两两交叉的复杂结构；通过“数据代理”方式，不侵入原信息系统，不需要对原系统进行大量改动，可以进行有计划的分步实施；主数据系统对每一条数据记录，设置全域范围唯一的 uuid 记录识别码，用于主数据记录全生命周期的识别、映射和转换；所有数据转换、映射均由主数据系统实现，对原系统完全“透明”；关联记录通过 uuid 多次映射的方式，确保任何现有系统以及将来接入的系统，都无需关心源数据的关联关系，复杂度大大降低。3 主数据系统的具体实现下面结合一种实现方法，给出完整的数据库设计和流程图。并对其中的关键点进行详细阐述。该项目已经上线运行半年多，可靠性和数据一致性均经过严格验证。
本项目几个前提如下：
（1）所有业务系统数据库都是 MySQL；
（2）所有业务系统数据提供者的主数据表都有 id 主键，但字段名不一定为“id”，也不一定具有自增属性；
（3）所有业务系统数据提供者的主数据表都有最后更新时间戳，同样字段名各不相同；
（4）所有业务系统数据提供者均以标志位标识“删除”，而不进行记录的物理删除。
3.1 总体架构总体架构为星形结构，如图 2：
图 2 主数据系统总体架构图
其中：
（1）为简化设计，基于前提的第 2、3 点，数据代理直接采用数据库连接方式，定时对数据提供者的数据库表进行轮询。由此，对于数据提供者对应主数据表必须具有读权限，对于数据消费者的对应主数据表必须具有 insert/update 权限；
（2）数据代理（1~n），每个均连接主数据数据库和唯一一个信息系统数据库。业务系统数据库的“数据消费者”和“数据提供者”角色可能只有一种，例如，办公自动化（OA）系统，可能只作为“数据提供者”角色，提供组织架构、人员等主数据。这种情况下，该“数据代理”无需配置和调度“数据消费者”功能。
（3）MySQL 数据库表结构定义可以从 information_schema.COLUMNS 直接获取，其他数据库可以找类似系统表，如果没有，则需要单独填充字段定义。
（4）数据库设计如下：
tb_columns_def：表结构定义，从 information_schema.COLUMNS 直接复制tb_data_role：数据角色定义3.2 数据提供者拉取功能流程如图 3：
图 3“数据提供者”拉取流程
其中：
（1）被定时调度（本项目设置 1 分钟一次）激活后，连接对应的信息系统数据库，检查是否有新增或更新记录，如有，则进行数据拉取——从源数据数据库拉取并存入主数据数据库，同时记录“同步轮次”。
（2）一个信息系统可能提供多个“数据提供者”，在全部数据提供者都轮询并处理结束后，流程结束。
（3）数据库设计如下：
tb_data_sync_log：同步日志表，保存同步控制数据
3.3 数据消费者推送功能流程如图 4：
图 4 数据消费者推送流程
其中：
（1）被定时调度激活后，检查主数据系统“同步轮次”是否有新增，如有，则进行数据推送。连接数据消费者信息系统数据库，从主数据数据库推送新增或更新数据记录到信息系统数据库，同时记录“同步轮次”。
（2）检查主数据系统“同步轮次”是否有新增，通过 tb_data_sync_log.relative_cycle_no 与对应主数据(main_role)记录的最新伦次比较。
（3）一个信息系统可能需要多个“数据消费者”，在全部数据消费者都轮询并处理结束后，流程结束。
（4）数据库设计同数据提供者（参见第 2 节）。
3.4 数据转换功能流程如图 5：
图 5 数据转换流程
其中：
（1）数据转换是不同信息系统与主数据之间，字段类型、长度、格式转换的核心模块。
（2）数据转换通过参数配置和附加处理函数，实现高度灵活性。
（3）数据转换首先获取源和目标数据表的字段定义，其次获取对应字段的转换规则。对所有已定义转换规则的字段进行处理：
A、对字段类型、长度进行通用转换；
B、调用附加处理函数（如果有），进行特殊转换；
C、按照关联 id 规则（如果有），读取主数据数据库的 id 映射，进行 对应关联 id 处理；
D、循环处理所有字段。
（4）数据库设计如下：
tb_transfer_def：转换规则定义表
tb_transfer_rule：转换规则字段映射表
tb_id_mapping：id 映射表
4 关键点总结主数据系统涉及多个系统的数据同步，由于各异构系统的差异性，导致主数据系统复杂度较高，成功的案例不多。本项目基于前述前提，取得较好的效果。现将关键点总结分享如下：
1、数据提供者的新增 id 和更新时间戳，对于不具备这两个条件的数据提供者，无法辨识新增和更新，不能进行增量同步，必须进行改造。如果由于种种原因源数据无法改造，则可以考虑变通方法，利用数据库自有同步工具(例如 Oracle 的 DGG 等)，在同步的副本中增加新增和更新标识；
2、不管数据提供者还是数据消费者，无法进行数据库直接连接的，则“数据代理”需要以外挂应用的形式存在，与主数据系统的通讯采用 WebService 方式。将带来缓存、重试、幂等……多个复杂度的大大提高。
3、由于不同主数据表之间字段上存在映射关系，比如人员的所属部门的，需要在 id 映射上做多次转换，基本原则就是以落地主数据的 uuid 为“唯一权威”，其他关系都通过与 uuid 映射获得。
4、待补充——从数据库设计中，经过思考可以去发现，不再赘述。
