复杂「场景」数据导入导出

Posted 2023-03-28 知了一笑

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了复杂「场景」数据导入导出相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

只想写单表和文件的搬运，数据不过百最好；

一、业务背景

最近遇到这样一个场景：在业务正式开始前1-2天，需要导入一批来自合作渠道的数据，在业务周期结束后，再将同一批数据导出，交付给渠道方；

简单理解，就是数据的「导入」和「导出」；

但是场景复杂度的高低与否，与实现流程和逻辑的复杂度并无什么必然联系，数据在「导入」和「导出」之间，通常还会横着复杂的「业务逻辑」；

数据如果只是在文件和单表直接来回捣腾，解决的方案简直花里胡哨，然而在应用中数据导入导出，更多还是要集成业务需求，自然也就绕不开业务的处理逻辑；

二、场景分析

1、文件特征

文件：「Excel」类型，并且表头是固定格式，字段内容虽然有要求，但是难免存在细微的误差问题；

内容：条数「1000」以内，单条数据「150+」个字段，业务结束后导出，会添加业务结果和明细相关字段，最终在「200」个字段左右；

2、业务特征

文件导入后，数据在业务之间流转时，需要构建相应的主体结构，比如基础的「客户档案」，「业务档案」，业务处理过程中会生成「明细」，处理完成后会生成「结果」；

3、数据规则

【客户档案】

数据在入库的过程中，需要校验「客户归属」问题，库内已有的客户基于「跟进时间」执行「更新逻辑」，库内没有的客户需要「新增」并「分配跟进人员」；

【业务档案】

跟随「客户档案」的逻辑，如果客户更新，则「业务档案」更新，如果客户不更新，则「业务档案」不更新，如果客户新增，则「业务档案」直接新增即可；

【数据校验】

客户的「基础档案」和「业务档案」的入库逻辑，完全遵守产品体系现有的限制规则，在逻辑拦截时尽量输出全面的拦截原因，方便商务人员对文件数据进行修改调整；

三、流程设计

1、业务流程

业务流程从整体上可以拆分四段来看：动作确认、动作监听、数据处理、业务处理；

【动作确认】

「导入」应用前端完成文件上传OSS的处理，向应用后端提交数据导入的请求，接收请求后会异步处理；
「异常记录下载」会实时响应，功能上看就是一个单表导出，需要返回业务拦截和异常信息；
「导出」因为交付时间不确定性，所以由商务人员手动触发导出，后端组装完成后提交OSS文件服务器，等待下载；

【动作监听】

「导入」和「导出」的动作监听，进而触发相应的流程逻辑；

【数据处理】

「客户档案」提交给客户服务处理，如果处理失败，无法围绕客户构建业务流，直接中断全部流程；
「业务档案」提交给业务服务处理，这里指业务属性的资料信息，并非场景流程；

【业务处理】

「数据导入」的真正目的，依赖系统的处理能力，从而实现相应的业务流程，在过程中会生成关键明细和结果数据；

2、导入流程

【1】应用后端接收用户提交的「导入」请求，动作接收成功后立即响应；
【2】完成「导入」记录的存储之后，通过MQ消息队列，解耦文件数据的处理流程；
【3】对文件进行解析，读取源数据并存储到明细表；
【4】遍历明细数据分别实现「客户」和「业务」的档案存储，此处会把失败原因最大限度回写到明细记录中，方便商务二次导入；
【5】完成数据入库后，更新「导入」动作的状态，最核心的是提供失败记录的明细和下载功能；

3、导出流程

【1】应用后端接收用户提交的「导出」请求，动作接收成功后立即响应，初始状态为：「处理中」；
【2】完成「导出」记录的存储之后，通过MQ消息队列，解耦文件的「创建」和「上传」流程；
【3】文件数据分为两部分，文件原内容和业务处理结果，组装为新的数据结构；
【4】创建新的文件，涉及数据表头的合并，数据内容的合并，以及「Excel」的格式构建，从而完成文件的生成过程；
【5】将生成的文件上传到文件服务器，由商务人员自行下载并导出，然后交付给渠道方；

四、结构设计

数据导入的表结构，是由具体业务场景决定的，此处就不做展示了；这里只看一看导入导出的调度表结构，即操作记录和状态以及数据明细的存储；

【动作记录】

存储「导入」和「导出」的请求记录，都涉及文件信息的管理，至于「业务ID」和「批次ID」是指集成业务的处理流程，同时也可以基于该「ID」限制同批次下的重复动作，降低不必要的资源占用；

【数据明细】

在「导入」的时候，对文件数据的临时记录表，方便对数据的多次读取和处理，避免流程中断导致文件的重复解析；

在「导出」的时候，需要依赖原数据的构建新的「Excel」文件，在交付渠道方时保证原内容的不变，只新增系统中业务的处理明细和结果；

五、实践总结

虽然对于「Excel」或者其他文件的「导入」和「导出」的参考案例很多；

但是在研发实践中，这依旧是一个不容易实现的过程，在数据和文件互相搬运的过程中，如何与「业务场景」进行平稳的集成，才是真正的复杂逻辑；

从开始工作直到现在，关于「导入」和「导出」的实现方案参考或者落地过很多个，整体可以从两个方向考虑；

【应用系统】

通常文件格式是「Excel」、「Word」、「Pdf」等，并且涉及的数据体量并不大，采取「异步」的方式解耦即可；

对于文件的「导入」来说，需要重点考虑的逻辑，在于如何与业务平稳集成，在出现问题时，能够给产品页面准确的信息反馈，从而提高文件的二次处理效率；

对于数据的「导出」来说，是一个「高危」的操作，通常是不分配大量数据的导出「权限」，如果有需求则要对数据进行计算分「批次」导出；

【数据系统】

数据体量较大的情况下，不推荐从应用系统考虑「优化」的策略；

如何确定「数据体量较大」的临界值，需要测试系统的处理能力，系统业务流量高峰时，去「并发」执行导入和导出，从而得出合理的数值，不过大部分产品都是限制单文件最大「5000」条；

从分布式架构中组装大量的数据并「导出」文件，其资源占用过高，并非主流的实践方案；

当下比较常见的方式，直接从「数据层面」入手，搭建「传输」或「转换」的通道，以「API」或者「页面入口」的方式，触发流程即可；

在数据体量超过应用系统的处理能力时，会搭建专用的「数据传输通道」来处理；

这种模式在数据型业务中很常用，可以隔离大量数据的「IO流」操作，确保应用系统运行的安全稳定，也可以极大提升数据和文件互相搬运的处理效率；

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异步导入导出架构设计

为什么要用异步？

在我们平时的业务系统中，文件导入，文件导出是一个很常见的业务需求。正常情况下，同步导出就可以满足我们80%的需求。但是对于数据量大，业务拼接复杂的系统来说，导出超时，导入超时是不可避免的，而且是无法忍受的。异步能让业务线程在后台运行，没有等待时间，处理完成通知出来就行了。这种场景在现实生活中也很常见，比如医院里面拍CT，做体检时的体检报告，都是延后去拿结果的。

异步导出的使用场景

那什么时候会需要用到异步呢？统计、导入、导出、发送模板消息、订单状态变更后的复杂业务处理。。。

它们都有共同的特点：

1.处理耗时长

2.业务优先级低

3.容易超时

4.数据量大

文件导出

异步导出的优缺点

异步的优点：

它能解决导出超时问题，能大大的提高接口请求处理速度，提高吞吐量，提升系统性能

任何事情都有两面性，也许不具有绝对性，但是在这里是成立的。既然它有那么多优点，当然也会有缺点。

异步的缺点：

它比同步导出要复杂得多，接口多了几倍，所需服务器也要多，学习成本高，开发成本高

架构图设计

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架构解析

按流程来：

1.前端发出导出请求

2.接口服务器接到请求并校验参数

3.如果参数不符，直接弹出校验结果，流程结束！

4.生成一个任务实体，状态设为处理中并将实体写入redis。开启异步线程，在异步方法中调用导出接口。返回给前端在处理中状态

5.前端接受到已经在处理中返回值，开启ajax轮询，每隔10秒请求一次任务查询状态接口

6.导出接口将数据拼接完成

7.将数据传到文件服务器生成文件并返回url

8.从redis中取出任务实体将url写入，并且将状态设为已完成并更新redis(后端处理流程就结束了)

9.前端ajax请求发现返回值状态变成已完成后，取出url并停止轮询。

10.前端请求清除任务实体接口，通过后端接口将redis中的对象移除。

11.前端展示导出结果，自动下载或者手动点击可以根据业务来。

这里还有一个页面初始化的按钮变化流程。

1.打开页面后导出按钮置灰不可点击

2.ajax请求查询任务状态接口，如果显示没有任务在进行中，那就让导出按钮可以点击。如果状态是导出已完成，则显示下载按钮相关页面

另外，为了防止意外出现redis死锁的情况，导致客户一直用不了导出功能，每个任务redis对象都有过期时间，设置为30分钟。也就是说，不管导出任务执行是否完成，30分钟后任务将放弃，用户可以再次点击导出按钮。

数据来源

接口设计

接口列表

1.获取任务状态 getTaskStatus

返回实体TaskResultOut：

字段	l类型	是否可为空	注释
status	int	不，默认0	任务状态（0=未开始，1=进行中 2=已完成）
message	string	是	提示信息（正确或错误）
url	string	是	文件地址
state	bool	不,默认fasle	任务成功还是失败（y）

2.注册导出任务（导出） registerExportTask

返回true/false,表明是否注册成功

3.清除任务状态 clearTaskInfo

返回true/fasle,表明清除是否成功

前端设计

前端js由前端编写,具体的由于嵌套太深，就不贴出来了,在架构解析中已经说的很详细了。

"export": function(e) {
return t.post(r.api.form["export"], e, {})
},
getTaskStatus: function(e) {
return t.post(r.api.form.getTaskStatus, e, {})
},
registerExportTask: function(e) {
return t.post(r.api.form.registerExportTask, e, {})
},
clearTaskInfo: function(e) {
return t.post(r.api.form.clearTaskInfo, e, {})
}

项目实际应用

点击取消后

异步导出的整个流程和设计就全在这里了。

文件导入的设计

由于篇幅有限，且导入的流程大同小异。直接奉上一副设计图吧。

多级异步导入方案

最后

代码是没有滴，东西是要自己创造滴！

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2018-04-15补充

一些人说需要贴代码，但这个是涉及3个服务器的协作，（前端服务器，node层web服务器，纯后端接口服务器），代码太过于零散且没有多余的技术含量，无法贴上来，加上这套机制我在C#大型电商项目和java的多个项目中都有部署应用。对于不同语言有不同的实现。就目前来说，在电商项目中稳定运行了一年多，它的可靠性已经得到了实际应用的考验。

服务器需求

组成这套系统最少要求（web服务器一台，接口服务器一台，redis服务器一台，文件服务器一台）

如果在java体系里面，前后端完全分离，且有服务器资源充足的情况下

前端服务器

node层服务器(集群)

后端接口层服务器(集群)

redis服务器

文件服务器

架构定位

对于小公司来说，服务器资源没有那么充足，可能实施起来有难度，且开发和学习成功较高

对于大型公司来说，对于大数据量和复杂业务的导出，可能早就有了成熟稳定的框架来支持，例如任务中心这种完善的异步消息来实现，具有高可用，可伸缩的等稳定性很强的系统，也用不到了，

因此这套架构适合于中型规模的公司