引言

随着数字化进程的不断推进，企业现在能够积累并分析海量且多样化的数据。这一优势使得许多企业开始采用数据驱动型经营（即基于数据的经营策略）。通过基于数据的客观判断，企业及其管理者可以获得诸多好处。

然而，要充分利用所积累的数据，就需要建立一个坚实的数据基础设施。然而，这并不是一次性完成的任务。随着企业日常运营中数据量和种类的不断增加，需要持续优化性能、调整设计，并引入适合的工具和解决方案。

在本文中，我们将通过一系列文章介绍AWS Glue——一个在AWS上构建数据基础设施时至关重要的服务。希望这些内容能为您在Glue的应用过程中提供一些启发。

数据基础设施是什么？

数据基础设施指的是企业或组织用来收集、管理和分析数据的一系列系统。

数据基础设施通常承担以下四个主要功能：

• 数据的收集
• 数据的存储
• 数据的加工
• 数据的分析

通常情况下，数据基础设施由以下三层结构组成：

• 数据湖
• 数据仓库
• 数据集市

虽然并没有硬性规定必须采用三层结构设计，但这一结构是数据基础设施中最基本的形式，因此非常值得掌握。

数据基础设施的四大功能

数据的收集
为了有效利用数据，首先需要收集各类数据。由于企业通常采用多个系统，数据往往分散在不同的地方进行管理。因此，必须将这些系统或数据库中孤立的数据集中起来。

注： “孤立数据”是指那些为单一目的保存且未与其他系统联通的数据，这些数据处于分割状态。

数据的存储
收集到的数据需要存储在数据基础设施中。通过利用数据湖，可以对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据等各种数据进行集中管理，实现统一存储。

数据的加工
为了实现高效的数据分析，需要将数据加工成易于分析的状态。恰当地处理数据对分析的性能和精度有重要影响，因此这一环节至关重要。

数据的分析
最后，对数据进行分析。为了使处理后的数据更便于作为决策依据，通常需要对数据进行可视化分析。近年来，有许多便捷的可视化和分析工具以及BI工具可供选择，选择适合的工具也是关键的一步。此外，越来越多的企业开始将人工智能引入到数据分析过程中。

数据基础设施的三层结构

数据湖
数据湖是用于存储海量数据的场所，这些数据以原始形式存储，包括结构化数据、半结构化数据和非结构化数据等各种类型。数据湖的优势在于能够以其原始形式存储各种数据，从而拓展了数据的使用范围。数据湖中的数据并不像数据仓库或数据集市那样具备特定的目的，而是为了未来可能的需求进行储备。

数据仓库
数据仓库是用于存储经过处理后的数据的场所，这些数据源自数据湖中的原始数据。为了便于分析，数据仓库中的数据通常会经过结构化、格式转换、重复数据删除和字符编码转换等清理处理。这些操作使得数据仓库能够存储一致性强且便于跨领域分析的数据。这些处理通常通过ETL（提取、转换、加载）流程来实现，后面将对ETL进行详细解释。

数据集市
数据集市是根据具体的业务部门、用途或目的，从数据仓库中提取出所需数据，并将其加工为便于使用的形式后进行存储的场所。与全面覆盖信息的数据库仓库不同，数据集市根据不同的用途和需求对数据进行分类存储。这种方法有助于快速获取数据并优化分析过程。

ETL处理

ETL处理是指将数据提取（Extract）、转换（Transform）为适合数据仓库（DWH）使用的格式并进行加工处理，最后加载（Load）到数据仓库的一系列过程。ETL的名称即来源于这三个步骤的首字母缩写。

AWS Glue概述

AWS Glue是一种在AWS上提供的无服务器、可扩展的数据集成服务。通过使用Glue，用户可以从AWS内外的多个数据源中进行数据的发现、准备、移动和整合，从而大大简化了数据分析、机器学习以及其他基于数据的应用程序的开发。

AWS Glue所提供的功能非常广泛，因此很难用一句话来概括Glue的服务性质。

下图展示了AWS Glue环境的架构。

图片出自AWS Glue concepts - AWS Glue 

 

AWS Glue的主要功能包括以下几点：

• Glue作业（Glue Job）
  Glue作业是AWS Glue中的核心功能之一，用于定义和执行数据的提取、转换和加载（ETL）流程。通过Glue作业，用户可以创建和管理一系列自动化的数据处理任务。

• Glue数据目录（Glue Data Catalog）
  Glue数据目录是一个持久的元数据存储库，用于存储与数据存储位置和架构相关的元数据。它使得不同的数据源之间能够轻松共享和访问数据，并且可以作为多个AWS服务（如Amazon Athena、Amazon Redshift等）的共享数据元数据存储。

Glue作业

Glue作业是一个允许用户使用Python编写程序，以无服务器方式实现ETL处理的功能。尽管它与AWS Lambda有类似之处，但Glue作业在Apache Spark环境中运行，专门针对ETL处理提供内置功能和适合数据处理的资源。Glue作业还可以基于时间表或特定事件触发执行，灵活性极高。

Glue数据目录

Glue数据目录是一个用于存储数据元数据的集中式存储库。通过Glue数据目录，用户可以管理存储在S3上的结构化数据（如CSV和Parquet文件）的架构信息和文件位置等元数据。它还包含定义ETL作业所需的其他元数据，并可以保存数据的更改历史记录。虽然用户可以手动定义架构，但也可以利用Glue的爬虫（Crawler）功能自动从数据文件中检测并生成架构信息。

总结

本文概述了数据基础设施的基本概念和AWS Glue的关键功能。我们详细介绍了Glue作业的无服务器ETL处理能力，以及Glue数据目录在管理和存储数据元数据中的重要作用。通过理解这些核心功能，企业可以更高效地构建和优化其数据基础设施，为数据分析、机器学习等应用打下坚实基础。