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# 台球场 ETL 系统（模块化版本）合并文档
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本文为原多份文档（如 `INDEX.md`、`QUICK_START.md`、`ARCHITECTURE.md`、`MIGRATION_GUIDE.md`、`PROJECT_STRUCTURE.md`、`README.md` 等）的合并版，只保留与**当前项目本身**相关的内容：项目说明、目录结构、架构设计、数据与控制流程、迁移与扩展指南等，不包含修改历史和重构过程描述。
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## 1. 项目概述
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台球场 ETL 系统是一个面向门店业务的专业 ETL 工程项目，用于从外部业务 API 拉取订单、支付、会员等数据，经过解析、校验、SCD2 处理、质量检查后写入 PostgreSQL 数据库，并支持增量同步和任务运行追踪。
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系统采用模块化、分层架构设计，核心特性包括：
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- 模块化目录结构（配置、数据库、API、模型、加载器、SCD2、质量检查、编排、任务、CLI、工具、测试等分层清晰）。
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- 完整的配置管理：默认值 + 环境变量 + CLI 参数多层覆盖。
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- 可复用的数据库访问层（连接管理、批量 Upsert 封装）。
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- 支持重试与分页的 API 客户端。
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- 类型安全的数据解析与校验模块。
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- SCD2 维度历史管理。
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- 数据质量检查（例如余额一致性检查）。
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- 任务编排层统一调度、游标管理与运行追踪。
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- 命令行入口统一管理任务执行，支持筛选任务、Dry-run 等模式。
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## 2. 快速开始
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### 2.1 环境准备
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- Python 版本：建议 3.10+
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- 数据库：PostgreSQL
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- 操作系统：Windows / Linux / macOS 均可
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```bash
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# 克隆/下载代码后进入项目目录
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cd etl_billiards/
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ls -la
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```
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你会看到下述目录结构的顶层部分（详细见第 4 章）：
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- `config/` - 配置管理
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- `database/` - 数据库访问
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- `api/` - API 客户端
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- `tasks/` - ETL 任务实现
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- `cli/` - 命令行入口
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- `docs/` - 技术文档
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### 2.2 安装依赖
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```bash
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pip install -r requirements.txt
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```
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主要依赖示例（按实际 `requirements.txt` 为准）：
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- `psycopg2-binary`：PostgreSQL 驱动
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- `requests`：HTTP 客户端
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- `python-dateutil`：时间处理
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- `tzdata`：时区数据
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### 2.3 配置环境变量
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复制并修改环境变量模板：
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```bash
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cp .env.example .env
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# 使用你习惯的编辑器修改 .env
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```
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`.env` 示例（最小配置）：
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```bash
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# 数据库
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PG_DSN=postgresql://user:password@localhost:5432/LLZQ
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# API
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API_BASE=https://api.example.com
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API_TOKEN=your_token_here
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# 门店/应用
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STORE_ID=2790685415443269
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TIMEZONE=Asia/Taipei
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# 目录
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EXPORT_ROOT=/path/to/export
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LOG_ROOT=/path/to/logs
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```
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> 所有配置项的默认值见 `config/defaults.py`，最终生效配置由「默认值 + 环境变量 + CLI 参数」三层叠加。
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### 2.4 运行第一个任务
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通过 CLI 入口运行：
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```bash
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# 运行所有任务
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python -m cli.main
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# 仅运行订单任务
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python -m cli.main --tasks ORDERS
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# 运行订单 + 支付
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python -m cli.main --tasks ORDERS,PAYMENTS
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# Windows 使用脚本
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run_etl.bat --tasks ORDERS
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# Linux / macOS 使用脚本
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./run_etl.sh --tasks ORDERS
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```
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### 2.5 查看结果
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- 日志目录：使用 `LOG_ROOT` 指定，例如
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```bash
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ls -la D:\LLZQ\DB\logs/
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```
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- 导出目录：使用 `EXPORT_ROOT` 指定，例如
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```bash
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ls -la D:\LLZQ\DB\export/
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```
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## 3. 常用命令与开发工具
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### 3.1 CLI 常用命令
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```bash
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# 运行所有任务
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python -m cli.main
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# 运行指定任务
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python -m cli.main --tasks ORDERS,PAYMENTS,MEMBERS
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# 使用自定义数据库
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python -m cli.main --pg-dsn "postgresql://user:password@host:5432/db"
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# 使用自定义 API 端点
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python -m cli.main --api-base "https://api.example.com" --api-token "..."
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# 试运行（不写入数据库）
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python -m cli.main --dry-run --tasks ORDERS
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```
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### 3.2 IDE / 代码质量工具（示例：VSCode）
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`.vscode/settings.json` 示例：
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```json
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{
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"python.linting.enabled": true,
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"python.linting.pylintEnabled": true,
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"python.formatting.provider": "black",
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"python.testing.pytestEnabled": true
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}
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```
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代码格式化与检查：
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```bash
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pip install black isort pylint
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black .
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isort .
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pylint etl_billiards/
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```
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### 3.3 测试
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```bash
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# 安装测试依赖（按需）
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pip install pytest pytest-cov
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# 运行全部测试
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pytest
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# 仅运行单元测试
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pytest tests/unit/
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# 生成覆盖率报告
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pytest --cov=. --cov-report=html
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```
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测试示例（按实际项目为准）：
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- `tests/unit/test_config.py` – 配置管理单元测试
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- `tests/unit/test_parsers.py` – 解析器单元测试
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- `tests/integration/test_database.py` – 数据库集成测试
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#### 3.3.1 测试模式（ONLINE / OFFLINE）
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- `TEST_MODE=ONLINE`（默认）时，测试会模拟实时 API，完整执行 E/T/L。
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- `TEST_MODE=OFFLINE` 时，测试改为从 `TEST_JSON_ARCHIVE_DIR` 指定的归档 JSON 中读取数据，仅做 Transform + Load，适合验证本地归档数据是否仍可回放。
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- `TEST_JSON_ARCHIVE_DIR`：离线 JSON 归档目录（示例：`tests/testdata_json` 或 CI 产出的快照）。
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- `TEST_JSON_TEMP_DIR`：测试生成的临时 JSON 输出目录，便于隔离每次运行的数据。
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- `TEST_DB_DSN`：可选，若设置则单元测试会连接到此 PostgreSQL DSN，实打实执行写库；留空时测试使用内存伪库，避免依赖数据库。
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示例命令：
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```bash
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# 在线模式覆盖所有任务
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TEST_MODE=ONLINE pytest tests/unit/test_etl_tasks_online.py
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# 离线模式使用归档 JSON 覆盖所有任务
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TEST_MODE=OFFLINE TEST_JSON_ARCHIVE_DIR=tests/testdata_json pytest tests/unit/test_etl_tasks_offline.py
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# 使用脚本按需组合参数（示例：在线 + 仅订单用例）
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python scripts/run_tests.py --suite online --mode ONLINE --keyword ORDERS
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# 使用脚本连接真实测试库并回放离线模式
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python scripts/run_tests.py --suite offline --mode OFFLINE --db-dsn postgresql://user:pwd@localhost:5432/testdb
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# 使用“指令仓库”中的预置命令
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python scripts/run_tests.py --preset offline_realdb
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python scripts/run_tests.py --list-presets # 查看或自定义 scripts/test_presets.py
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```
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## 4. 项目结构与文件说明
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### 4.1 总体目录结构（树状图）
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```text
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etl_billiards/
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├── README.md # 项目总览和使用说明
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├── MIGRATION_GUIDE.md # 从旧版本迁移指南
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├── requirements.txt # Python 依赖列表
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├── setup.py # 项目安装配置
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├── .env.example # 环境变量配置模板
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├── .gitignore # Git 忽略文件配置
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├── run_etl.sh # Linux/Mac 运行脚本
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├── run_etl.bat # Windows 运行脚本
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│
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├── config/ # 配置管理模块
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│ ├── __init__.py
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│ ├── defaults.py # 默认配置值定义
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│ ├── env_parser.py # 环境变量解析器
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│ └── settings.py # 配置管理主类
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│
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├── database/ # 数据库访问层
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│ ├── __init__.py
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│ ├── connection.py # 数据库连接管理
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│ └── operations.py # 批量操作封装
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│
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├── api/ # HTTP API 客户端
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│ ├── __init__.py
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│ └── client.py # API 客户端（重试 + 分页）
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│
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├── models/ # 数据模型层
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│ ├── __init__.py
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│ ├── parsers.py # 类型解析器
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│ └── validators.py # 数据验证器
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│
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├── loaders/ # 数据加载器层
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│ ├── __init__.py
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│ ├── base_loader.py # 加载器基类
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│ ├── dimensions/ # 维度表加载器
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│ │ ├── __init__.py
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│ │ └── member.py # 会员维度加载器
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│ └── facts/ # 事实表加载器
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│ ├── __init__.py
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||
│ ├── order.py # 订单事实表加载器
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||
│ └── payment.py # 支付记录加载器
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│
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├── scd/ # SCD2 处理层
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│ ├── __init__.py
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│ └── scd2_handler.py # SCD2 历史记录处理器
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│
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├── quality/ # 数据质量检查层
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│ ├── __init__.py
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│ ├── base_checker.py # 质量检查器基类
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│ └── balance_checker.py # 余额一致性检查器
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│
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├── orchestration/ # ETL 编排层
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│ ├── __init__.py
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│ ├── scheduler.py # ETL 调度器
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│ ├── task_registry.py # 任务注册表（工厂模式）
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│ ├── cursor_manager.py # 游标管理器
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│ └── run_tracker.py # 运行记录追踪器
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│
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├── tasks/ # ETL 任务层
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│ ├── __init__.py
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│ ├── base_task.py # 任务基类（模板方法）
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│ ├── orders_task.py # 订单 ETL 任务
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│ ├── payments_task.py # 支付 ETL 任务
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│ └── members_task.py # 会员 ETL 任务
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│
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├── cli/ # 命令行接口层
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│ ├── __init__.py
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│ └── main.py # CLI 主入口
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│
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├── utils/ # 工具函数
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│ ├── __init__.py
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│ └── helpers.py # 通用工具函数
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│
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├── tests/ # 测试代码
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│ ├── __init__.py
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│ ├── unit/ # 单元测试
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│ │ ├── __init__.py
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│ │ ├── test_config.py
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│ │ └── test_parsers.py
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│ ├── testdata_json/ # 清洗入库用的测试Json文件
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│ │ └── XX.json
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│ └── integration/ # 集成测试
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│ ├── __init__.py
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||
│ └── test_database.py
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│
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└── docs/ # 文档
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||
└── ARCHITECTURE.md # 架构设计文档
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```
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### 4.2 各模块职责概览
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- **config/**
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- 统一配置入口，支持默认值、环境变量、命令行参数三层覆盖。
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- **database/**
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- 封装 PostgreSQL 连接与批量操作（插入、更新、Upsert 等）。
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- **api/**
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- 对上游业务 API 的 HTTP 调用进行统一封装，支持重试、分页与超时控制。
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- **models/**
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- 提供类型解析器（时间戳、金额、整数等）与业务级数据校验器。
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- **loaders/**
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- 提供事实表与维度表的加载逻辑（包含批量 Upsert、统计写入结果等）。
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- **scd/**
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- 维度型数据的 SCD2 历史管理（有效期、版本标记等）。
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- **quality/**
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||
- 质量检查策略，例如余额一致性、记录数量对齐等。
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- **orchestration/**
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- 任务调度、任务注册、游标管理（增量窗口）、运行记录追踪。
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||
- **tasks/**
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- 具体业务任务（订单、支付、会员等），封装了从“取数 → 处理 → 写库 → 记录结果”的完整流程。
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- **cli/**
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- 命令行入口，解析参数并启动调度流程。
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- **utils/**
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- 杂项工具函数。
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- **tests/**
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||
- 单元测试与集成测试代码。
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## 5. 架构设计与流程说明
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### 5.1 分层架构图
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```text
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┌─────────────────────────────────────┐
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│ CLI 命令行接口 │ <- cli/main.py
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└─────────────┬───────────────────────┘
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│
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┌─────────────▼───────────────────────┐
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||
│ Orchestration 编排层 │ <- orchestration/
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│ (Scheduler, TaskRegistry, ...) │
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└─────────────┬───────────────────────┘
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||
│
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┌─────────────▼───────────────────────┐
|
||
│ Tasks 任务层 │ <- tasks/
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||
│ (OrdersTask, PaymentsTask, ...) │
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└───┬─────────┬─────────┬─────────────┘
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│ │ │
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▼ ▼ ▼
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┌────────┐ ┌─────┐ ┌──────────┐
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||
│Loaders │ │ SCD │ │ Quality │ <- loaders/, scd/, quality/
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└────────┘ └─────┘ └──────────┘
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||
│
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┌───────▼────────┐
|
||
│ Models 模型 │ <- models/
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└───────┬────────┘
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||
│
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┌───────▼────────┐
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||
│ API 客户端 │ <- api/
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└───────┬────────┘
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||
│
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┌───────▼────────┐
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||
│ Database 访问 │ <- database/
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└───────┬────────┘
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||
│
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||
┌───────▼────────┐
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||
│ Config 配置 │ <- config/
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└────────────────┘
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```
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### 5.2 各层职责（当前设计）
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- **CLI 层 (`cli/`)**
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- 解析命令行参数（指定任务列表、Dry-run、覆盖配置项等）。
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- 初始化配置与日志后交由编排层执行。
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- **编排层 (`orchestration/`)**
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- `scheduler.py`：根据配置与 CLI 参数选择需要执行的任务，控制执行顺序和并行策略。
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- `task_registry.py`：提供任务注册表，按任务代码创建任务实例（工厂模式）。
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- `cursor_manager.py`：管理增量游标（时间窗口 / ID 游标）。
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- `run_tracker.py`：记录每次任务运行的状态、统计信息和错误信息。
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- **任务层 (`tasks/`)**
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- `base_task.py`：定义任务执行模板流程（模板方法模式），包括获取窗口、调用上游、解析 / 校验、写库、更新游标等。
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- `orders_task.py` / `payments_task.py` / `members_task.py`：实现具体任务逻辑（订单、支付、会员）。
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- **加载器 / SCD / 质量层**
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- `loaders/`：根据目标表封装 Upsert / Insert / Update 逻辑。
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- `scd/scd2_handler.py`：为维度表提供 SCD2 历史管理能力。
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- `quality/`：执行数据质量检查，如余额对账。
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||
- **模型层 (`models/`)**
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- `parsers.py`：负责数据类型转换（字符串 → 时间戳、Decimal、int 等）。
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- `validators.py`：执行字段级和记录级的数据校验。
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- **API 层 (`api/client.py`)**
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- 封装 HTTP 调用，处理重试、超时及分页。
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- **数据库层 (`database/`)**
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- 管理数据库连接及上下文。
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- 提供批量插入 / 更新 / Upsert 操作接口。
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- **配置层 (`config/`)**
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- 定义配置项默认值。
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- 解析环境变量并进行类型转换。
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- 对外提供统一配置对象。
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### 5.3 设计模式（当前使用）
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- 工厂模式：任务注册 / 创建（`TaskRegistry`）。
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- 模板方法模式：任务执行流程（`BaseTask`）。
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- 策略模式：不同 Loader / Checker 实现不同策略。
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- 依赖注入：通过构造函数向任务传入 `db`、`api`、`config` 等依赖。
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### 5.4 数据与控制流程
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整体流程：
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1. CLI 解析参数并加载配置。
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2. Scheduler 构建数据库连接、API 客户端等依赖。
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3. Scheduler 遍历任务配置，从 `TaskRegistry` 获取任务类并实例化。
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4. 每个任务按统一模板执行：
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- 读取游标 / 时间窗口。
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- 调用 API 拉取数据（可分页）。
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- 解析、验证数据。
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- 通过 Loader 写入数据库（事实表 / 维度表 / SCD2）。
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- 执行质量检查。
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- 更新游标与运行记录。
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5. 所有任务执行完成后，释放连接并退出进程。
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### 5.5 错误处理策略
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- 单个任务失败不影响其他任务执行。
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- 数据库操作异常自动回滚当前事务。
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- API 请求失败时按配置进行重试，超过重试次数记录错误并终止该任务。
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- 所有错误被记录到日志和运行追踪表，便于事后排查。
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## 6. 迁移指南（从旧脚本到当前项目）
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本节用于说明如何从旧的单文件脚本（如 `task_merged.py`）迁移到当前模块化项目，属于当前项目的使用说明，不涉及历史对比细节。
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### 6.1 核心功能映射示意
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| 旧版本函数 / 类 | 新版本位置 | 说明 |
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|---------------------------|--------------------------------------------------------|----------------|
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| `DEFAULTS` 字典 | `config/defaults.py` | 配置默认值 |
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| `build_config()` | `config/settings.py::AppConfig.load()` | 配置加载 |
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| `Pg` 类 | `database/connection.py::DatabaseConnection` | 数据库连接 |
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| `http_get_json()` | `api/client.py::APIClient.get()` | API 请求 |
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| `paged_get()` | `api/client.py::APIClient.get_paginated()` | 分页请求 |
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| `parse_ts()` | `models/parsers.py::TypeParser.parse_timestamp()` | 时间解析 |
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||
| `upsert_fact_order()` | `loaders/facts/order.py::OrderLoader.upsert_orders()` | 订单加载 |
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| `scd2_upsert()` | `scd/scd2_handler.py::SCD2Handler.upsert()` | SCD2 处理 |
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| `run_task_orders()` | `tasks/orders_task.py::OrdersTask.execute()` | 订单任务 |
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| `main()` | `cli/main.py::main()` | 主入口 |
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### 6.2 典型迁移步骤
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1. **配置迁移**
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- 原来在 `DEFAULTS` 或脚本内硬编码的配置，迁移到 `.env` 与 `config/defaults.py`。
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- 使用 `AppConfig.load()` 统一获取配置。
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2. **并行运行验证**
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```bash
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# 旧脚本
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python task_merged.py --tasks ORDERS
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# 新项目
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python -m cli.main --tasks ORDERS
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```
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对比新旧版本导出的数据表和日志，确认一致性。
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3. **自定义逻辑迁移**
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- 原脚本中的自定义清洗逻辑 → 放入相应 `loaders/` 或任务类中。
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- 自定义任务 → 在 `tasks/` 中实现并在 `task_registry` 中注册。
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- 自定义 API 调用 → 扩展 `api/client.py` 或单独封装服务类。
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4. **逐步切换**
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- 先在测试环境并行运行。
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- 再逐步切换生产任务到新版本。
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## 7. 开发与扩展指南（当前项目）
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### 7.1 添加新任务
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1. 在 `tasks/` 目录创建任务类：
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||
```python
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from .base_task import BaseTask
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class MyTask(BaseTask):
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def get_task_code(self) -> str:
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return "MY_TASK"
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def execute(self) -> dict:
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# 1. 获取时间窗口
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window_start, window_end, _ = self._get_time_window()
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# 2. 调用 API 获取数据
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records, _ = self.api.get_paginated(...)
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# 3. 解析 / 校验
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parsed = [self._parse(r) for r in records]
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# 4. 加载数据
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loader = MyLoader(self.db)
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inserted, updated, _ = loader.upsert(parsed)
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# 5. 提交并返回结果
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self.db.commit()
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return self._build_result("SUCCESS", {
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"inserted": inserted,
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"updated": updated,
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})
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```
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2. 在 `orchestration/task_registry.py` 中注册：
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```python
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from tasks.my_task import MyTask
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default_registry.register("MY_TASK", MyTask)
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```
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3. 在任务配置表中启用（示例）：
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```sql
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INSERT INTO etl_admin.etl_task (task_code, store_id, enabled)
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VALUES ('MY_TASK', 123456, TRUE);
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```
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### 7.2 添加新加载器
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```python
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from loaders.base_loader import BaseLoader
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class MyLoader(BaseLoader):
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def upsert(self, records: list) -> tuple:
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sql = "INSERT INTO table_name (...) VALUES (...) ON CONFLICT (...) DO UPDATE SET ... RETURNING (xmax = 0) AS inserted"
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inserted, updated = self.db.batch_upsert_with_returning(
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sql, records, page_size=self._batch_size()
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)
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return (inserted, updated, 0)
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```
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### 7.3 添加新质量检查器
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1. 在 `quality/` 中实现检查器，继承 `base_checker.py`。
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2. 在任务或调度流程中调用该检查器，在写库后进行验证。
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### 7.4 类型解析与校验扩展
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- 在 `models/parsers.py` 中添加新类型解析方法。
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- 在 `models/validators.py` 中添加新规则（如枚举校验、跨字段校验等）。
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## 8. 常见问题排查
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### 8.1 数据库连接失败
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```text
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错误: could not connect to server
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排查要点：
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- 检查 `PG_DSN` 或相关数据库配置是否正确。
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- 确认数据库服务是否启动、网络是否可达。
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### 8.2 API 请求超时
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```text
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错误: requests.exceptions.Timeout
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```
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排查要点：
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- 检查 `API_BASE` 地址与网络连通性。
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- 适当提高超时与重试次数（在配置中调整）。
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### 8.3 模块导入错误
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```text
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错误: ModuleNotFoundError
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```
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排查要点：
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- 确认在项目根目录下运行（包含 `etl_billiards/` 包）。
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- 或通过 `pip install -e .` 以可编辑模式安装项目。
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### 8.4 权限相关问题
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```text
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错误: Permission denied
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```
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排查要点：
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- 脚本无执行权限：`chmod +x run_etl.sh`。
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- Windows 需要以管理员身份运行，或修改日志 / 导出目录权限。
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## 9. 使用前检查清单
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在正式运行前建议确认：
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- [ ] 已安装 Python 3.10+。
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- [ ] 已执行 `pip install -r requirements.txt`。
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- [ ] `.env` 已配置正确（数据库、API、门店 ID、路径等）。
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- [ ] PostgreSQL 数据库可连接。
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- [ ] API 服务可访问且凭证有效。
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- [ ] `LOG_ROOT`、`EXPORT_ROOT` 目录存在且拥有写权限。
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## 10. 参考说明
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- 本文已合并原有的快速开始、项目结构、架构说明、迁移指南等内容，可作为当前项目的统一说明文档。
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- 如需在此基础上拆分多份文档，可按章节拆出，例如「快速开始」「架构设计」「迁移指南」「开发扩展」等。
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