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株式会社ビットキー 情シスAdvent Calendar 2023

Day 20
@shiba_no_sukein株式会社ビットキー / Bitkey Inc.

Googleドライブ上のスプレッドシートのデータをBigQueryに連携する with GoogleAppsScript

Last updated at Posted at 2023-12-20

まえがき

この記事は株式会社ビットキー 情シス Advent Calendar 2023 の20日目の投稿です。

はじめまして。株式会社ビットキーのshiba_no_sukeです。

SaaSサービス利用がメインのビットキー情シスの世界に3か月前飛び込んできましたが、前職ではスクラッチで社内Webアプリなどを作る機会の方が多い情シス担当者でした。

今回、BigQueryについてお話ししますが、アプリ屋さんだった筆者の前提スキルをお伝えしておきます。

  • BigQuery、触ったことありません
  • SQL Serverは利用していたので、クエリは一応書けます
  • Javascriptは、まあまあ書けます

こんなレベル感の人間でも、何とかなります、という視点でご覧いただければ幸いです。

前提・課題

2023年12月現在、ビットキーでは受注・契約・請求などのデータを、Googleドライブで保管している、Googleスプレッドシート（GSS）で入力・管理しています。

これらのデータをGSS上で計算・加工して、管理会計の分析に利活用しています。

しかし、当然のことながら、元となるデータは日に日に増えていくため、GSSの計算処理は徐々に遅くなりつつあります。

また、GSSに埋め込まれた計算ロジックが、正しい範囲に適用されているよね…？この数字の計算って合ってるよね…？と、分析結果の確からしさに疑問が生まれることも出てきました。

そこで、速く・正確に、管理会計の分析をするために

  • GSSはデータ入力のインターフェイスとして専念させて、
  • BigQueryに複雑な計算処理をがんばってもらい、
  • Looker Studioで自由に見たい形の管理会計レポートを表現しよう！

と、Googleが提供する各種サービスを活用して改善しよう、いうことになりました。

この記事で、改善活動のすべてをお伝えすると、長ーったらしくなってしまうので、今回はBigQuery環境構築編と題して、BigQueryにGSSのデータをインポートするまで、をお伝えしようと思います。

概要

絵心がなさすぎですが、GSSデータをBigQueryに連携する、今回の簡単な構成イメージです。

Untitled.png

  • Googleドライブ上のGSSデータを、BigQueryの外部テーブル（一時テーブル）を経由して、BigQueryの標準テーブルに連携するのが、本記事のゴールです。
  • 一時テーブルを使用して、Googleドライブのデータにクエリを実行する方法はいくつかありますが、Google Apps Script（GAS）でGoogle BigQuery APIを利用できるため、筆者は「BigQuery APIでjobs.insertを呼び出す」という方法を選択しました。

ハンズオン

GSSデータを準備する

この記事では、GSSの2つのシートにあるデータを、BigQuery上の2つのテーブルに連携する、というシチュエーションでお伝えします。

  • GSSデータ

    • sheet1
    • sheet2

BigQuery標準テーブルを作成する

標準テーブルの作成方法はたくさんあるので、公式ドキュメントを参照しながら、お好きな方法で作成してください。
（ここはさほど難しくないので、詳細な手順は割愛します。）

作成後の標準テーブルは、以下のイメージです。

  • table_A（sheet1の連携先テーブル）
  • table_B（sheet2の連携先テーブル）

GSS上にGAS開発環境を作成し、BigQuery APIを呼べるようにする

次に、BigQuery APIを呼び出すためのGAS環境を作成します。

①GSSのメニュー：拡張機能 > Apps Scriptを選択して、新規のGASプロジェクトを作成します。

②サービスの追加を選択して、BigQuery APIを追加します。

③サービスの下にBigQueryが表示されていればOKです。

外部テーブル（一時テーブル）用のjsonスキーマ 兼 BigQueryのジョブ定義を作成する

次に、GSSとBigQueryの標準テーブルをつなぐ、外部テーブルの定義を構成するjsonスキーマでもあり、BigQueryのジョブ定義でもある、スクリプトファイルを作成します。

①GAS開発環境のメニュー：ファイルを追加 > スクリプトを選択します。

②以下のスクリプトを記入します。
（テーブル定義やBigQueryの環境変数は、適宜変更してください。）

const tableA_job = {
    "configuration": {
      "query": {
        //一時テーブルtemp_Aのデータを、BigQuery標準テーブルtable_Aに全件INSERTするというクエリ
        "query": "INSERT INTO dataset.table_A SELECT * FROM temp_A",
        "tableDefinitions": {
          "temp_A": {   //一時テーブルの名前をtemp_Aとしておく
            "autodetect": false,
            "sourceFormat": "GOOGLE_SHEETS",
            "sourceUris": [
              //データ連携対象のGSSのURLのSpreadsheetIDまでをセットする
              "https://docs.google.com/spreadsheets/d/***************************************"
            ],
            "googleSheetsOptions": {
              "range": "sheet1!A:E",  //GSSの連携対象のシートと範囲を指定する
              "skipLeadingRows": 1  //シートの連携対象からスキップしたい行数を指定する
            },
            "schema": {
              "fields": [
                {
                  "name": "a",
                  "type": "STRING"
                },
                {
                  "name": "b",
                  "type": "STRING"
                },
                {
                  "name": "c",
                  "type": "INTEGER"
                },
                {
                  "name": "d",
                  "type": "DATE"
                },
                {
                  "name": "e",
                  "type": "STRING"
                }
              ]
            }
          }
        },
        "useLegacySql": false
      },
      //ジョブのタイムアウト設定（ミリ秒）
      "jobTimeoutMs": 300000,
      //大量データの連携を検証するときは、dryRunをtrueにするようにしましょう！
      "dryRun":false
    },
    "jobReference": {
      //ロケーションを明示的に指定する
      "location": "your-location"
    }
  };

Sheet2のデータをtable_Bに連携するためのスクリプトも、同様に作成しています。

テーブルのカラム数が多い場合は、BigQueryのテーブルスキーマをJSON形式で取得すると便利です。

以下のサイトが大変参考になりました。

BigQueryのテーブルスキーマをJSON形式で取得する方法

BigQueryにデータをインポートするジョブを作成する実行文をGASで書く

最後に、Apps Scriptの公式ドキュメントに掲載されているサンプルをもとに、実行文を書いてみます。

①GAS開発環境のメニュー：ファイルを追加 > スクリプトを選択します。

②以下のスクリプトを記入します。
（BigQueryのプロジェクトIDなどは、別のスクリプトファイルで定数として定義しています。）

function insertJobs() {
  //スプレッドシートが置かれているGoogle DriveのフォルダのIDを指定する
  //フォルダID=ブラウザ上でドライブを開き、対象のフォルダにアクセスしたときのURLから確認できる
  //「https://drive.google.com/drive/folders/〇〇〇〇」の〇〇〇〇部分
  const folderId = GDRIVE_FOLDER_ID;
  DriveApp.getFolderById(folderId);

  //BigQueryのプロジェクトIDを指定する
  const projectId = BIGQUERY_PROJECT_ID;
  //BigQueryのロケーションを指定する
  const location = BIGQUERY_DATASET_LOCATION;

  //ジョブの定義
  const a_job = tableA_job;
  const b_job = tableB_job;

  try {
    //2テーブル分同時にジョブを仕込む
    const tableAJobInsert = BigQuery.Jobs.insert(a_job, projectId);
    const tableBJobInsert = BigQuery.Jobs.insert(b_job, projectId);

    //2つのジョブが完了するまでの間、5秒待ってジョブの結果を取りに行く、を繰り返す
    while (
      BigQuery.Jobs.get(projectId, tableAJobInsert.jobReference.jobId, { "location": location }).status.state != "DONE"
      || BigQuery.Jobs.get(projectId, tableBJobInsert.jobReference.jobId, { "location": location }).status.state != "DONE"
    ) Utilities.sleep(5000);

    //各ジョブの結果を取得する
    const tableAJobResult = BigQuery.Jobs.get(projectId, tableAJobInsert.jobReference.jobId, { "location": location });
    //table_AのデータINSERTに失敗したら、ジョブのエラー結果をキャッチする
    if (tableAJobResult.status.errorResult != null) {
      console.log('table_A:Job insertion failed.');
      console.log('error code:' + tableAJobResult.status.errorResult.reason);
      console.log('error message:' + tableAJobResult.status.errorResult.message);
    } else {
      //ジョブが成功したとき
      console.log('table_A:Job insertion succeeded!');
    }

    const tableBJobResult = BigQuery.Jobs.get(projectId, tableBJobInsert.jobReference.jobId, { "location": location });
    //table_BのデータINSERTに失敗したら、ジョブのエラー結果をキャッチする
    if (tableBJobResult.status.errorResult != null) {
      console.log('table_B:Job insertion failed.');
      console.log('error code:' + tableBJobResult.status.errorResult.reason);
      console.log('error message:' + tableBJobResult.status.errorResult.message);
    } else {
      //ジョブが成功したとき
      console.log('table_B:Job insertion succeeded!');
    }
  //スクリプトの中でエラーが発生したら、エラー結果をキャッチする
  } catch (err) {
    console.log('An error occurred in executing the script.');
    console.log(err);
  }
}

実行してみよう！

試しに、GAS開発環境で実行してみます。

table_Aもtable_Bも、成功という結果が返ってきました！！

本当に成功したのか、BigQueryのジョブの結果も見てみましょう。

同じ時間にtable_Aとtable_Bへのデータ連携ジョブが作成され、どちらも成功しています！

では、最後にテーブルの結果も見てみましょう。

  • table_A
  • table_B

どちらのテーブルにも、GSSに準備したデータが全件登録されていることが確認できました！

大量レコードを処理してみよう！

上記の方法を使って、同じGSS内で、以下の大量レコードを持つ2シート分のデータを処理してみます。

  • table_C

    • 列：A~Z（26カラム）✕ 30,000レコード
    • A列はINTEGER型で行番号を振り、B列はSTRING型の列に、C列以降は適当に計算させたINTEGER型の列になっています。

  • table_D

    • 列：A~Z（26カラム）✕ 50,000レコード
    • table_Cと同じ構成で、20,000レコード増やしました。

データとプログラムを準備して、GASを実行してみました。

なんと、30秒で成功という結果が返ってきました！

ホントかよ…と、ちょっと疑いたくなるぐらいですね…

ということで、ジョブとテーブルの結果も確認してみましょう。

  • table_C
  • table_D

30,000レコードのtable_Cは17秒で、50,000レコードのtable_Dは26秒で、データが連携されていることが確認できました！

BigQuery上なら、大量データの計算も加工も、とても速く実行することができます。

例えば、「table_Cとtable_DをA列をキーにINNER JOINし、（簡単な計算式ではあるけれど…）各列を計算させて30,000レコードSELECTする」といった以下のクエリの実行速度は、たったの1秒です！

SELECT
  c.A AS rowNo,
  c.B AS title,
  c.C + d.C AS C,
  c.D - d.C AS D,
  SAFE_MULTIPLY(c.E, d.E) AS E,
  c.F / d.F AS F,
  MOD(c.G, d.G) AS G,
  SAFE_MULTIPLY(c.H, d.H) AS H,
  c.I + d.I AS I,
  c.J - d.J AS J,
  SAFE_MULTIPLY(c.K, d.K) AS K,
  c.L / d.L AS L,
  MOD(c.M, d.M) AS M,
  SAFE_MULTIPLY(c.N, d.N) AS N,
  c.O + d.O AS O,
  c.P - d.P AS P,
  SAFE_MULTIPLY(c.Q, d.Q) AS Q,
  c.R / d.R AS R,
  MOD(c.S, d.S) AS S,
  SAFE_MULTIPLY(c.T, d.T) AS T,
  c.U + d.U AS U,
  c.V - d.V AS V,
  SAFE_MULTIPLY(c.W, d.W) AS W,
  c.X / d.X AS X,
  MOD(c.Y, d.Y) AS Y,
  SAFE_MULTIPLY(c.Z, d.Z) AS Z
FROM
  `dataset.table_C` AS c
INNER JOIN
  `dataset.table_D` AS d
ON
  c.A = d.A
ORDER BY
  rowNo

上記のクエリと同じ結果が得られるよう、GSS上で計算させてみたところ、30,000レコード分の全体の計算結果が返ってくるまで、約7秒かかりました。
（以下のような感じで、各列に計算式を入れています。）

もちろん、結果を単純比較することはできませんが、BigQueryが"分析用データベース"というだけのことはあるようです。

12/8の記事にも記載されている通り、BigQueryの利用料金は取り扱うデータ量によって変わります。
大量データの連携をいきなり実行する前に、以下の方法を取るようにしましょう。
①少量レコードの連携で、クエリの正確性を事前に確かめる
②ジョブ定義の"dryRun”を”true”にして、ジョブの作成・実行が成功するかを事前に確かめる

余談

GSSの同一ワークブック内のデータ量の限界は、1,000万セルとなっています。（2023/12時点）
26カラムの場合、理論上だと384,615レコード登録できる計算です。
この章の検証をするにあたって、限界までデータを登録するとGSSの挙動が不安定になるだろうと、半分の19万強レコードで検証しようと考えていました。
が、しかし、実際に19万レコードのデータをGSSに準備してみると、計算式を入れている関係もあるのか、GUIが固まってしまいました…（きっと、あるあるですよね！）
GSSの限界セル数は、段階を経て徐々に増えていますが、ゴリゴリ計算が必要なビッグデータを扱うのは難しい部分もあるようです。
改善計画の動機に戻ってしまいますが、データの分析や表示については、やはり、餅は餅屋ということで、BigQueryやLooker Studioに任せた方がよさそうだと感じました。

メリット/何が嬉しいのか

今回、上記の方法を選択したのには、いくつか理由がありました。

①データ連携のトリガーを自動化したい

・・・GASでBigQueryのジョブを作成する、という手段は、データ連携を一定のタイミングで自動的に実行する上で、比較的容易に実装することができると考えたからでした。

また、ジョブの作成を並行して実行できるため、複数のテーブルデータを連携するときに、データの静止点を作ることもできます。

②データ連携がエラーになったとき、外部でエラー内容をキャッチできるようにしたい

・・・GASでジョブの結果を取得することで、SlackやGmailでエラー結果を通知する、GSSにエラーログを転記する、など、様々な方法でエラー内容をキャッチすることができます。

継続課題（2023/12/20現在）

本記事を書いている時点では、GSS・BigQuery・Googleドライブの各環境に必要な権限が何か、という点を検証している段階であるため、詳細をお伝えすることができませんでした。

検証結果をまとめられたら、改善活動の続きとともに、新たな記事にできたらよいなと思っています。

最後に

はじめにお伝えした通り、「BigQuery？触ったことない！」という筆者でしたが、いろいろ調査・検証した結果、こんな方法もありますよー、という1つを、まとめることができたと思っています。

ですが、本記事の方法がベストだ！というわけではありません。

もっとよい方法があるよ、こんな方法もあるよ、という方がいらっしゃいましたら、ぜひ、共有していただけると幸いです！

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