Що таке MongoDB? Archiтектура, функції та приклад

Що таке MongoDB?

MongoDB це документно-орієнтована база даних NoSQL, яка використовується для зберігання великих обсягів даних. Замість використання таблиць і рядків, як у традиційних реляційних базах даних, MongoDB використовує колекції та документи. Документи складаються з пар ключ-значення, які є основною одиницею даних у MongoDBКолекції містять набори документів та функцій, що є еквівалентом таблиць реляційної бази даних. MongoDB це база даних, яка з’явилася на світ приблизно в середині 2000-х років.

MongoDB Функції

1. Кожна база даних містить колекції, які, у свою чергу, містять документи. Кожен документ може бути різним, з різною кількістю полів. Розмір та вміст кожного документа можуть відрізнятися один від одного.
2. Структура документа більше відповідає тому, як розробники будують свої класи та об’єкти на відповідних мовах програмування. Розробники часто кажуть, що їхні класи не є рядками та стовпцями, а мають чітку структуру з парами ключ-значення.
3. Рядки (або документи, як викликано в MongoDB) не потребують попереднього визначення схеми. Натомість поля можна створювати на льоту.
4. Доступна модель даних MongoDB дозволяє легше представляти ієрархічні зв'язки, зберігати масиви та інші складніші структури.
5. масштабованість - The MongoDB Середовища дуже масштабовані. Компанії по всьому світу мають визначені кластери, деякі з яких використовують понад 100 вузлів з приблизно мільйонами документів у базі даних.

MongoDB Приклад

Наведений нижче приклад показує, як можна моделювати документ MongoDB.

1. Поле _id додається MongoDB для однозначної ідентифікації документа в колекції.
2. Ви можете зазначити, що дані замовлення (OrderID, Product та Quantity), які в RDBMS зазвичай зберігаються в окремій таблиці, насправді зберігаються як вбудований документ у самій колекції. MongoDBЦе одна з ключових відмінностей у тому, як моделюються дані в MongoDB.

Ключові компоненти MongoDB Archiтектура

Нижче наведено кілька поширених термінів, які використовуються в MongoDB:

1. _id – Це поле обов’язкове для кожного MongoDB документ. Поле _id представляє унікальне значення в MongoDB документ. Поле _id схоже на первинний ключ документа. Якщо ви створюєте новий документ без поля _id, MongoDB автоматично створить поле. Наприклад, якщо ми бачимо приклад наведеної вище таблиці клієнтів, MongoDB додасть 24-значний унікальний ідентифікатор до кожного документа в колекції.

2. COLLECTION – Це групаping of MongoDB документи. Колекція є еквівалентом таблиці, яка створюється в будь-якій іншій СУБД, такій як Oracle або MS SQL. Колекція існує в одній базі даних. Як видно зі вступу, колекції не нав'язують жодної структури.
3. Курсор – Це вказівник на набір результатів запиту. Клієнти можуть ітерувати курсор, щоб отримати результати.
4. Database – Це контейнер для колекцій, як у RDBMS, де він є контейнером для таблиць. Кожна база даних отримує свій власний набір файлів у файловій системі. A MongoDB сервер може зберігати кілька баз даних.
5. Документ – Запис в а MongoDB Колекція, по суті, називається документом. Документ, у свою чергу, складатиметься з назв полів та значень.
6. Поле – Пара «ім’я-значення» в документі. Документ має нуль або більше полів. Поля аналогічні стовпцям у реляційних базах даних. На наступній діаграмі показано приклад полів із парами «ключ-значення». Отже, у наведеному нижче прикладі CustomerID та 11 є однією з пар «ключ-значення», визначених у документі.

7. JSON – Це відомо як JavaScript Нотація об’єктів. Це зрозумілий для людини формат звичайного тексту для вираження структурованих даних. Наразі JSON підтримується багатьма мовами програмування.

Коротка примітка про ключову різницю між полем _id і звичайним полем колекції. Поле _id використовується для унікальної ідентифікації документів у колекції та автоматично додається MongoDB коли колекція створена.

Навіщо використовувати MongoDB?

Нижче наведено кілька причин, чому варто почати використовувати MongoDB:

1. Документоорієнтований – Так як MongoDB це NoSQL замість того, щоб мати дані у форматі реляційного типу, вона зберігає дані в документах. Це робить MongoDB дуже гнучкий та адаптивний до реальних ситуацій та вимог ділового світу.
2. Спеціальні запити - MongoDB підтримує пошук за полями, запитами діапазону та пошук за регулярними виразами. Можна створювати запити для повернення певних полів у документах.
3. Індексація – Індекси можна створювати для покращення ефективності пошуку в MongoDB. Будь-яке поле в a MongoDB документ можна проіндексувати.
4. Реплікація - MongoDB може забезпечити високу доступність за допомогою наборів реплік. Набір реплік складається з двох або більше MongoDB екземпляри. Кожен член набору реплік може будь-коли виступати в ролі основної або додаткової репліки. Основна репліка – це головний сервер, який взаємодіє з клієнтом і виконує всі операції читання/запису. Вторинні репліки зберігають копію даних основного сервера за допомогою вбудованої реплікації. Коли основна репліка виходить з ладу, набір реплік автоматично перемикається на вторинний, і тоді він стає основним сервером.
5. Балансування навантаження - MongoDB використовує концепцію шардингу для горизонтального масштабування шляхом поділу даних на кілька MongoDB екземпляри. MongoDB може працювати на кількох серверах, балансуючи навантаження та/або дублюючи дані, щоб підтримувати працездатність системи у випадку апаратного збою.

Моделювання даних в MongoDB

Як ми бачили з вступного розділу, дані у MongoDB має гнучку схему. На відміну від в SQL бази даних, де ви повинні мати схему таблиці, оголошену перед вставкою даних, MongoDBКолекції не забезпечують дотримання структури документа. Саме така гнучкість робить MongoDB такий потужний.

Під час моделювання даних у MongoDB, пам’ятайте про наступне:

1. Які потреби має додаток – Розгляньте бізнес-потреби застосунку та визначте, які дані та типи даних потрібні для застосунку. Виходячи з цього, переконайтеся, що структура документа визначена відповідно.
2. Які шаблони пошуку даних – Якщо ви передбачаєте інтенсивне використання запитів, розгляньте можливість використання індексів у вашій моделі даних для підвищення ефективності запитів.
3. Чи часто відбуваються вставки, оновлення та видалення в базі даних? Перегляньте використання індексів або, якщо це необхідно, включіть шардінг у ваш дизайн моделювання даних, щоб підвищити ефективність вашої загальної системи. MongoDB середовищі.

Різниця між MongoDB & RDBMS

Нижче наведено деякі ключові відмінності між термінами MongoDB та РСУБД:

Окрім відмінностей у термінах, нижче наведено кілька інших відмінностей:

1. Відомо, що реляційні бази даних забезпечують цілісність даних. Це не є чіткою вимогою в MongoDB.
2. RDBMS вимагає, щоб дані були нормалізується по-перше, щоб запобігти появі осиротілих записів та дублікатів. Нормалізація даних вимагає більшої кількості таблиць, що призведе до більшої кількості об'єднань таблиць, а отже, потребує більшої кількості ключів та індексів. Зі зростанням баз даних продуктивність може стати проблемою. Знову ж таки, це не є явною вимогою в MongoDB. MongoDB є гнучким і не вимагає попередньої нормалізації даних.

Поширені запитання