MongoDB: что это, как работает, преимущества и недостатки
MongoDB – это система управления базами данных NoSQL с открытым исходным кодом, используется как альтернатива традиционным реляционным базам данных. Базы данных NoSQL полезны для работы с большими наборами распределенных данных. MongoDB – это инструмент, который может управлять документированной информацией, хранить и извлекать информацию.
Также используется для хранения больших объемов данных, сохраняя при этом высокую производительность. Организации используют MongoDB для специальных запросов, индексирования, балансировки нагрузки, агрегирования, выполнения JavaScript на стороне сервера и других функций.
Вместо использования таблиц и строк, как в реляционных базах данных, в качестве базы данных NoSQL архитектура MongoDB состоит из коллекций и документов. Документы состоят из пар ключ-значение – базовой единицы данных MongoDB. Коллекции, эквивалентные таблицам SQL, содержат наборы документов. MongoDB предлагает поддержку многих языков программирования, таких как C, C++, C#, Go, Java, Python, Ruby и Swift.
Как работает MongoDB?
MongoDB хранит данные в виде записей, состоящих из коллекций и документов. Документы содержат данные, которые пользователь хочет сохранить в базе данных MongoDB. Документы состоят из пар полей и значений. Они являются базовой единицей данных в MongoDB. Документы аналогичны нотации объектов JavaScript (JSON), но используют вариант, называемый двоичным JSON (BSON). Преимущество использования BSON заключается в том, что он поддерживает больше типов данных. Поля в этих документах аналогичны столбцам в реляционной базе данных. Согласно руководству пользователя MongoDB, содержащиеся значения могут быть различными типами данных, включая другие документы, массивы и массивы документов. Документы также будут включать первичный ключ в качестве уникального идентификатора. Структура документа изменяется путем добавления или удаления новых или существующих полей.
Наборы документов называются коллекциями и функционируют как эквивалент таблиц реляционной базы данных. Коллекции могут содержать данные любого типа, но ограничением является то, что данные в коллекции не могут быть распределены по разным базам данных. Пользователи MongoDB могут создавать несколько баз данных с несколькими коллекциями.
Оболочка mongo – это стандартный компонент дистрибутивов MongoDB с открытым исходным кодом. После установки MongoDB пользователи подключают оболочку mongo к своим работающим экземплярам. Оболочка действует как интерактивный интерфейс JavaScript для базы данных, который позволяет пользователям запрашивать и обновлять данные, а также выполнять административные операции.
Двоичное представление документов, подобных JSON , обеспечивается форматом хранения документов и обмена данными BSON. Автоматическое сегментирование – еще одна ключевая функция, которая позволяет распределять данные в коллекции MongoDB по нескольким системам для горизонтального масштабирования по мере увеличения объемов данных и требований к пропускной способности.
СУБД NoSQL использует единую главную архитектуру для обеспечения согласованности данных, при этом базы данных-получатели поддерживают копии первичной базы данных. Операции автоматически реплицируются в эти базы данных-получатели для автоматического переключения при сбое.
Особенности MongoDB:
– Репликация.
Набор реплик – это два или более экземпляра MongoDB, используемые для обеспечения высокой доступности. Наборы реплик состоят из первичных и вторичных серверов. Первичный сервер MongoDB выполняет все операции чтения и записи, а вторичная реплика хранит копию данных. Если первичная реплика выходит из строя, используется вторичная реплика.
– Балансировка нагрузки.
MongoDB обеспечивает балансировку нагрузки без необходимости использования отдельного выделенного балансировщика нагрузки посредством вертикального или горизонтального масштабирования.
– Интеграция данных.
Это объединяет данные для приложений, в том числе для гибридных и мультиоблачных приложений.
– Описания сложных структур данных.
Базы данных документов позволяют встраивать документы для описания вложенных структур (структура внутри структуры) и допускают изменения данных.
Преимущества MongoDB
– Без схемы.
Как и другие базы данных NoSQL, MongoDB не требует предопределенных схем. Он хранит любые типы данных. Это дает пользователям возможность создавать любое количество полей в документе, что упрощает масштабирование баз данных MongoDB по сравнению с реляционными базами данных.
– Документоориентированность.
Одним из преимуществ использования документов является то, что эти объекты сопоставляются с собственными типами данных на нескольких языках программирования. Наличие встроенных документов также снижает необходимость в соединениях баз данных, что может снизить затраты.
– Масштабируемость.
Основная функция MongoDB – горизонтальная масштабируемость, что делает ее полезной базой данных для компаний, использующих приложения для работы с большими данными. Кроме того, сегментирование позволяет базе данных распределять данные по кластеру компьютеров. MongoDB также поддерживает создание зон данных на основе сегментного ключа.
– Сторонняя поддержка.
MongoDB поддерживает несколько механизмов хранения и предоставляет подключаемые API-интерфейсы механизмов хранения, которые позволяют третьим сторонам разрабатывать свои собственные механизмы хранения для MongoDB.
– Агрегация.
СУБД также имеет встроенные возможности агрегации, которые позволяют пользователям запускать код MapReduce непосредственно в базе данных, а не запускать MapReduce на Hadoop. MongoDB также включает собственную файловую систему под названием GridFS, похожую на распределенную файловую систему Hadoop. Файловая система используется в первую очередь для хранения файлов, размер которых превышает ограничение BSON в 16 МБ на документ. Эти сходства позволяют использовать MongoDB вместо Hadoop, хотя программное обеспечение базы данных интегрируется с Hadoop, Spark и другими платформами обработки данных.
Недостатки MongoDB
– Непрерывность.
Благодаря стратегии автоматического переключения при отказе пользователь настраивает только один главный узел в кластере MongoDB. Если мастер выходит из строя, другой узел автоматически преобразуется в новый мастер. Это переключение обещает непрерывность, но оно не происходит мгновенно – оно может занять до минуты. Для сравнения, база данных Cassandra NoSQL поддерживает несколько главных узлов. Если один главный сервер выходит из строя, другой остается в режиме ожидания, создавая высокодоступную инфраструктуру базы данных.
– Пишите лимиты.
Единственный главный узел MongoDB также ограничивает скорость записи данных в базу данных – запись данных должна производится на главном узле, которая ограничена его емкостью.
– Согласованность данных.
MongoDB не обеспечивает полную ссылочную целостность за счет использования ограничений внешнего ключа, что может повлиять на согласованность данных.
– Безопасность.
Кроме того, аутентификация пользователей по умолчанию не включена в базах данных MongoDB. Однако злонамеренные хакеры атаковали большое количество незащищенных систем MongoDB, что привело к добавлению настройки по умолчанию, которая блокирует сетевые подключения к базам данных, если они не были настроены администратором базы данных.
Заключение
MongoDB была основана с целью создания лучшей базы данных для программистов и разработчиков. Сегодня MongoDB играет важную роль в управлении неструктурированными данными для тысяч компаний как ведущая база данных NoSQL.
Масштабируемость MongoDB делает ее идеальной для любой компании, которой требуется быстрое получение результатов при работе с большими наборами данных. Его инструменты, такие как Atlas и Compass, также ограничивают нагрузку на локальные серверы, используя облачные серверы для размещения своих данных в легкодоступной форме. MongoDB быстро распространилась, и ведущие корпорации, такие как Adobe и Lyft, уже используют эту платформу для размещения любых данных. Масштабируемость и универсальность дают MongoDB решающее преимущество перед многими другими базами данных NoSQL.
В заключение отметим, что MongoDB – отличный вариант как для локальной, так и для облачной работы. Если вы планируете организовать поиск по товарам – то существует сервис умного поиска с простой интеграцией и бесплатным пробным периодом.
Умный поиск для интернет-магазинов. 14 Дней бесплатно
