Все о MongoDB: преимущества, функции и инструменты для использования

Почему и когда следует использовать MongoDB?

Введение в MongoDB: функции и архитектура

Согласно рейтингу DB-Engine, самыми популярными базами данных в мире являются Oracle, MySQL, SQL Server, PostgreSQL. В таких базах данные хранятся в таблицах, и основной принцип их работы - написание запросов. Однако есть база данных с другой архитектурой - MongoDB, которая занимает пятое место в приведенном выше рейтинге. В этой статье будет объяснено, как это работает, описаны его преимущества и инструменты отчетности для отображения данных.

Что такое MongoDB?

MongoDB - это документно-ориентированная база данных NoSQL, используемая для хранения больших объемов данных. Вместо использования таблиц и строк, как в традиционных реляционных базах данных, MongoDB использует коллекции и документы. Документы состоят из пар ключ-значение, которые являются базовой единицей данных в MongoDB. Коллекции содержат наборы документов и функций, что эквивалентно таблицам реляционной базы данных.

MongoDB может работать с разными языками программирования: PHP, Perl, C / C ++. Также возможно подключить MongoDB к Node JS.

Но, даже учитывая все недостатки традиционных баз данных и преимущества MongoDB, нужно сказать, что задачи разные и способы их решения разные. В некоторых случаях MongoDB значительно улучшит производительность вашего приложения, например, если вам нужно хранить данные со сложной структурой. В противном случае было бы лучше использовать традиционные реляционные базы данных.

Преимущества MongoDB

• Гибкость - MongoDB хранит данные в документах JSON, а не в таблицах. Это позволяет хранить информацию со сложной структурой. При этом содержание и размер документов могут быть разными, и нет необходимости создавать конкретную схему базы данных. Таким образом, определение и соблюдение схемы необязательно;
• Кроссплатформенность - MongoDB можно использовать в операционных системах Windows, Linux (Ubuntu, Debian, CentOS), macOS;
• Если вы знакомы с объектами JSON или языком javascript, вам будет легче понять и использовать NoSQL;
• Динамические запросы к документам;
• Репликация - MongoDB может работать на нескольких серверах;
• Простая масштабируемость;
• NoSQL - лучший выбор для хранения иерархических данных.

Дополнительные преимущества

Формат данных в MongoDB

JSON - широко распространенный стандарт для обмена и хранения данных. Он полностью описывает данные, которые имеют сложную структуру. В этом отношении способ хранения данных в MongoDB аналогичен JSON, хотя формально JSON не используется. MongoDB использует для хранения формат BSON (двоичный JSON).

BSON позволяет быстрее работать с данными: быстрее искать и обрабатывать. Хотя BSON, в отличие от хранения данных в формате JSON, имеет небольшой недостаток: данные в формате JSON занимают меньше места, чем в формате BSON. С другой стороны, этот недостаток кажется преимуществом, если мы говорим о скорости.

Документы вместо строк

В то время как реляционные базы данных хранят строки, MongoDB хранит документы. В отличие от строк, документы могут хранить информацию сложной по структуре. Документ похож на хранилище ключей и значений, где ключ служит простой меткой, с которой связан определенный фрагмент данных.

Однако, при всех различиях, одна характеристика сближает MongoDB и реляционные базы данных - первичный ключ. Он описывает определенный столбец, который имеет уникальные значения. MongoDB имеет уникальный идентификатор для каждого документа с именем _id. И если вы не укажете его значение явно, MongoDB автоматически сгенерирует для него значение.

Каждый ключ связан с определенным значением. Но здесь также нужно учитывать одну особенность: если реляционные базы данных имеют четко определенную структуру с полями, и если какое-то поле не имеет значения, ему (в зависимости от настроек конкретной базы данных) может быть присвоено значение NULL. . Для MongoDB он отличается: если значение не связано с ключом, этот ключ опускается в документе и не используется.

Коллекции

В то время как в традиционном SQL есть таблицы, в MongoDB есть коллекции. И предположим, что в таблицах реляционной базы данных хранятся однотипные жестко структурированные объекты. В этом случае коллекция может содержать различные объекты с разной структурой и другим набором свойств.

Репликация

Система хранения в MongoDB представляет собой набор реплик. В этом наборе есть первичный узел, а также может быть набор вторичных узлов. Все вторичные узлы остаются нетронутыми и автоматически обновляются при обновлении главного узла. И если первичный узел по какой-то причине выходит из строя, то один из вторичных узлов становится основным.

Легкость использования

Отсутствие жесткой схемы базы данных и, следовательно, необходимость воссоздания этой схемы при малейшем изменении концепции хранения данных значительно упрощает работу с базами данных MongoDB и дальнейшее масштабирование. Это также экономит время разработчиков. Им больше не нужно думать о восстановлении базы данных и тратить время на создание сложных запросов.

GridFS

Одна из проблем любой системы баз данных - хранение больших объемов данных. Вы можете сохранять данные в файлы, используя различные языки программирования. Некоторые базы данных предлагают специальные типы данных для хранения двоичных данных в базе данных (например, BLOB в MySQL).

В отличие от реляционных баз данных, MongoDB позволяет сохранять различные документы с разными наборами данных. Однако размер документа ограничен 16 МБ. В этом случае MongoDB предлагает решение - специальную технологию GridFS, которая позволяет хранить данные размером более 16 МБ.

Система GridFS состоит из двух коллекций. Первая коллекция, называемая файлы, хранит имена файлов, а также их метаданные, такие как размер. Другая коллекция, называемая фрагментами, хранит данные файлов небольшими фрагментами, обычно фрагментами по 256 КБ.

Ключевые компоненты архитектуры MongoDB

• _id - уникальный идентификатор документа MongoDB. Если вы добавите новый документ без поля _id, идентификатор будет сгенерирован автоматически.
• Документ - это запись, которая хранится в коллекции. Это эквивалент строки в системах реляционных баз данных. Он состоит из пар ключ-значение.
• Коллекция - это группа документов MongoDB, эквивалент таблицы в системах реляционных баз данных.
• База данных - это контейнер для сбора. Каждая база данных имеет свой собственный набор файлов в файловой системе. Сервер MongoDB может хранить несколько баз данных.

Инструменты отчетности для MongoDB

Одновременное использование реляционных баз данных и баз данных NoSQL в одной компании может привести к некоторым проблемам с отчетностью. Например, сложность сопоставления данных из баз данных SQL и NoSQL или неэффективность выполнения требований к отчетности при быстрых изменениях.

Проблемы, подобные упомянутым выше, являются причиной того, почему так важно найти идеальный инструмент аналитики, который поможет вам работать с данными через MongoDB. К счастью, на рынке есть много вариантов. Дело в том, чтобы найти ту, которая соответствует вашим конкретным целям.

Атлас MongoDB

Это инновационная облачная служба баз данных с непревзойденным распределением данных и мобильностью в AWS, Azure и Google Cloud, встроенной автоматизацией для оптимизации ресурсов и рабочих нагрузок и многим другим.

MongoDB Atlas - это кроссплатформенная, но согласованная база данных, распространяющаяся на общедоступные облака: Amazon Web Services, Google Cloud и Microsoft Cloud. У него есть много регионов для мониторинга соответствия и размещения приложений вместе с данными для повышения производительности, поэтому у вас есть много вариантов как для облачных платформ, так и для регионов. Вы можете увеличивать или уменьшать масштаб без простоя приложения.

MongoDB Atlas - это платформа MongoDB Database-as-a-Service, что означает, что служба автоматически настраивает и размещает базу данных. Пользователю нужно только заполнить базу данных контентом. MongoDB Atlas снимает с клиентов бремя управления базами данных NoSQL и позволяет им сосредоточиться на приложениях.

Компас MongoDB

Этот инструмент - это графический интерфейс, созданный MongoDB. С помощью этого инструмента отчетности вы можете визуально исследовать свои данные, выполнять специальные запросы за секунды и взаимодействовать с вашими данными с полной функциональностью CRUD.

Возможности MongoDB Compass

• Просмотр, добавление и удаление баз данных и коллекций
• Используйте все функции CRUD для работы с документами
• Запускать и оптимизировать запросы с помощью графического интерфейса
• Визуализируйте геопространственные данные для использования в запросах
• Работа с индексами
• Расширьте возможности Compass с помощью дополнительных плагинов или даже создайте свои собственные
• Создавайте соединительные ссылки с помощью интуитивно понятного графического интерфейса

Преимущество в том, что это бесплатно, но работает только с MongoDB. Если возможностей Compass для вас недостаточно, попробуйте один из перечисленных ниже инструментов, чтобы узнать, подходит ли он для ваших нужд.

Сводная таблица и графики Flexmonster

Компонент Сводная таблица Flexmonster для веб-отчетности - один из самых мощных инструментов JavaScript для визуализации бизнес-данных.

Возможности сводной таблицы и диаграмм Flexmonster

• Быстрый рендеринг сетки и плавная прокрутка даже с более чем миллионом строк данных
• Обширный API охватывает все аспекты представления данных, позволяя полностью настроить сводную таблицу в соответствии с потребностями вашего бизнеса.
• Агрегируйте, фильтруйте, сортируйте и группируйте данные, чтобы сосредоточиться на определенных подмножествах.
• Просматривайте данные вверх и вниз с разных точек зрения.
• Используйте условное форматирование и форматирование чисел, чтобы привлечь внимание к наиболее важным числам и тенденциям в данных.

В последнем выпуске они улучшили скорость визуализации MongoDB. Новые функции позволяют настроить работу с базой данных специально для вашего случая и выполнять все запросы в 3 раза быстрее. Заказчики получили возможность отслеживать работу через журналы, включать или отключать кеш, а также управлять объемом памяти и временем жизни кеша.

Знаю я

Knowi - это решение для бизнес-аналитики для немедленного наведения мостов между любыми данными, как структурированными, так и неструктурированными, без необходимости преобразования или миграции. Кроме того, это единственная полнофункциональная аналитическая платформа со встроенной интеграцией для всех популярных хранилищ данных NoSQL, а также облачных API-интерфейсов и реляционных источников данных.

Особенности Knowi

• Безопасное подключение к базовым источникам данных
• Возможность обнаруживать, запрашивать, очищать, агрегировать и конвейерно передавать данные из разнородных источников данных.
• Оставляет данные в источниках с дополнительным эластичным хранилищем для кэширования результатов запроса
• Самостоятельная визуализация данных, специальный анализ, информационные панели и отчеты
• Возможность совместного использования и встраивания OEM
• Мульти-источник данных присоединяется к машинному обучению

В заключение: использование MongoDB зависит от ваших целей. Как мы уже упоминали, основное различие между MongoDB и реляционными базами данных заключается в том, что он предлагает модель данных, ориентированную на документы, что делает MongoDB более быстрым и простым в использовании. Однако есть области, где реляционные базы данных, такие как MySQL, были бы лучшим выбором.