Что такое MongoDB
Большинство баз данных являются реляционными, то есть имеют предопределенные связи между наборами данных. Это жесткие таблицы, где каждая строка – это набор связанных значений. Но что делать, если массив данных, с которыми вам предстоит работать, невозможно уместить в установленные рамки, они не имеют четкой структуры и системности? Тогда лучшим из решений станет MongoDB.
Это нереляционная СУБД, которая позволяет хранить данные не с помощью таблиц, которые имеют установленную структуру, а с помощью специальных документов. Это дает пользователю определенный простор и расширяет возможности работы с данными.
MongoDB имеет ряд особенностей, например:
-
используется открытый исходный код;
-
информация отформатирована в формате BSON, что позволяет работать с данными типа Date;
-
документы не имеют строгой структуры;
-
у каждого документа есть уникальный идентификатор, по которому можно быстро находить необходимую информацию;
-
имеет иерархическую структуру, основанную на связке «ключ-значение».
Все это делает MongoDB наиболее востребованной, дает ей целый ряд плюсов и позволяет выгодно отличаться от многих СУБД.
Преимущества использования MongoDB
Что позволяет MongoDB занимать лидирующие позиции? Причин достаточно много:
-
она позволяет работать на любой платформе, будь то ОС Windows, macOS, Linux и пр.;
-
с ней можно работать на разных серверах, потому что система разбивается на части – это ускоряет процесс загрузки и обработки данных, ведь несколько операций происходят одновременно, при этом MongoDB «помнит» где находится каждая часть;
-
на ее основе легко масштабируются базы данных до необходимых вам объемов;
-
высокая скорость поиска, чтения и записи данных (благодаря индексации);
-
она позволяет хранить данные разных типов;
-
собственный язык запросов, что увеличивает функционал базы и расширяет ее возможности;
-
она поддерживает функцию репликации – данные хранятся в разных независимых узлах, благодаря чему повышается их сохранность (если теряется одна из реплик), и появляется возможность работать с репликой, если основная база недоступна по техническим причинам.
Таким образом MongoDB отличается предельной гибкостью, адаптивностью, удобством использования для сложных неструктурированных данных и высокой степенью надежности. Но MongoDB не идеальна, потому что, наряду с преимуществами, у нее есть и слабые места.
Недостатки использования MongoDB
Если вы останавливаете выбор на MongoDB, то можете столкнуться с трудностями в работе, например:
-
у вас будет ограничение в размере документов – не более 16 МБ, этот порог придется преодолевать через создание дополнительных коллекций, которые нужно будет разбивать;
-
придется устанавливать дополнительные инструменты защиты данных, потому что они не встроены по умолчанию;
-
у вас не получится полностью автоматизировать все процессы;
-
также понадобится встраивать функции по дополнительному обеспечению целостности данных;
-
возможны проблемы в работе с транзакциями, также у MongoDB нет полного соответствия с ACID.
Для кого-то минусы MongoDB будут незаметны, например, пользователи могут не столкнуться с проблемой ограничения в 16 МБ, потому что загружаемые документы будут меньшего объема. Но большинство проблем, которые могут возникать с MongoDB, вполне преодолимы, если грамотно использовать подходящие инструменты. Главное, заранее понимать недостатки MongoDB и изначально планировать пути их преодоления или обхода.
Основные концепции MongoDB
MongoDB включает в себя несколько элементов, которые в совокупности определяют ее специфику и помогают понять то, как функционирует эта СУБД. Что это за элементы?
Коллекции
По сути, это аналоги таблиц в реляционных базах данных, с той лишь разницей, что коллекция не строится на заранее определенных схемах. То есть документы могут иметь совершенно различные поля, они часто связаны с другими документами.
Документы
Это набор тех самых связок «ключ-значение». Они динамичны, также не втиснуты в рамки каких-либо ограничений по структуре и полям, а данные в них могут быть разного типа.
Идентификаторы
Когда вы формируете документ в MongoDB, ему автоматически присваивается id – то есть сгенерированное число. Оно уникально и является идентификатором. ObjectId – это 12-байтовый BSON, включающий идентификатор машины, процесса, а его последние 3 байта случайно сгенерированы.
Запросы
Их чтение может быть методом find, а может быть методом findOne, хотя принцип их работы не особо отличается. Если для работы в MongoDB невозможно ограничиться простыми запросами, то можно использовать разные типы операторов, например, на запрос по поиску данных, на изменение в представлении документа, на обновление данных или их добавление в базу.
Индексы
Существуют разные методы создания и удаления индекса:
-
createIndex() – создание индекса;
-
dropIndex() – удаление индекса;
-
dropIndexes() – удаление нескольких конкретных индексов;
-
getIndexes() – возвращение индексов в коллекции.
Индексы – это специфические структуры данных, которые в удобной форме отражают значение определенного поля. Они важны для более эффективного исполнения запросов и играют роль в определении порядка полей.
Примеры использования MongoDB
Эта СУБД идеально подходит для тех, кому приходится работать с достаточно разрозненной информацией – данными, которые не всегда структурированы и не всегда связаны друг с другом. Также MongoDB – это оптимальный вариант для бизнеса, который находится на начальном этапе развития и еще до конца непонятно, как будет происходить работа, и с какими данными придется взаимодействовать.
MongoDB – это идеальный вариант для:
-
хранения логов, изображений, данных пользователей;
-
управления контентом;
-
создания каталогов;
-
использования платежных систем, кэширования;
-
записи данных с датчиков и пр.
Важно! Часто MongoDB используется в веб-программировании: позволяет формировать аналитику и, по своей сути, частично структурировать данные, которые не вписываются ни в одну готовую систему.
Сравнение MongoDB с другими базами данных
Такова статистика популярности различных баз данных за 2019 год. Делая выбор в пользу того или иного решения, стоит исходить из множества факторов: какова ваша модель данных, насколько для вас актуально масштабирование, какова ваша производительность, какое значение имеет ACID, каков ваш подход к разработке и существованию (циклу жизни) программы, что больше предпочитает ваша команда, какой у нее опыт и пр.
MongoDB vs MySQL
Принципиальное отличие в том, что MySQL – реляционная база данных. Она является вполне надежной, что доказано многолетней практикой, и поэтому занимает лидирующие позиции. Это база данных отлично справляется со сложными запросами, аналитикой, транзакциями. Преимущество же MongoDB – гибкость, отсутствие необходимости использовать SQL, применяется шардинг.
MySQL предполагает больше временных затрат на планирование и контроль, но данные можно использовать из разных приложений.
MongoDB vs PostgreSQL
И снова главное отличие в том, что это два совершенно разных типа систем, ведь PostgreSQL создана для управления реляционными базами с таблицами, столбцами, строками. Заранее определен тип данных, которые вы храните в столбцах, схема использования уже выстроена. Зато в ней высокая согласованность, целостность, а вот в гибкости она MongoDB значительно уступает.
Различия есть и на уровне архитектуры. У PostgreSQL основная единица не документ, а строка, то есть кортеж. Используемый язык – это один из типов SQL. Этот тип системы применяет потоковую и логическую репликацию высокой доступности, что позволяет избежать простоя данных. MongoDB же – первичных узлов. У PostgreSQL нет проблем с соответствием ACID.
Важно! MongoDB не реализует заранее установленные связи между коллекциями, тогда как в PostgreSQL связи между таблицами выстраиваются с помощью внешних ключей, что обеспечивает сложные соединения.
MongoDB vs Cassandra
В отличие от предыдущих сравнений, эти 2 базы данных NoSQL. В Cassandra используется Java. Эта СУБД находится в свободном доступе (но есть и коммерческая версия), обладает высокой надежностью, прекрасно себя показывает при работе с огромным массивом информации. Ее основное преимущество в скорости и отказоустойчивости, даже при падении какого-то из узлов. Эта база данных крайне проста, работе с ней легко обучиться.
Обе системы используют открытый исходный код, поддерживают основные ОС, хотя Cassandra также поддерживает и BSD. У Cassandra более высокая масштабируемость, но нет встроенной агрегации. При этом в работе с ней необходимо заранее определять столбцы, тогда как в MongoDB схема не требуется. У Cassandra техподдержкой занимаются сторонние компании, у MongoDB – они сами. И та и другая системы отличаются высокой гибкостью.
Заключение
База MongoDB имеет как преимущества, так и недостатки. Более того, в зависимости от стоящей перед вами задачи, плюсы, из-за которых другие отдают предпочтение MongoDB, могут превратиться в минусы, и наоборот. Поэтому, делая выбор в пользу одного или другого решения, следует исходить из специфики данных, с которыми предстоит работать.
