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.

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.

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.

MongoDB обеспечивает балансировку нагрузки без необходимости использования отдельного выделенного балансировщика нагрузки посредством вертикального или горизонтального масштабирования.

Это объединяет данные для приложений, в том числе для гибридных и мультиоблачных приложений.

Базы данных документов позволяют встраивать документы для описания вложенных структур (структура внутри структуры) и допускают изменения данных.

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.

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.

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.

MongoDB поддерживает несколько механизмов хранения и предоставляет подключаемые API-интерфейсы механизмов хранения, которые позволяют третьим сторонам разрабатывать свои собственные механизмы хранения для MongoDB.

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.

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.

Единственный главный узел MongoDB также ограничивает скорость записи данных в базу данных – запись данных должна производится на главном узле, которая ограничена его емкостью.

MongoDB не обеспечивает полную ссылочную целостность за счет использования ограничений внешнего ключа, что может повлиять на согласованность данных.

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.

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