Базы данных являются ключевым компонентом большинства приложений и веб-сайтов. Они хранят важные данные, такие как содержимое и сведения о пользователе, и могут фиксировать события, происходящие в приложении. Доступно множество различных технологий баз данных, и выбранная вами может повлиять на все, от архитектуры приложения до процессов разработки.
Здесь мы внимательно рассмотрим DynamoDB и MongoDB, два популярных предложения, которые не являются традиционными реляционными базами данных. Вы можете решить, подходит ли этот подход «NoSQL» для вашего приложения и какая из этих двух платформ баз данных лучше всего подойдет для этой цели.
Понимание технологии: DynamoDB против MongoDB
За последнее десятилетие популярность баз данных NoSQL возросла, чтобы удовлетворить спрос на более гибкие и масштабируемые технологии. Рост социальных сетей и пользовательского контента частично подпитывал этот спрос.
В течение многих лет большинство приложений использовали традиционные базы данных SQL, в которых каждая строка данных описывает отдельный объект и его отношения с другими объектами. При ответе на запрос реляционная база данных объединяет данные из разных строк и возвращает их клиентскому приложению. Эта архитектура оптимизирована для уменьшения объема памяти и устранения дублирования повторяющихся данных, поскольку каждый элемент результирующего набора обычно сохраняется в базе данных только один раз.
Напротив, базы данных NoSQL обычно хранят базовую сущность и связанные данные в одном документе. Это означает, что некоторые данные записываются несколько раз, что увеличивает требования к хранению. Но поскольку затраты на хранение снизились, масштабируемость решений NoSQL стала приоритетной во многих случаях использования. Их базовая архитектура делает базы данных NoSQL исключительно подходящими для работы в кластерах с данными, распределенными по нескольким узлам.
Что такое DynamoDB?
DynamoDB — это бессерверная база данных NoSQL, разработанная Amazon для поддержки своего знаменитого направления онлайн-покупок, а затем предоставленная разработчикам в 2012 году на платформе облачного хостинга Amazon Web Services (AWS). Как и в случае с магазином Amazon, DynamoDB отвечает на запросы без вычислительных затрат, необходимых для создания иногда сложных объединений реляционной базы данных.
DynamoDB, оптимизированная для масштабирования, представляет собой хранилище элементов «ключ-значение», в котором хранятся все данные, относящиеся к определенному ключу. Присоединение не требуется! Устранив это требование, инженеры оптимизировали DynamoDB для быстрого возврата данных.
Amazon делает DynamoDB доступным через AWS как полностью управляемый сервис. Вот почему он стал популярен среди разработчиков, которые могут использовать DynamoDB с минимальными затратами на базу данных. Кроме того, сервис легко масштабируется по мере того, как приложения накапливают пользователей. И если компания использует другие инструменты AWS, DynamoDB может легко подключиться к ним.
Как работает DynamoDB?
DynamoDB — это хранилище элементов NoSQL типа «ключ-значение», и поскольку это управляемая служба, ее базовая архитектура и инфраструктура абстрагированы от разработчика.
Под капотом данные секционируются с использованием первичного ключа, при этом каждый раздел содержит три узла, которые хранят копию данных. Такое разделение позволяет легко масштабировать, поскольку данные распределяются по нескольким серверам. Кроме того, репликация данных обеспечивает избыточность в случае отказа определенного узла.
Один из трех узлов назначается ведущим узлом, где все записи выполняются изначально, а затем реплицируются на два других узла. Запись первой на ведущем узле позволяет DynamoDB поддерживать согласованность операций записи. Для оптимальной согласованности чтения все операции чтения DynamoDB также должны использовать ведущий узел.
Этот подход снижает производительность в приложениях с большим объемом операций чтения, поэтому DynamoDB дает пользователям возможность выбрать «возможную» согласованность. Это позволяет распространять чтение по всем узлам. Однако этот вариант может привести к снижению точности, если данные не были переданы на все узлы перед операцией чтения.
Преимущества и недостатки DynamoDB
Основные преимущества DynamoDB заключаются в том, что она бессерверна, масштабируема и быстра. Вы можете настроить его за считанные минуты с минимальными затратами на инфраструктуру. AWS занимается безопасностью, обновлениями, управлением сервером и обеспечением высокой доступности. Кроме того, DynamoDB может бесконечно масштабироваться (ограничено только физическим размером AWS) в рамках модели с оплатой по факту использования. Наконец, DynamoDB предлагает быстрое чтение и запись с возможностями масштабирования, которые обеспечивают постоянную высокую производительность по мере роста хранилища данных.
Недостатком являются минимальные параметры запроса. Ключевой поиск полезен, но если вам нужны более сложные запросы, такие как агрегирование, вам придется экспортировать данные во внешнюю базу данных для анализа. Кроме того, DynamoDB доступен только через AWS. Если вы уже интегрированы в экосистему AWS, это не будет проблемой. Если ваша компания хочет развернуть локально, она должна искать в другом месте.
Что такое MongoDB?
MongoDB — это хранилище документов NoSQL, первоначально выпущенное в 2009 году как база данных с открытым исходным кодом с возможностью использования коммерческих пакетов поддержки. Документы JSON хранятся в виде двоичных объектов JSON (BSON), которые могут хранить сложные структуры данных, такие как вложенные свойства и массивы.
MongoDB работает на платформах Windows, macOS и Linux и поддерживает множество языков программирования. Вы также обнаружите, что MongoDB доступна на популярных облачных платформах Amazon, Google и Microsoft.
MongoDB популярен в первую очередь из-за своей гибкости. Он предоставляет все преимущества базы данных NoSQL, но при этом выполняет более сложные требования, такие как транзакции ACID для обеспечения целостности данных, запросы агрегирования и объединение наборов данных. И, благодаря встроенной поддержке JavaScript, это становится все более популярной серверной базой данных для веб-сайтов, использующих этот популярный язык программирования.
Как работает MongoDB?
MongoDB хранит объекты BSON, содержащие одну или несколько пар ключ-значение. Значения могут быть простыми типами данных, такими как строки и метки времени, или сложными типами, такими как вложенные объекты и массивы.
MongoDB хранит документы в коллекциях, как строки в таблице. Документы в коллекции обычно используют одну и ту же схему, но даже документы с одинаковыми ключами могут иметь разные схемы — ключи с одинаковыми именами не обязательно должны хранить один и тот же тип данных. MongoDB может принудительно проверять свойства при вставке или обновлении записей, и существует требование, чтобы данные в определенных ключах относились к определенному типу.
MongoDB также предлагает сегментирование, аналогичное разделению в DynamoDB. Разделение распределяет данные между несколькими серверами на основе ключа сегмента. Распределение данных позволяет распределять операции чтения и записи по нескольким серверам, предотвращая перегрузку одного сервера.
Преимущества и недостатки MongoDB
В дополнение к типичным преимуществам NoSQL, MongoDB поддерживает несколько платформ, что жизненно важно для компаний, которым нужна гибкость в выборе поставщика облачных услуг или возможность размещения локальной базы данных.
MongoDB также поддерживает сложные запросы и агрегации через конвейер агрегации. Это делает его исключительно гибким по сравнению с другими вариантами NoSQL, поскольку он поддерживает аналитические запросы, поиск документов и объединение данных. Однако производительность может снижаться при больших масштабах. Кроме того, MongoDB Atlas предоставляет бессерверный вариант для компаний, стремящихся снять бремя управления инфраструктурой.
Одним из недостатков MongoDB является то, что его объем данных может быть довольно большим, поскольку документы должны хранить как данные, так и ключи. И хотя его конвейеры агрегации являются мощными инструментами, использование в них специального синтаксиса делает их исключительно сложными для написания и сборки.
Наконец, у тех, кто не использует MongoDB Atlas, есть накладные расходы на инфраструктуру, особенно для производственных систем, использующих репликацию и сегментирование для обеспечения производительности системы. Это включает в себя мониторинг, управление перекосом данных и выполнение обновлений в дополнение к управлению безопасностью.
Итог: DynamoDB против MongoDB
Хотя DynamoDB и MongoDB являются базами данных NoSQL, они существенно различаются. Ваш вариант использования будет в значительной степени определять, какой из них использовать.
Во-первых, DynamoDB имеет меньше доступных вариантов типов данных на уровне схемы. Например, он не поддерживает даты, а это означает, что разработчики должны поддерживать логику в своих приложениях для их анализа и обработки. MongoDB поддерживает гораздо больше типов данных, включая даты.
Во-вторых, DynamoDB позволяет выполнять запросы с помощью поиска по ключу-значению и сканирования таблиц. Однако его производительность сканирования таблицы недостаточна. Для более сложных или нерегламентированных запросов лучше всего экспортировать данные в другую базу данных. Напротив, MongoDB поддерживает поиск по ключу помимо аналитических запросов и объединения данных. Он предлагает более гибкую поддержку индексов, поскольку вы можете добавлять вторичные индексы к любому полю. Хотя DynamoDB поддерживает вторичные индексы, они ограничены их концептуальной сложностью и количеством, которое вы можете создать.
С точки зрения безопасности DynamoDB выигрывает от платформы AWS. Аутентификация в DynamoDB проходит через элементы управления доступом пользователей AWS. Это делает защиту базы данных DynamoDB довольно простой.
С MongoDB вы несете ответственность за все ограничения безопасности, включая создание учетных записей пользователей и управление доступом к сети. Это означает гораздо более высокие накладные расходы. Однако MongoDB Atlas превращает MongoDB в управляемое решение, устраняя эти проблемы.
В качестве управляемого решения DynamoDB имеет встроенные функции резервного копирования и восстановления, в том числе возможность создания реплик в нескольких регионах и простое восстановление из резервных копий. По умолчанию MongoDB не управляет этими процессами, требуя ручной настройки. MongoDB Atlas несколько упрощает процесс, но для этого требуется дополнительная настройка.
Краткий обзор: DynamoDB против MongoDB
В целом MongoDB является более гибким вариантом — его можно развернуть где угодно и он предоставляет более богатый набор инструментов для хранения и запроса данных. Однако для компактной базы данных с тесной интеграцией с AWS и меньшими затратами на инфраструктуру и безопасность DynamoDB является вероятным выбором.
Краткое содержание
MongoDB и DynamoDB — это высокопроизводительные предложения NoSQL, относительная сила которых делает их подходящими для самых разных целей. В качестве компактного и простого решения DynamoDB — хороший выбор. Но MongoDB является победителем, если вам требуются более сложные схемы, запросы агрегации и лучшая поддержка индексов.
Помните, что цена гибкости — увеличение накладных расходов на инфраструктуру. Но если вам нужна гибкость MongoDB и вы хотите сократить накладные расходы, MongoDB Atlas часто представляет собой доступный компромисс.
Конечно, перед вашей базой данных вам понадобится привлекательное приложение. Вы можете разрабатывать свои приложения на платформе хостинга приложений Kinsta и даже бесплатно начать работу с нашим уровнем хобби, увеличивая масштабы, когда пользователи начинают стекаться к вашему шедевру.
Стив Бонистил
Стив Бонистил — технический редактор Kinsta, который начал свою писательскую карьеру в качестве журналиста, гоняясь за машинами скорой помощи и пожарными машинами. Он занимается технологиями, связанными с Интернетом, с конца 1990-х годов.
