MongoDB

Введение

MongoDB - документо-ориентированная система управления базами данных (СУБД) с открытым исходным кодом, не требующая описания схемы таблиц. Написана на языке C++ и распространяется в рамках лицензии Creative Commons.

При разработке авторы исходили из необходимости специализации баз данных, благодаря чему им удалось отойти от принципа «один размер подо всё». За счёт минимизации семантики для работы с транзакциями появляется возможность решения целого ряда проблем, связанных с недостатком производительности, причём горизонтальное масштабирование становится проще. Используемая модель документов хранения данных (JSON/BSON) проще кодируется, проще управляется (в том числе за счёт применения т. н. «бессхемного стиля»), а внутренняя группировка релевантных данных обеспечивает дополнительный выигрыш в быстродействии. Нереляционный подход весьма удобен для создания баз данных, у которых горизонтальное масштабирование подразумевает разворачивание на множестве машин. Возможность обеспечивать наилучшую производительность должна существовать параллельно с поддержкой более обширной функциональности, чем это позволяет использование пар «ключ-значение» (в чистом виде). Технология баз данных должна работать везде, начиная с серверов пользователя и виртуальных машин и заканчивая облачными технологиями.

MongoDB, по мнению разработчиков, должна заполнить разрыв между простыми хранилищами данных типа «ключ-значение» (быстрыми и легко масштабируемыми) и большими РСУБД (со структурными схемами и мощными запросами).

Возможности

Основные возможности данной СУБД:
- Документо-ориентированное хранилище (простая и мощная JSON-подобная схема данных)
- Достаточно гибкий язык для формирования запросов
- Динамические запросы
- Полная поддержка индексов
- Профилирование запросов
- Быстрые обновления «на месте»
- Эффективное хранение двоичных данных больших объёмов, напр., фото и видео
- Журналирование операций, модифицирующих данные в БД
- Поддержка отказоустойчивости и масштабируемости: асинхронная репликация, набор реплик и шардинг
- Может работать в соответствии с парадигмой MapReduce

Архитектура

СУБД управляет наборами JSON-подобных документов, хранимых в двоичном виде в формате BSON. Хранение и поиск файлов в MongoDB происходит благодаря вызовам протокола GridFS. Подобно другим документо-ориентированным СУБД (CouchDB и др.), MongoDB не является реляционной СУБД. Среди других отличий от традиционных реляционных СУБД:
- Отсутствует оператор «join». Обычно данные могут быть организованы более денормализованным способом, но на разработчиков ложится дополнительная нагрузка по обеспечению непротиворечивости данных.
- Нет такого понятия, как «транзакция». Атомарность гарантируется только на уровне целого документа, т.е. частичное обновление документа произойти не может.
- Отсутствует понятие «изоляции». Любые данные, которые считываются одним клиентом, могут параллельно изменяться другим клиентом.

Прочее

Имеется подробная и качественная документация, большое число примеров и драйверов под популярные языки Java, C++, C#, PHP, Python, Perl, Ruby. Заявляется, что релиз MongoDB 1.0.0 готов к использованию в производстве как в качестве единичного мастера, так и в связках master/slave. Код этого релиза достаточно стабилен и проверен в промышленной эксплуатации на протяжении 1,5 лет[6]. По возможности MongoDB должна быть развернута минимум на двух серверах, используя репликацию Master/Slave[7]. Это обеспечивает наличие актуальных данных при выходе из строя одной из СУБД. MongoDB — продукт довольно молодой, и в нем встречаются ошибки, появляются новые возможности и т. д. Характерен высокий темп разработки (проект пишут не только волонтеры, но и компания людей на полной занятости). Компания-разработчик предоставляет платные поддержку, хостинг, консультации.