MongoDB設(shè)計(jì)方法以及技巧示例詳解

前言

MongoDB是一種流行的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以在不受任何表格schema模式的約束下工作。數(shù)據(jù)以類似JSON的格式存儲(chǔ)，并且可以包含不同類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，在同一集合collection 中，我們可以擁有以下兩個(gè)文檔document：

{
  id: '4',
  name: 'Mark',
  age: '21',
  addresses : [
    { street: '123 Church St', city: 'Miami', cc: 'USA' },
    { street: '123 Mary Av', city: 'Los Angeles', cc: 'USA' }
  ]
}

{
  id: '15',
  name: 'Robin',
  department: 'New Business',
  example: 'robin@example.com'
}

為了能夠充分利用MongoDB的優(yōu)勢(shì)，您必須了解并遵循一些基本的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則。在講解設(shè)計(jì)方法之前，我們必須首先了解MongoDB存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。

一、 數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)在MongoDB中

與傳統(tǒng)的RDBMS關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)不同，MongoDB并沒(méi)有表Table，行row和列column的概念。它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在集合collections，文檔documents和字段fields中。下圖說(shuō)明了與RDBMS類比的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：

二、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技巧和竅門(mén)

2.1.規(guī)范化存儲(chǔ)與非規(guī)范化存儲(chǔ)

因?yàn)镸ongoDB使用文檔來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，所以理解“規(guī)范化存儲(chǔ)“”和“非規(guī)范化存儲(chǔ)”的概念非常重要。

規(guī)范化存儲(chǔ)：-規(guī)范化意味著將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到多個(gè)集合collections中，并在它們之間設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)關(guān)系。數(shù)據(jù)保存之后，更新數(shù)據(jù)比較容易。但是在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，規(guī)范化存儲(chǔ)的缺點(diǎn)就顯現(xiàn)出來(lái)。如果要從多個(gè)集合collections查找數(shù)據(jù)，則必須執(zhí)行多個(gè)查詢，從而使讀取數(shù)據(jù)的速度變慢。 （比如：將網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題、作者、內(nèi)容分別存儲(chǔ)到不同的collections中）

非規(guī)范化存儲(chǔ)：-這種方式將若干對(duì)象數(shù)據(jù)，以嵌套的方式存儲(chǔ)到單個(gè)文檔中。它在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候表現(xiàn)更好，但在寫(xiě)入時(shí)會(huì)變慢。這種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式還將占用更多空間。 （比如：將網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題、作者、內(nèi)容分別存儲(chǔ)到同一個(gè)collection中）

所以在兩種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方式之間進(jìn)行選擇之前，先評(píng)估一下你的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的使用方式。

如果您有一個(gè)不需要頻繁更新的數(shù)據(jù)，更新的即時(shí)一致性不是很重要，但是在讀取時(shí)需要良好的性能，那么非規(guī)范化可能是明智的選擇。（比如：我們博客的博文，作者一旦保存之后，幾乎就不在進(jìn)行頻繁的修改，但是面臨著讀者頻繁的讀取閱讀操作）

如果數(shù)據(jù)庫(kù)中的文檔數(shù)據(jù)需要不斷的更新，并且您希望在寫(xiě)入時(shí)具有良好的性能，那么您可能需要考慮規(guī)范化存儲(chǔ)。（比如：需要頻繁修改數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)類系統(tǒng)）

2.2. 一對(duì)多關(guān)系

與RDBMS相比，在MongoDB中對(duì)“一對(duì)多”關(guān)系建模需要進(jìn)行更細(xì)粒度的設(shè)計(jì)。許多初學(xué)者陷入將文檔數(shù)組嵌入父文檔中的陷阱。正如我們?cè)谏衔闹薪榻B的，知道何時(shí)進(jìn)行規(guī)范化存儲(chǔ)或非規(guī)范化存儲(chǔ)是非常重要的。因此設(shè)計(jì)者需要考慮關(guān)系的基數(shù)是“一個(gè)對(duì)少數(shù)幾個(gè)”還是“一個(gè)對(duì)多個(gè)”？每種關(guān)系將具有不同的建模方法。

例如：下面“一個(gè)對(duì)少數(shù)幾個(gè)”的建模示例。最好的建模方法是在父文檔（persopn）中嵌入幾個(gè)（address）：

> db.person.findOne()
{
 name: 'Mark Kornfield',
 ssn: '1223-234-75554',
 addresses : [
   { street: '123 Church St', city: 'Miami', cc: 'USA' },
   { street: '123 Mary Av', city: 'Los Angeles', cc: 'USA' }
 ]
}

在“一個(gè)對(duì)多個(gè)”示例中，我們將考慮設(shè)計(jì)兩個(gè)集合，即產(chǎn)品products集合和零件parts集合。每個(gè)零件都有一個(gè)“ ObjectID”，該“ ObjectID”將出現(xiàn)在產(chǎn)品集合的引用中。這樣的設(shè)計(jì)可以讓讀寫(xiě)性能更高效。

> db.parts.findOne()
{
  _id : ObjectID('AAAA'),
  partno : '1224-dsdf-2215',
  name : 'bearing',
  price: 2.63

> db.products.findOne()
{
  name : 'car',
  manufacturer : 'Ford',
  catalog_number: 2234,
  parts : [   // array of references to Part documents
    ObjectID('AAAA'),  // reference to the bearing above
    ObjectID('F17C'),  // reference to a different Part
    ObjectID('D2AA'),
    // etc
]

2.3.設(shè)計(jì)模式可視化

盡管MongoDB是schemaless“無(wú)模式的”，但仍然存在將集合collections可視化為圖表的方法。能夠查看設(shè)計(jì)圖，將對(duì)您理解和設(shè)計(jì)MongoDB的方式上產(chǎn)生重大影響。

DbSchema是可以很好地完成可視化設(shè)計(jì)工作的一個(gè)工具。如下圖所示，它將通過(guò)讀取集合和文檔來(lái)推導(dǎo)架構(gòu)。此外，您只需單擊就可以修改圖中的對(duì)象。在DbSchema中，您還可以為MongoDB創(chuàng)建外鍵，當(dāng)然僅在本地創(chuàng)建，只用于設(shè)計(jì)目的。

2.4.智能索引

為了保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的良好性能，有必要建立智能索引，這將簡(jiǎn)化寫(xiě)入和讀取操作。知道MongoDB的索引優(yōu)勢(shì)和局限性非常重要，MongoDB保留用于排序操作的內(nèi)存限制為32MB。如果你不使用索引，則排序時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)將被迫將所有排序文檔hold在內(nèi)存里面，如果達(dá)到32M的限制，則數(shù)據(jù)庫(kù)將返回錯(cuò)誤或空集。

結(jié)論

對(duì)MongoDB的透徹理解與對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)的清晰了解是良好數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的秘訣。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于MongoDB設(shè)計(jì)方法以及技巧的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MongoDB設(shè)計(jì)方法及技巧內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！