Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.
|
pl:dydaktyka:ztb:2010:projekty:nosql_couch:start [2010/07/02 02:36] ztb2010 |
pl:dydaktyka:ztb:2010:projekty:nosql_couch:start [2019/06/27 15:50] |
||
|---|---|---|---|
| Linia 1: | Linia 1: | ||
| - | Sebastian Nanek | ||
| - | snanek //posiadający konto w domenie// gmail.com | ||
| - | |||
| - | ====== Wstęp ====== | ||
| - | |||
| - | CouchDB to nierelacyjny, zorientowany na dokumnety, system zarządzania bazami danych, napisany w języku Erlang, nastawiony na wysoką dostępność (wykorzystanie algorytmu Map/Reduce) i replikowalność danych (automatyczna replikacja). W przeciwieństwie do systemów relacyjnych, pojedynczy rekord nie jest związany z określoną strukturą danych - zamiast tego ma on postać tablicy haszującej zapisanej w formacie JSON, w której wartości mogą być dowolnego typu prostego - w tym także typu tablicowego. | ||
| - | |||
| - | W świecie oprogramowania komercyjnego, mimo stosunkowo niskiego numeru wersji (0.10), system ten zyskuje coraz większą popularność. Stosują go m.in. Engine Yard, czy nawet BBC [9]. Obecnie (czerwiec 2010), trwają prace edytorskie nad pierwszymi wydaniami książek pomocnych w nauce i zrozumieniu CouchDB. | ||
| - | ====== Praca z CouchDB ====== | ||
| - | |||
| - | Instalacja pakietu CouchDB w systemie operacyjnym GNU/Linux Ubuntu: | ||
| - | |||
| - | ''$sudo aptitude install couchdb'' | ||
| - | |||
| - | Uruchomienie CouchDB z poziomu konta superużytkownika: | ||
| - | |||
| - | ''$ sudo couchdb'' | ||
| - | |||
| - | ''Apache CouchDB is running as process 31654. Time to relax.'' | ||
| - | |||
| - | Alternatywnie, można program uruchamiać z poziomu konta zwykłego użytkownika, wcześniej upewniając się, że użytkownik będzie miał dostęp do zapisu w katalogu /var/lib/couchdb/0.8.0 (lub innym, odpowiadającym ustawieniom CouchDB i lokalnemu środowisku systemowemu). | ||
| - | |||
| - | Sprawdzenie poprawności instalacji | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Z konsoli: | ||
| - | |||
| - | ''$curl -X PUT http://127.0.0.1:5984/albums'' | ||
| - | |||
| - | ''{"ok":true}'' | ||
| - | |||
| - | Przy użyciu przeglądarki internetowej: | ||
| - | |||
| - | Wejście na stronę www: | ||
| - | |||
| - | ''http://localhost:5984/'' | ||
| - | |||
| - | zwraca: | ||
| - | |||
| - | ''{"couchdb":"Welcome","version":"0.8.0-incubating"}'' | ||
| - | |||
| - | W domyślnej instalacji serwera CouchDB znalazło się także miejsce na wizualny panel administracyjny. Dostęp do niego można uzyskać, wchodząc pod adres: | ||
| - | |||
| - | ''http://localhost:5984/_utils/'' | ||
| - | ====== Praca z danymi ====== | ||
| - | W CouchDB istnieje możliwość wyszukiwania i agregowania danych. | ||
| - | |||
| - | Przykładowo, aby wyszukać dokuemnty, których wartość parametru "test" równa się "titletest", należy po utworzeniu widoku o treści: | ||
| - | |||
| - | <code javascript> | ||
| - | function(doc) | ||
| - | { | ||
| - | if(doc.test == "titletest") | ||
| - | { | ||
| - | emit( doc.test, doc ); | ||
| - | } | ||
| - | } | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | i wejściu na adres: | ||
| - | |||
| - | ''http://localhost:5984/testdb/_view/test/tt?count=10&group=true'' | ||
| - | |||
| - | Otrzymujemy następujący rezultat: | ||
| - | |||
| - | <code javascript> | ||
| - | {"total_rows":1,"offset":0,"rows":[ | ||
| - | {"id":"test","key":"titletest","value":{"_id":"test","_rev":"1510238268","test":"titletest","title":"tretete"}} | ||
| - | ]} | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | ======= Zalety ======= | ||
| - | |||
| - | * wersjonowanie dokumentów dostępne "od ręki" | ||
| - | * komunikacja poprzez łatwy w implementacji i wykorzystaniu protokół http (mechanizm REST [2]) | ||
| - | * dane przekazywane w "lekkiej" formie plików JSON | ||
| - | * brak sztywnej struktury danych - o formacie przechowywanej informacji decyduje użytkownik systemu (programista) w chwili tworzenia lub aktualizacji wpisu | ||
| - | ======= Wady======= | ||
| - | |||
| - | * brak wbudowanych mechanizmów autoryzacji oraz list kontroli dostępu, konieczność wykorzystania zabezpieczeń na poziomie protokołów komunikacyjnych [3] | ||
| - | * konieczność budowania własnych rozwiązań, które mają na celu zabezpieczanie nieautoryzowanego dostępu do bazy danych | ||
| - | * trudności z łączeniem danych wielu rekordów (brak skutecznego odpowiednika operatorów typu JOIN) | ||
| - | * słabe możliwości konfiguracji zabezpieczeń danych, pomimo ich istnienia [10] | ||
| - | |||
| - | ======= Możliwości wykorzystania======= | ||
| - | |||
| - | * aplikacje internetowe korzystające ze sporej ilości dokumentów o zmiennej strukturze (np. portale internetowe) [1] | ||
| - | * oprogramowanie, które wymaga dostępności wszystkich wersji i historii zmian danego dokumentu lub rekordu | ||
| - | ======= Kiedy stosować? ======= | ||
| - | |||
| - | * Struktura danych przechowywanych w aplikacji ma charakter "drzewiasty" - tj. nie ma, lub występują w ograniczonym stopniu relacje pomiędzy rekordami przechowywanymi w bazie danych. Przykładem typu wpisu, którego przechowywanie w formie, w jakiej odbywa się to w CouchDB, jest rekord pacjenta - zawiera on tablice z diagnozami, stosowanymi terapiami, ale nie ma powiązania z innymi rekordami w bazie danych. | ||
| - | * W przypadku replikacji bazy danych, gdy ważniejsza jest wysoka dostępność danych (wysoki uptime) i łatwość ich replikacji od spójności informacji pomiędzy serwerami. Taka sytuacja ma często miejsce w przypadku witryn internetowych i ogólnie w oprogramowaniu, w którym przeważają operacje odczytu nad operacjami zapisu. | ||
| - | * W przypadku, kiedy niezbędna jest wysoka wydajność aplikacji, a relacyjna baza danych okazuje się być wąskim gardłem w aplikacji, warto rozważyć przejście na system CouchDB, ze względu na możliwość automatycznej replikacji. Źródła[8] wskazują na łatwość uzyskiwania znaczącej wydajności (>2500 req/s) nawet przy użyciu standardowej konfiguracji, przy niewielkim użyciu pamięci operacyjnej. | ||
| - | * Interesujące wydaje się wykorzystanie łatwości pracy z CouchDB w przypadku platform, dla których nie istnieją dobre biblioteki do pracy z RDBMS, lub mają one ograniczoną funkcjonalność. CouchDB, dzięki wykorzystaniu mechanizmu REST, może być obsługiwany na dowolnej platformie, która posiada biblioteki do obsługi protokołu HTTP i przetwarzania plików JSON. | ||
| - | |||
| - | ======= Kiedy nie stosować? ======= | ||
| - | |||
| - | * Stosowanie CouchDB nie jest dobrym pomysłem, w sytuacji, kiedy w budowanym systemie informatycznym ponad wydajność ważniejsza jest spójność danych, jak ma to miejsce np. w systemach informatycznych zarządzania przedsiębiorstwem. | ||
| - | * Nie warto stosować CouchDB jako zamiennika systemów relacyjnych w sytuacji, kiedy istnieją skomplikowane zależności między danymi (liczne tabele lub klasy rekordów, wiele odwołań do kolumn w innych tabel, liczne funkcje agregujące). | ||
| - | |||
| - | ======= Podsumowanie ======= | ||
| - | |||
| - | CouchDB jest dojrzałym systemem baz danych, nastawionym na łatwość programowania, wysoką wydajność i sprawną replikację danych. Jest to także dobra alternatywa dla systemów relacyjnych w sytuacji, kiedy w strukturze danych dominującą rolę odgrywa jedna klasa rekordów i nie potrzeba skomplikowanych operacji raportowych. Osobiście, będę chciał zastosować ten system w aplikacji internetowej, w której zdecydowanie przeważać będą operacje odczytu danych. | ||
| - | ====== Zarys projektu ====== | ||
| - | |||
| - | Celem projektu jest napisanie prostej aplikacji w oparciu o zorientowany na dokumenty system zarządzania bazami danych //CouchDB//. Aplikacja umożliwia tworzenie dokumentów (//rekordów//). | ||
| - | |||
| - | Całość zostanie zaimplementowana w języku //Ruby//, z wykorzystaniem mikroframeworka do tworzenia aplikacji internetowych //SinatraRB//[4]. W tym przypadku framework zapewnia w zasadzie jedynie funkcjonalność dynamicznego serwera http i mapowania adresów na odpowiednie akcje (''FrontController''). Do komunikacji została wykorzystana przykładowa biblioteka klienta, pochodząca z wiki twórców CouchDB[4]. | ||
| - | |||
| - | Aby uprościć tworzenie warstwy widoku aplikacji, zostaną wykorzystane następujące biblioteki: | ||
| - | |||
| - | * BluePrintCSS | ||
| - | * jQuery | ||
| - | * jQueryUI | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ====== Funkcjonalność ====== | ||
| - | |||
| - | System umożliwia: | ||
| - | * przeglądanie listy dostępnych dokumentów | ||
| - | * tworzenie nowego dokumentu | ||
| - | * usuwanie bieżącego dokumentu | ||
| - | ====== Komunikacja z CouchDB ====== | ||
| - | |||
| - | <code ruby> | ||
| - | # based upon a document at http://wiki.apache.org/couchdb/Getting_started_with_Ruby | ||
| - | require 'net/http' | ||
| - | |||
| - | module Couch | ||
| - | class Server | ||
| - | def initialize(host, port, options = nil) | ||
| - | @host = host | ||
| - | @port = port | ||
| - | @options = options | ||
| - | end | ||
| - | |||
| - | def delete(uri) | ||
| - | request(Net::HTTP::Delete.new(uri)) | ||
| - | end | ||
| - | |||
| - | def get(uri) | ||
| - | request(Net::HTTP::Get.new(uri)) | ||
| - | end | ||
| - | |||
| - | def put(uri, json) | ||
| - | req = Net::HTTP::Put.new(uri) | ||
| - | req["content-type"] = "application/json" | ||
| - | req.body = json | ||
| - | request(req) | ||
| - | end | ||
| - | |||
| - | def post(uri, json) | ||
| - | req = Net::HTTP::Post.new(uri) | ||
| - | req["content-type"] = "application/json" | ||
| - | req.body = json | ||
| - | request(req) | ||
| - | end | ||
| - | |||
| - | def request(req) | ||
| - | res = Net::HTTP.start(@host, @port) { |http|http.request(req) } | ||
| - | unless res.kind_of?(Net::HTTPSuccess) | ||
| - | handle_error(req, res) | ||
| - | end | ||
| - | res | ||
| - | end | ||
| - | |||
| - | private | ||
| - | |||
| - | def handle_error(req, res) | ||
| - | e = RuntimeError.new("#{res.code}:#{res.message}\nMETHOD:#{req.method}\nURI:#{req.path}\n#{res.body}") | ||
| - | raise e | ||
| - | end | ||
| - | end | ||
| - | end | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Jest to minimalistyczny klient, pozwalający na najbardziej niskopoziomową pracę z CouchDB. Istnieją dużo bardziej zaawansowane biblioteki dla wielu języków programowania[11]. | ||
| - | |||
| - | Przykładowe wywołanie akcji pobierania dokumentu, aby go wyświetlić może wyglądać następująco: | ||
| - | <code ruby> | ||
| - | request = COUCH.get("/#{CONFIGURATION['database']}/#{params['id']}") | ||
| - | @document = JSON.load(request.body) | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Gdzie ''params['id']'' to przekazany do aplikacji identyfikator żądanego dokumentu | ||
| - | |||
| - | ====== Bibliografia ====== | ||
| - | |||
| - | * [0] http://couchdb.apache.org/ | ||
| - | * [1] http://en.wikipedia.org/wiki/Document-oriented_database | ||
| - | * [2] http://en.wikipedia.org/wiki/Representational_State_Transfer | ||
| - | * [3] http://britg.com/2008/09/23/accessing-couchdb-admin-without-exposing-it-to-a-public-port/ | ||
| - | * [4] http://www.sinatrarb.com/ | ||
| - | * [5] http://wiki.apache.org/couchdb/Getting_started_with_Ruby | ||
| - | * [6] http://news.cnet.com/8301-13846_3-10412528-62.html?tag=mncol;title | ||
| - | * [7] http://news.cnet.com/8301-13846_3-10451248-62.html | ||
| - | * [8] http://qconsf.com/sf2008/file?path=/qcon-sanfran-2008/slides//JanLehnardt_CouchDB_in_a_real_world_setting.pdf | ||
| - | * [9] http://wiki.apache.org/couchdb/CouchDB_in_the_wild | ||
| - | * [10] http://books.couchdb.org/relax/reference/security | ||
| - | * [11] http://wiki.apache.org/couchdb/Related_Projects#Libraries | ||
