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11A-Dokument-Datenbanken.md

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Dokument-Datenbanken

Datenmanagement

Dokument Stores:

  • verwalten einzelne Datensätze in "Dokumenten" (JSON)
  • Hohe Flexibilität der Speicherung unterschiedlicher Strukturen
  • Alternative zu relationalen Datenbanken in Anwendungsfällen mit heterogenen Datensätzen
  • MongoDB/CouchDB

Dokument:

  • Strukturierte Sammlung mehrerer Schlüssel-Wert-Paare (JSON/YAML/XML)

JSON $\neq$ Markupsprache

Datenbankmodell:

TODO

Datenmodellierung

Abbildung von Entitätsmengen (EM):

  • EM können durch eine Collection abgebildet werden
  • Innerhalb Collection werden einzelne Realweltobjekte durch ein Dokument repräsentiert
  • Eigenschaften des Objekts werden als Schlüssel-Wert-Paare im zugehörigen Dokument gespeichert.
  • in einer Collection verwaltete Dokumente können sich in ihrer Struktur voneinander unterscheiden
  • => Spezialisierungen und Generalisierungen können in der gleichen Collection gespeichert werden

Beziehungsmengen:

  • Keine Auflösung von Fremdschlüsselbeziehung

  • Keine Sicherstellung der Integrität von Referenzen

  • Dokument-DBs stellen die komplexen Datentypen Array und Object bereit und eröffnen dadurch drei Mog̈ lichkeiten in der Abbildung von Beziehungen:

    1. Referenzierung
      Speicherung der ID‘s der referenzierten Datensätze
    2. Denormalisierung
      Speicherung einer Kopie des referenzierten Datensatzes
    3. Aggregation
      Speicherung des referenzierten Datensatzes als Unterteile

Ich als Entwickler entscheide, ob ich Referenzierung, Denormalisierung oder Aggregation verwende

Ungelöstes Problem: Wie modelliert man MongoDB?
Viele zeichnen einfach Beispiel-JSON auf.

Datenbanksprache

Dokument-Datenbanken sind relational unvollständig

Anfrageverarbeitung MongoDB:

db.collectionName.find({<Selektion>, {<Projektion>})

Collection: collectionName
Operation: find()
Parameter: <Selektion>, <Projektion>

// TODO

Konsistenzsicherung

Bei Dokumentdatenbanken:

  • kein festes Datenschema
  • Struktur gespeicherter Dokument nicht zuvor definiert
  • einzelne Dokumente unterscheiden sich innerhalb einer Collection nicht vollständig voneinander
  • Definition/Prüfung der Datenintegrität auf Applikationsebene
  • Ausnahme: CouchDB (optional Integrität durch Träger, die bei jeder Schreiboperation auf entsprechenden Dokument ausgeführt wird)

Transaktionsmanagement:

MongoDB unterstützt keine Transaktionen!

• Operationen müssen einzeln ausgeführt werden • Operation umfasst Änderungen auf ein Dokument, werden diese Änderungen atomar durchgeführt • Operation umfasst Änderungen auf mehreren Dokumenten, werden diese unabhängig voneinander ausgeführt • transaktionale Atomarität muss bei Document Stores auf Anwendungsebene sichergestellt werden • Aggregation fasst zusammenhängende Sachverhalten zu einem Dokument zusammen • Dauerhaftigkeit wird in MongoDB mittels einer Log-Datei (WAL- Prinzip) sichergestellt.

Systemarchitektur

// TODO Indizes zur Anfrageoptimierung

Replica Sets: 1..n Knoten, welche zu verarbeitende Dokumente speichern. (Prio: hohe Verfügbarkeit)

Router: "Mongos", bilden Schnittstelle für client-Anfragen.

Config Server: // TODO

// TODO