5 دلیل برای انتخاب NoSQL

یک تجارت در حال رشد با چالش‌ها و فرصت‌های زیادی روبرو است، بنابراین نیاز به برنامه‌ریزی برای آینده خود دارد. برخی از ابزار و فناوری‌ها، مختص امروز هستند و شاید در آینده کاربردی نداشته باشند. انتخاب دیتابیس مناسب نیز مهم است که برای سازمان‌ها به تصمیمی چالش برانگیز، تبدیل شده است. این انتخاب در معماری برنامه شما بسیار موثر است.

فرض کنید شما یک دیتابیس برای برنامه فعلی خود انتخاب کرده‌اید که با توجه به تعداد کم کاربران، پاسخگوی نیاز شما است، اما پس از گذشت چند سال و افزایش کاربران چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ با رشد تعداد کاربران و داده‌هایی که باید ذخیره شوند، مسئله مقیاس‌پذیری و چندین مشکل دیگر در برنامه شما بوجود می‌آید.

اگر سایت شما قادر به پاسخگویی به این حجم از کاربران نباشد، کسب‌و‌کار شما در خطر قرار می‌گیرد و حتی ممکن است، تجارت شما شکست را تجربه کند. در نهایت برای جلوگیری از این اتفاقات و تعویض زیرساخت‌های برنامه‌تان باید تلاش، وقت و هزینه بیشتری را صرف کنید.

خب، همیشه در این قسمت برنامه‌نویسان استدلال‌هایی را برای انتخاب بهترین دیتابیس به میان می‌آورند که کدام دیتابیس از بین انواع رابطه‌ای (relational) و غیررابطه‌ای (non-relational) برای برنامه مناسب‌تر است. هر دو دیتابیس می‌توانند اطلاعات را ذخیره کنند اما تفاوت در نحوه ساخت، نوع اطلاعاتی که آن‌ها ذخیره می‌کنند و نحوه ذخیره اطلاعات است.

در این مقاله درمورد سناریوهایی صحبت خواهد شد که در آن مزیت‌های دیتابیس غیررابطه‌ای گفته می‌شود. به علاوه درمورد برخی از ویژگی‌های NoSQL صحبت می‌شود، اما بخاطر داشته باشید که هیچ تکنولوژی یا دیتابیسی وجود ندارد که برای همه چیز مناسب باشد.

بنابراین برای انتخاب هر تکنولوژی، ابتدا باید درمورد نیازهای برنامه خود چند سوال مهم را پاسخ بدهید. پاسخ این‌ سوالات، به شما در شناخت نیازمندی‌هایتان کمک می‌کند و می‌توانید متوجه شوید، آیا NoSQL نیازهای برنامه شما را رفع می‌کند یا خیر؟

• آیا برنامه شما با رشد تعداد کاربران، می‌تواند خدمات‌دهی را ادامه دهد؟
• برای پاسخگویی به فعالیت‌ها و درخواست‌های کاربران، برنامه شما نیاز به تغییر مقیاس دارد؟
• چه مقدار از پول و زمان، با 0% داون‌تایم (downtime) صرفه جویی می‌شود؟
• آیا برنامه شما از چرخه توسعه سریع (rapid development cycles) استفاده می‌کند؟ (مدل داده انعطاف پذیر)
• آیا برنامه شما مقادیر عظیمی از داده را ایجاد می‌کند؟

چرا NoSQL؟

بیش از چهار دهه است که توسعه دهندگان از دیتابیس‌های رابطه‌ای (relational) به عنوان مکانسیم اصلی ذخیره سازی داده استفاده می‌کنند. Structured Query Language (SQL) یک دیتابیس رابطه‌ای است که به نظر می‌رسد ساختار یافته و برای ذخیره اطلاعات سفت و سخت‌تر عمل کند، مانند یک دفترچه تلفن.

دیتابیس SQL برای انجام transactionهای قابل اعتماد طراحی شده و از ساختار مناسبی برای ذخیره اطلاعات به روشی بسیار سازمان یافته، پیروی می‌کند. این نوع از پایگاه داده می‌تواند هزاران query را در کسری از ثانیه پاسخ بدهد اما این کار برای برنامه‌های کوچک امکان پذیر است.

هنگامی که برنامه رشد می‌کند، دیتابیس‌های رابطه‌ای با مسئله مقیاس‌پذیری روبرو می‌شوند. اگر درمورد وبسایت‌های غول پیکری مانند: گوگل، فیسبوک، آمازون سخن به میان آید، می‌دانیم که میلیاردها یا تریلیون‌ها کوئری را در مدت زمان کوتاهی پاسخ می‌دهند. پس در اینجا دیتابیس رابطه‌ای پاسخگوی نیاز ما نیست و در پاسخ به کوئری‌ها شکست می‌خورد.

برای خلاص شدن از این محدودیت‌ در دیتابیس‌های رابطه‌ای، NoSQL به میان آمده است که عمدتا بر روی دو چیز تمرکز دارد:

1. سرعت عمل بالا
2. انعطاف‌پذیری در ذخیره داده‌ها

این دو مورد از اصلی‌ترین قابلیت‌هایی است که شما را به دیتابیس NoSQL نیازمند می‌کند.

دیتابیس‌های NoSQL مدت‌‌ها است که ساخته شده‌اند، اما در اوایل قرن 21 نام NoSQL ایجاد شد. اگر سازمان شما با مقادیر انبوهی از داده‌های بدون ساختار روبرو باشد و نوع داده‌ها در ابتدا مشخص نباشد، احمالا یک دیتابیس رابطه‌ای پاسخگوی نیاز شما نیست. در این موارد از دیتابیس‌های NoSQL استفاده می‌کنند که انعطاف پذیری بیشتری نسبت به همتایان سنتی خود دارد.

بیایید در مورد 5 ویژگی مهم دیتابیس‌های NoSQL صحبت کنیم، اینجاست که می‌توانید بهتر تصمیم بگیرید:

۱. چند مدلی (Multi-Model)

دیتابیس‌های رابطه‌ای، داده‌ها را در یک ساختار از پیش تعریف شده ذخیره می‌کنند. یعنی شما از زمانی که توسعه را شروع می‌کنید باید ساختار داده‌های خود را از نظر چگونگی قرار گیری در جداول و ستون‌ها تعریف کنید و هر زمانی که شرایط تغییر کند، باید ساختار را تغییر دهید. همه این‌ها منجر به ایجاد ستون‌های جدید، تعریف روابط جدید، منعکس کردن تغییرهای جدید در اپلیکیشن، صحبت با مدیران دیتابیس و … خواهد شد.

دیتابیس NoSQL قابلیت انعطاف پذیری بیشتری را برای پردازش داده‌ها بوجود می‌آورد. نیازی به مشخص کردن schema برای شروع کار نیست. همچنین دیتابیس NoSQL محدودیتی در نوع داده‌‌هایی که می‌توانید در کنار هم ذخیره کنید، ایجاد نمی‌کند. این امکان را به شما می‌دهد که بسته به نیازتان، داده‌های جدیدی را وارد دیتابیس کنید. این‌ها دلایلی هستند که NoSQL را برای توسعه‌های چابکی که نیاز به اجرای سریع‌تر دارند، مناسب می‌کند.

توسعه دهندگان و معماران، NoSQL را انتخاب می‌کنند تا به راحتی داده‌ها را برای نیازمندی‌های مختلف توسعه برنامه، مدیریت (اداره) کند.

۲. مقیاس‌پذیری آسان (Easily Scalable)

مقیاس‌پذیری آسان، دلیل اصلی برای انتخاب یک دیتابیس NoSQL است. خب، باید بگوییم که دیتابیس‌های رابطه‌ای نیز می‌توانند مقیاس‌پذیر باشند، اما نه به راحتی و نه با هزینه کمتر. دیتابیس‌های رابطه‌ای بر اساس مفهوم سنتی معماری یعنی ارباب و برده (master-slave) ساخته شده‌اند.

افزایش مقیاس به این معناست که برای ارتقا سرورهایتان باید پردازنده‌، رم و هارد دیسک‌های بیشتری برای افزایش ظرفیت و مدیریت بار نصب کنید. شاید به جای یک سرور بسیار بزرگ، دیتابیس‌ها را در قطعه‌های کوچک‌تر در چندین سرور سخت افزاری تقسیم کنید. این کار را اصطلاحا Sharding می‌نامند که در دیتابیس‌های رابطه‌ای بسیار پیچیده است و اینجا باید به فکر تغییر دیتابیس‌های خود باشید تا ازداون‌تایم در زمان خرابی‌ها جلوگیری کنید. این موارد برای توسعه دهندگان و معماران به دردسری بزرگ تبدیل شده است.

دیتابیس NoSQL به ‌صورت masterless و peer-to-peer architecture ساخته شده است. داده‌ها به طور متعادل شده در چندین node در یک cluster قرار می‌گیرند و به صورت پیش‌فرص توزیع می‌شوند. این باعث می‌شود تا مقیاس‌پذیری را بدون صرف زمان خاصی به دست بیاوریم. با اجرای چند دستور ساده، می‌توانیم سرور جدید را به cluster اضاف کنیم.

این مقیاس‌پذیری همچنین باعث بهبود عملکرد می‌شود، امکان دسترسی مداوم، سرعت خواندن و نوشتن بسیار بالا را فراهم می‌آورد.

۳. توزیع شده (Distributed)

دیتابیس‌های رابطه‌ای به گونه‌ای طراحی شده‌اند که یک برنامه به صورت متمرکز از آن‌ها استفاده کند و وابسته به یک مکان خاص باشد، اما دیتابیس NoSQL به گونه‌ای طراحی شده که می‌تواند به صورت جهانی توزیع شود، از چندین مکان مختلف شامل چندین دیتاسنتر یا سرویس ابری برای عملیات‌ خواندن و نوشتن استفاده کند.

این دیتابیس با معماری masterclass خود، مزیت‌های بسیاری را برخوردار است. داده‌ها همیشه می‌توانند در دسترس باشند، زیرا داده‌ها با کپی‌‌های مختلف در جایی که لازم است توزیع می‌شوند.

۴. فراوانی و داون‌تایم صفر

اگر سخت افزار خراب شود چه اتفاقی خواهد افتاد؟ NoSQL نیز برای رسیدگی به این نوع شرایط بحرانی طراحی شده است. خرابی سخت افزار در حین توسعه یک برنامه، یک نگرانی جدی و نیاز به توسعه دهندگان، مدیران دیتابیس و در آخر عملیات مختلف برای رفع این مشکل است. که به جای مقابله با این مشکل‌ها می‌توانید از دیتابیس‌های NoSQL استفاده کنید.

معماری masterclass در NoSQL اجازه می‌دهد تا چندین نسخه از داده‌ها در nodeهای مختلف حفظ شوند. اگر یک node از دسترس خارج شود، node دیگری برای دسترسی آسان و سریع، کپی از داده‌ها را خواهد داشت. تمام این‌ها باعث می‌شوند که دیتابیس NoSQL بدون صدمه زدن به کسب و کار، به کار خود ادامه دهد. همچنین برای کسانی که هزینه داون‌تایم را در نظر می‌گیرند بسیار به صرفه است.

۵. برنامه‌هایی که با بیگ‌دیتا ‌تعامل دارند

دیتابیس NoSQL می‌تواند حجم عظیمی از داده‌ها را خیلی سریع اداره کند و به همین دلیل برای برنامه‌هایی که با بیگ‌دیتا سروکار دارند، بسیار مناسب‌ است. دیتابیس‌های NoSQL اطمینان حاصل می‌کنند که سایر اجزای برنامه شما یکپارچه و سریع طراحی شده باشند و به خوبی از پس داده‌های عظیم برمی‌آید.

همانطور که درمورد بسیاری از ویژگی‌ها و مزایای استفاده از دیتابیس NoSQL گفتیم، باید در نظر داشته باشید که برای همه برنامه‌ها متناسب نیست. بنابراین یک سری نقاط قوت و در طرف دیگر نقاط ضعف وجود دارد و برای انتخاب دیتابیس باید ماهیت برنامه‌تان را بررسی کنید. بعضی پروژه‌ها بهتر است که با دیتابیس SQL توسعه داده شوند درحالی که برخی دیگر با NoSQL خوب کار می‌کنند و درمواردی می‌توان از هر دو آن‌ها استفاده کرد.

اگر شما داده‌های transactionها را ذخیره می‌کنید پس SQL به کار شما می‌آید. دیتابیس‌های رابطه‌ای برای پردازش transactionها ایجاد شده‌اند و از این نظر خوب عمل می‌کنند. اگر داده‌های شما تحلیلی هستند، پس باید به NoSQL فکر کنید، دیتابیس SQL در آنالیز داده‌ها، و کار با داده‌های عظیم به مشکل جدی تبدیل می‌شود.

منبع: https://www.geeksforgeeks.org/top-5-reasons-to-choose-nosql