Знакомство с CouchDB

NoSQL был одной из самых обсуждаемых тем на протяжении нескольких прошедших месяцев. В этом уроке мы познакомим вас с CouchDB, которая не работает с SQL запросами, а также дадим хороший старт для самостоятельного изучения.

Что такое NoSQL?

NoSQL - это специальная концепция, которая позволяет вам быть более раскрепощённым в запросах к БД.

NoSQL [не только SQL] - это концепция, предназначенная для осуществления доступа к группированным данным, не использующая реляционную модель данных. Фундаментальные различия кроются в способе осуществлении доступа и актуализации данных, а также их размещении. Например, когда вы должны были бы хранить данные о каком-то счете, то вам требовалась специальная таблица, работа с которой предусматривала знание особого серверного языка для того, чтобы преобразовать эти данные в реальные объекты. Используя NoSQL, вам нужно хранить только данные о счёте. NoSQL абсолютна не превиредлива к структуре хранения данных, что позволяет вам не заморачиваться насчёт структуры таблиц — вы можете просто начать хранить новые записи.

Продолжим приведённый выше пример. Некоторые счета могут содержать число VAT, другие нет. В обычном привычном подходе, вам необходимо сообщить таблице, что значение этого поля (VAT) может иметь значение, а также может быть равно просто null. В свою очередь, в NoSQL, вы можете сохранить как счета без числа VAT, так и счёт с этим значением — строгой схемы тут нет. Имейте в виду, что NoSQL - не совсем совершенное орудие. Если ваши данные лучше ложатся на реляционную модель, то лучше использовать SQL-ские базы данных, иначе можно потерять много времени и сил.

Запросы в базах данных NoSQL

Принцип MapReducing содержит несколько преимуществ по сравнению с SQL-скими базами данных, потому что элементарные задачи могут выполняться быстрее, чем это происходит в реляционных Системах Управления Базами Данных.

Базы данных, основанные на NoSQL используют маппинг для создания запросов и индексации баз данных. В реляционных СУБД вы выполняете запрос, который соединяет множество таблиц для того, чтобы вытащить пачку данных, а затем с помощью специальных операций преобразовать эти данные во что-то, с чем можно будет работать в дальнейшем. В NoSQL вы используете маппинг для того, чтобы сформировать 'представление' (другими словами, набор результатов).

Маппинг, по сути, просто производит извлечение данных, уменьшая их агрегацию. Чем больше вы привыкли к Реляционным Системам Управления Базами Данных, тем непонятней будет для вас этот урок. Ну ничего, надо же как-то освежать свои знания. MapReducing превосходит SQL-запросы, потому что различного рода задачи могут быть распределены между многократными узлами, что является невозможным в Реляционных СУБД. И так далее...

Знакомство с CouchDB

Несколько фактов о CouchDB, которые вам не помешает знать:

CouchDB - это база данных, которая ориентируется на хранение данных в формате JSON, написанная на языке программирования Erlang.

• Это действительно сильный конкурент на своём рынке, созданный для того, чтобы упростить многие задачи, которые можно будет осуществить на различных устройствах без всяких осложнений.
• Это очередной представитель баз данных, не базирующихся на SQL запросах.
• Этот инструмент входит в пакет вместе с проектом Apache.
• CouchDB позволяет приложениям хранить данные в формате JSON и осуществлять доступ к ним через особый интерфейс.
• Это новый способ хранения, индексации и осуществления доступа к данным.

Главные преимущества CouchDB

• JSON документы – все, что вы хотите сохранить в CouchDB должно быть преобразовано к формату JSON.
• REST интерфейс – все операции, включая вставку данных, в CouchDB осуществляются через HTTP.
• Множественная репликация – вы можете использовать неограниченное количество 'устройств', создавая особенные и неповторимые топологии репликации.
• Пригодный для офлайнового использования – CouchDB может быть реплицирован к различным устройствам (к примеру, таким, как телефоны Android), которые могут менять данные офлайн, а в последствии, сохранять изменения при помощи специальной системы синхронизации, когда сеть будет снова доступна.
• Фильтры репликации – вы можете фильтровать данные, которые хотите тиражировать на различные узлы.

Всё в кучу

CouchDB представляет собой следующий виток развития баз данных, разработанных для работы в сети.

CouchDB позволяет вам писать клиентские приложения, которые будут общаться с нутром программы без какой-либо посреднической серверной стороны, что значительно уменьшает время разработки веб приложений. CouchDB предоставляет более гибкие средства для репликации данных на различные устройства. Работая с CouchDB, вы также можете создать специальные фильтры для определённого пользователя.

Хранение базы данных локально означает, что ваше клиентское приложение может работать без каких-либо задержек. Благодаря этой возможности, ваши пользователи могут получить доступ к своим данным через их мобильный телефон и производить изменения без задержек во времени и в режиме оффлайн. Как только соединение с интернетом будет восстановлено, данные автоматически синхронизируются и актуализируются при помощи функций CouchDB.

CouchDB - это база данных, разработанная для того, чтобы дать новый виток развития интернет приложениям, которые основываются на десктоп интерфейсах.

Шаг 1 – Установка CouchDB

Самый легкий способ установки CouchDB на вашу систему заключается в том, чтобы перейти на сайт CouchOne (http://www.couchone.com/get) и загрузить установочный файл CouchDB специально для вашей операционной системы — в моём случае это OSX. Загрузите zip файл, распакуйте его и поместите CouchDBX в папку приложения.

Далее запускаем CouchDBX.

Шаг 2 – Добро пожаловать в Futon

После того, как вы запустите CouchDB, вы должны увидеть панель управления Futon. Если, по какой-либо причине, осуществить доступ к интерфейсу не удалось, то то же самое можно проделать через ваш браузер. Если вы посмотрите в логи, CouchDBX сообщит вам, что CouchDB был запущен по адресу http:// 127.0.0.1:5984/ (может отличаться на вашей системе). Откройте браузер и зайдите на адрес http://127.0.0.1:5984/_utils/, после чего вы должны увидеть Futon.

Оставшуюся часть урока я будут обращаться к панели управления Futon через Firefox. Для удобства у меня также стоит Firebug и активирована консоль, с помощью которой я могу отслеживать все HTTP запросы, которые Futon будет отправлять. Это очень хорошо, так как ваше приложение может функционировать также, как и Futon. Давайте двинемся вперёд и создадим базу данных, название которой будет mycouchshop.

jQuery плагин CouchDB

Futon фактически использует jQuery плагин, чтобы взаимодействовать с CouchDB. Вы можете найти по адресу http://127.0.0.1:5984/_utils/script/jquery.couch.js (прошу отметить тот момент, что ваш порт может отличаться). Разобрав тот код, вы сможете узнать много интересных вещей, которые позволяют скрипту взаимодействовать с CouchDB.

Шаг 3 – CouchDB и пользователи

По умолчанию CouchDB абсолютно открыт, что даёт возможность каждому пользовательскому администратору права на доступ ко всем базам данных. Это очень удобно для разработки. Давайте двинемся дальше и создадим администратора. В нижнем правом углу вы увидите следующее: "Добро пожаловать в панель администрирования! Все являются администраторами! Исправляйте положение”.

Не медлите и щёлкайте по ссылке fix this, что позволит вам указать имя пользователя и пароль. Эти действия помогут вам создать учетную запись администратора и предоставить анонимный пользовательский доступ к операциям чтения и операциям записи на всех базах данных. Внимание: это не касается операций, проводимых над конфигурацией.

Ещё немного о пользователях

Для CouchDB было бы неблагоразумным создание единственного супер пользователя и предоставление ему прав на чтение и запись.

Поначалу вы можете быть немного обескуражены тем, как представлены пользователи в CouchDB, особенно если вы привыкли к созданию различных пользователей для всех своих приложений, а затем управлять ими самостоятельно в пределах пользовательской таблицы. В CouchDB было бы неблагоразумно создание одного единственного супер пользователя и предоставление ему прав доступа на чтение и запись. Если вы принимаетесь делать клиентскую часть приложения, то данные об этой учетной записи будут расположены в вашем исходном коде JavaScript.

В СouchDB существует встроенная система создания пользователя и авторизации. Вы можете создать пользователей при помощи jQuery плагина, используя $.couch.signup(). Таким образом, вы можете создавать пользователей вашей системы. Пользователи представляют собой те же записи в формате JSON, так что вы можете назначать им любые дополнительные атрибуты, которые вам понадобятся. Например, электронная почта. Для того, чтобы прикрепить одни и те же атрибуты к множеству пользователей, вы можете создать специальные группы в пределах CouchDB.

Шаг 4 – Создание документа

Теперь давайте создадим наш первый документ, используя Futon:

• Откройте базу данных mycouchshop.
• Щелкните “New Document”.
• Щелкните, "Add Field”, чтобы начать добавлять данные к документу JSON. Заметьте, что поле ID уже предварительно создано. Я очень не советую изменять его. Добавьте ключевое "имя" со значением “Nettuts CouchDB Tutorial One”.
• Убедитесь, что вы отметили галочкой каждый атрибут, чтобы сохранить изменения.
• Щелкните, "Save Document”.

Теперь поднимитесь на уровень выше, к нашей базе данных.Теперь вы можете увидеть только что созданный документ с некоторыми ключами.

Шаг 5 – Обновление документа

CouchDB - это база данных, в которую можно что-то добавлять — новые обновления, добавленные к базе данных, не перезаписывают старую версию. Каждое новое обновление к документу JSON с существующим ранее ID добавит новую версию обновлённого документа. Для этого используется автоматически вставленный ключ версии:

• При просмотре содержания базы данных mycouchshop щелкните по единственной доступной записи.
• Добавьте другой атрибут с ключевым "type" и значением "production".
• Нажмите “Save Document”.

После сохранения новый ключ версии должен быть равен 2. Возвращаясь к представлению базы данных mycouchshop. Вы по-прежнему должны видеть один документ, т.к. по умолчанию отображается только самая последняя версия.

Версии

В то время как CouchDB использует внутренне версии, попытайтесь не полностью надеяться на него. Версии вполне легко могут быть убраны через панель управления вашими базами данных. CouchDB использует версии в качестве части функциональности репликации.

Шаг 6 – Создание документа, используя cURL

Я уже упомянул, что CouchDB использует REST интерфейс, так что все запросы мы можем просмотреть через консоль в Firebug. Теперь давайте воспользуемся терминалом для того, чтобы создать документ, используя cURL.

Во-первых, давайте создадим документ JSON с содержанием, указанным ниже, и сохраним с именем person.json на рабочий стол.

{
    "forename": "Gavin",
    "surname":  "Cooper",
    "type":     "person"
}

Затем откройте терминал и выполните команду cd ~/Desktop/, а затем curl -X POST http://127.0.0.1:5984/mycouchshop/ -d @person.json -H "Content-Type: application/json". CouchDB должен был возвратить документ JSON, подобный тому, что вы можете найти ниже.

{"ok":true,"id":"c6e2f3d7f8d0c91ce7938e9c0800131c","rev":"1-abadd48a09c270047658dbc38dc8a892"}

Это ID и число, представляющее версию вставленного документа. CouchDB использует седующие правила:

• POST – создает новую запись
• GET – извлекает записи
• PUT – обновляет запись
• DELETE – удаляет запись

Шаг 7 – Просмотр всех документов

Вы можете осуществить проверку вставки нового документа в базу mycouchshop следующим образом: перейдя по адресу curl -X GET http://127.0.0.1:5984/mycouchshop/_all_docs.

Шаг 8 – Создание простой функции

Теперь давайте рассмотрим другой способ просмотра всех документов:

• В пределах Futon щелкните по выпадающему меню и выберите “Temporary View”.
• Скопируйте код, который вы увидите.

function (doc) {
    if (doc.type === "product" && doc.name) {
    emit(doc.name, doc);
    }
}

• Кликните на run , и вы должны будете увидеть единственный продукт, который мы добавили ранее.
• Вы также можете сохранить полученное представление.

После создания простой функции мы можем теперь запросить это представление и увидеть, что передаваемое содержание по HTTP, используя следующую команду: curl -X GET http://127.0.0.1:5984/mycouchshop/_design/products/_view/products.

Так мы получаем ID документа и версию по умолчанию.

Шаг 9 – Усложняем ситуацию

Давайте добавим другой продукт к нашей базе данных, предварительно внеся новый ценовой атрибут со значением 1.75 нашему первому продукту.

{
    "name":     "My Product",
    "price":    2.99,
    "type":     "product"
}

Для нашего нового представления мы будем использовать следующее. Во-первых:

function (doc) {
    if (doc.type === "product" && doc.price) {
        emit(doc.id, doc.price);
    }
}

Вышеупомянутая функция просто проверяет, является ли введенный документ продуктом и есть ли у него цена. Если эти условия соблюдены, то используем следующий код.

function (keys, prices) {
    return sum(prices);
}

Вышеупомянутая функция возвращает цену, используя одну из встроенных функций в CouchDB.

Заключение

В этом уроке мы начали знакомство с CouchDB. Я уверен, что эта тема будет для большинства из вас нова и сложна. Но мне кажется, что в некоторых случаях, нужно отойти от традиционной работы с базами данных и воспользоваться какой-то альтернативой, если это конечно облегчит вам работу!

• Комментарии