Los beneficios y costos de los índices en bases de datos NoSQL
Publicado: 2023-03-03En general, los índices deben usarse en las bases de datos Nosql cuando el rendimiento de las consultas es una preocupación. Los índices pueden ayudar a acelerar la ejecución de consultas al permitir que la base de datos localice rápidamente los datos deseados. Sin embargo, los índices también pueden ralentizar las operaciones de escritura y consumir espacio de almacenamiento adicional. Como resultado, es importante considerar cuidadosamente si los beneficios de usar un índice superan los costos.
Es un sistema de gestión de base de datos orientado a documentos que emplea un servicio web RESTful. Es capaz de almacenar grandes cantidades de datos en documentos que pueden variar en tamaño y estructura. Una de las herramientas más críticas para los administradores de bases de datos es tener índices. El objetivo de este tutorial es explicar cómo funcionan los índices, cómo crearlos y mostrar cómo los utiliza una base de datos. Las estructuras de datos de índice son tipos especiales de estructuras de datos que almacenan solo una parte de los datos que se han recopilado de una colección. Debido a que se implementan de tal manera que pueden atravesar la base de datos de forma rápida y sencilla, MongoDB es ideal para este propósito. En esta guía, le enseñaremos cómo crear una base de datos de muestra y cómo indexarla.
Este tutorial le enseñará cómo crear una colección de documentos con una variedad de campos. Las montañas se enumeran aquí en los documentos, que describen cinco de los picos más altos del mundo. La salida contendrá una matriz de identificadores para los objetos recién insertados. El objetivo de esta guía es explicar cómo MongoDB usa los índices para limitar el recorrido de los documentos resaltando los detalles de la consulta en los índices. Puede usar el método createIndex() para crear un índice en el campo de altura de la colección de picos. Cuando creamos un índice de un solo campo en este ejemplo, podemos suponer que el documento incluye una sola clave (la altura en este ejemplo). Debería intentarlo de nuevo usando un índice, porque debería tener la misma consulta que tenía antes.
Como el índice era un componente de la ejecución de la consulta, el resultado será diferente. El segundo paso es crear índices que sean exclusivos del mercado. No es posible agregar dos documentos a una colección si ambos valores de _id son iguales. Esto se debe a que la base de datos mantiene automáticamente un solo índice de campo en el campo _id. Como verá en este paso, el valor de un campo determinado se puede personalizar para cada documento de una colección mediante índices. El cuarto paso es agregar un índice a un campo incrustado en una base de datos MongoDB. Cuando una consulta supera la capacidad de la base de datos, su rendimiento puede verse afectado significativamente.
El objetivo de este paso es demostrar cómo generar índices de un solo campo en campos de documentos incrustados. Cuando hay un número excesivo de índices, es muy posible que el rendimiento sufra tanto como lo haría si hubiera solo unos pocos índices. MongoDB utilizará índices en el orden final porque un campo en un índice se incluye en el orden final. En otras palabras, una vez que ha recuperado todos los documentos, no necesita volver a clasificarlos. En el ejemplo anterior, el índice se creó como una forma ascendente utilizando la sintaxis *ascents.total: 1 * y la solicitud de consulta picos de montaña ordenados de forma descendente. Se puede usar un índice de campo único para identificar todos los documentos que MongoDB intenta consultar. Cuando un índice solo está disponible para la primera parte de una consulta, MongoDB realizará primero un análisis de la colección.
En algunos casos, el caso puede no ser el mismo con los índices compuestos. Puede ser beneficioso definir un índice que abarque varios campos para garantizar que no se requieran escaneos adicionales. El sexto paso es desarrollar un índice de claves múltiples. Este paso demuestra cómo se comporta MongoDB cuando el campo utilizado para generar el índice es un campo que almacena varios valores, como una matriz. Debido a que no existe un índice para el campo de ubicación, MongoDB realiza un análisis completo de la colección para ejecutar la consulta. Cada uno de estos cuatro picos abarca un país, que es una matriz de valores múltiples, y representan más de un país. Cada campo en una matriz se crea automáticamente como un índice de varias claves en MongoDB.
Un documento con un campo de ubicación que contiene una matriz [“China, Nepal”], por ejemplo, tendrá dos entradas de índice separadas para el mismo documento: una para China y otra para Nepal. MongoDB puede usar su índice de manera eficiente incluso si la consulta solo solicita una coincidencia parcial con su contenido de esta manera. Los índices de MongoDB pueden reducir la cantidad de datos que deben analizarse durante la ejecución de consultas mediante el uso de estructuras de datos especiales. En el tutorial se analizó un subconjunto de las funciones de indexación de MongoDB para mejorar el rendimiento de las consultas en bases de datos ocupadas. Obtenga más información sobre la indexación de MongoDB en la documentación oficial de MongoDB .
Los índices, además de buscar las filas en una tabla de base de datos cada vez que se accede a una tabla, se pueden usar para localizar datos rápidamente. Es sencillo crear índices usando una o más columnas de una tabla de base de datos, lo que permite búsquedas aleatorias rápidas y eficientes y acceso a registros ordenados.
El sistema NoSQL almacena índices de búsqueda de dos maneras: índices en el sitio almacenados en la base de datos NoSQL y a través de un servicio de búsqueda remota. Los sistemas NoSQL suelen mantener sus índices y datos en el mismo nodo. Algunos sistemas NoSQL emplean servicios de búsqueda externos para la búsqueda de texto completo.
Cuando se usan índices como condición de filtro en la cláusula WHERE de una consulta, no se recomienda usar índices en columnas que devuelven un gran porcentaje de filas de datos. Si tuviera una entrada para las palabras "el" o "y" en el índice de un libro, no podría encontrarlas. Las tablas indexadas se pueden usar para ejecutar lotes de trabajos de actualización de lotes grandes de forma regular.
Debido a que los índices en MongoDB no requieren un escaneo de colección, lo que generalmente implica escanear cada documento en una colección para encontrar una coincidencia con su consulta, no necesita realizar un escaneo de colección. Cuando utilice los índices correctos, podrá realizar consultas de forma más eficaz porque el número de documentos está limitado desde el principio.
¿Cuándo debemos usar índices de bases de datos?
¿Qué es un índice y por qué se utilizan? La velocidad y la facilidad de uso de un índice de datos facilitan la recuperación de datos de las bases de datos. Este método acelera las consultas de selección y las cláusulas where. Aunque mejoró el rendimiento de INSERT, también redujo el rendimiento de UPDATE.
El índice de una tabla de base de datos contiene una copia de una o más columnas (o columnas). De manera similar, cada fila copiada está vinculada a la fila original en la columna de la tabla en un índice, y este vínculo también está presente en cada fila copiada. Cuando una base de datos realiza más operaciones de lectura que de escritura, los índices son los más útiles. Es casi seguro que no necesitará un índice para las acciones que escriba en lugar de leer en la columna de su tabla. Es posible crear un índice para múltiples columnas en una base de datos, pero el orden de las columnas es muy importante. Los usuarios podrán buscar películas usando el nombre del director y ver qué películas se mostraron en orden cronológico al implementar una nueva función. Si hubiéramos creado un índice con release_date primero, no tendríamos forma de saber si cada lanzamiento incluye varias ID de director asociadas con el índice. Ahora se solicitará a los directores una búsqueda más precisa, con fechas de lanzamiento para cada conjunto de directores. Los índices de bases de datos se distinguen por sus árboles equilibrados o árboles B.
Se puede recuperar un subconjunto de las filas de la tabla con el índice, lo que da como resultado resultados más rápidos del análisis de la tabla. Según la velocidad relativa de un recorrido de tabla y el grupo de filas asociadas con una clave de índice, las filas recuperadas por índice variarán.
Cuando se trata de tablas con una amplia gama de valores, los índices pueden ser extremadamente útiles para reducir la cantidad de tiempo que lleva buscarlos.
¿Nosql utiliza índices?
Utilizando técnicas de indexación para bases de datos NoSQL, la indexación de estructuras indexadas es el proceso de emparejar una clave con la ubicación de un registro de datos. Las bases de datos NoSQL pueden ser índices de varias maneras. Esta sección describirá brevemente algunos de los métodos de indexación más comunes, como los índices B-Tree, T-Tree y O2-Tree.
Mongodb: una poderosa base de datos orientada a documentos
Una base de datos MongoDB es una base de datos orientada a documentos que emplea índices multiclave para indexar el contenido de las matrices. En este caso, las consultas pueden usar la coincidencia de elementos o elementos de una matriz para determinar si el documento contiene matrices. Además de los índices primarios , MongoDB admite índices secundarios que se pueden usar para consultar atributos no primarios.
¿Dónde se deben usar los índices?
Los índices deben usarse en las bases de datos para acelerar el proceso de recuperación de datos. Los índices se pueden utilizar para mejorar el rendimiento de las consultas SQL.
Incluye una lista de nombres, temas y otros temas que se han vinculado a las ubicaciones donde se encuentran. Estos sistemas también se pueden utilizar en bases de datos en línea para organizar y categorizar datos. La creación y el mantenimiento de índices se analizan en este artículo, al igual que los fundamentos de los índices. En su borrador de índice, incluirá sus temas principales, así como los alternativos. Las subcategorías solo deben crearse si son de interés para el autor y se relacionan con el tema del libro. Si está escribiendo para una publicación de la industria, es posible que deba usar un término alternativo o de jerga para algunas palabras. Al comenzar una palabra índice, use un sustantivo.
La mayoría de las entradas en un índice no tienen palabras en mayúsculas. Deberá ponerlo en cursiva si hace referencia a una publicación. Algunos editores tienen indexadores profesionales que se aseguran de que cada página de su sitio coincida con el contador de páginas de índice. Deberá asegurarse de que la ortografía de sus nombres o títulos sea consistente y correcta si los está usando en primer lugar. Al citar a un investigador llamado John Grey, no podrá hacer coincidir su autocorrección con su nombre en el índice.
Cuando indexa, se asegura de poder acceder rápida y fácilmente a la información que necesita. Puede generar informes en su sistema para ayudarlo a tomar mejores decisiones sobre su negocio.
¿Por qué debemos usar la indexación en Mongodb?
Hay algunas razones por las que es posible que desee utilizar la indexación en MongoDB:
1. La indexación puede mejorar el rendimiento de sus consultas, especialmente si consulta valores específicos en lugar de utilizar una búsqueda de texto completo.
2. La indexación puede ayudarlo a imponer restricciones de unicidad en sus datos, lo que puede ser útil si está creando un sistema que se basa en la integridad de los datos.
3. La indexación también puede ayudarlo a optimizar el uso del espacio de almacenamiento, ya que la indexación puede permitirle almacenar solo los datos que necesita para recuperar sus resultados.
Según MongoDB, los índices excesivos también pueden afectar negativamente el rendimiento. En este artículo, ejecutaré algunos experimentos simples y proporcionaré algunas heurísticas que he encontrado para ayudarlo a determinar cuándo y cuántos índices se requieren. Se utilizó un experimento N=1 para generar los hallazgos presentados en este artículo. No usaría nada más para construir mi aplicación porque MongoDB funciona admirablemente. Generamos $50 millones en ingresos cada año mediante el uso de un clúster de MongoDB en pequeñas cargas de trabajo en la nube, gracias a una buena estrategia de indexación. Tener algunos patrones de diseño y tener cuidado con las operaciones lentas conocidas puede simplificar el manejo de colecciones de decenas de millones de documentos.
Indexación en Sql Vs Nosql
Existen algunas diferencias clave entre la indexación en bases de datos SQL y NoSQL. En primer lugar, las bases de datos SQL tienden a utilizar índices B-tree, mientras que las bases de datos NoSQL suelen utilizar índices hash . En segundo lugar, las bases de datos SQL suelen indexar todas las columnas de una tabla, mientras que las bases de datos NoSQL normalmente solo indexan las columnas que se consultan. Finalmente, las bases de datos SQL normalmente requieren que el índice se actualice cuando se actualizan los datos de la tabla, mientras que las bases de datos NoSQL suelen actualizar el índice automáticamente.
En esta publicación, repasaré las diferencias entre las bases de datos SQL y NoSQL y analizaré su rendimiento. Además, proporcionaré una lista de casos de uso en los que uno es mejor que el otro. Todas las bases de datos tienen su propio lenguaje de consulta o enfoque para consultar datos, según la base de datos. En comparación con las bases de datos SQL, las bases de datos NoSQL son más eficientes en la ejecución de operaciones de escritura por segundo. Debido a que los datos no están estructurados ni verificados antes de ingresar a la base de datos, es posible insertar o guardar datos con formato incorrecto o incorrectos. Cuando se hace referencia a bases de datos NoSQL, una base de datos "sin esquema" no requiere un esquema fijo para ingresar y recuperar datos. En situaciones donde se requieren múltiples operaciones de lectura por segundo, las bases de datos SQL pueden ser una opción efectiva.
Esto es especialmente útil para los servicios de registro de registros, que deben almacenar grandes cantidades de datos. Estas bases de datos cuentan con una nueva generación de motores de indexación que pueden ser más eficientes y menos robustos que las bases de datos tradicionales. Las bases de datos NoSQL son poderosas y populares, pero las bases de datos SQL se mantienen firmes de varias maneras. Todo se reduce a las necesidades y el potencial de su organización. Si desea tecnología probada en batalla con mucho conocimiento de la industria, opte por una base de datos tradicional. NoSQL, por otro lado, es la mejor herramienta para almacenar cantidades masivas de datos no estructurados lo más rápido posible.
Índice Nosql
Una base de datos NoSQL es una base de datos no relacional que no utiliza la estructura tradicional basada en tablas de una base de datos relacional. Las bases de datos NoSQL se utilizan a menudo para big data y aplicaciones web en tiempo real.
Un índice secundario contiene una matriz de atributos que no están incluidos en la tabla principal del índice. Hay disponible una partición separada y clasificación de tablas; a diferencia de una tabla base, este software se puede utilizar para ordenar y particionar datos. El índice secundario, como hemos supuesto, no consiste en una tabla particionada por su clave de partición. La tabla se almacena en el mismo nodo que la tabla principal. Se pueden definir índices adicionales utilizando una tabla de partición en bases de datos NoSQL de clave-valor. En el mismo nodo que la tabla base, el índice secundario es una estructura de datos. Fue sencillo implementar el índice secundario en la sección sobre la implementación de una base de datos en memoria. Este experimento demostró cómo implementar dos estrategias de indexación (copias y recuperaciones).
Indexación Mongodb
La indexación de MongoDB es un proceso que crea estructuras de datos para optimizar el rendimiento de las consultas. Los índices admiten la ejecución eficiente de consultas en MongoDB. Sin índices, MongoDB debe escanear todos los documentos de una colección, lo que puede resultar costoso y lento.
Un índice es un tipo de estructura de datos especial que contiene una parte de los datos de una colección en un formato al que se puede acceder fácilmente. Las entradas de índice de esta manera se ordenan de modo que sus coincidencias de igualdad y las operaciones de consulta basadas en rango sean eficientes. MongoDB indexa documentos en cualquier campo o subcampo que esté en una colección y se puede definir a nivel de colección. Los índices de MongoDB le permiten buscar datos y realizar consultas según el tipo de datos y la consulta que necesita. En el índice compuesto, existe una distinción importante entre el orden en que se enumeran los campos y el orden en que aparecen. MongoDB indexa los datos almacenados en matrices utilizando índices multiclave. MongoDB proporciona dos tipos de índices para gestionar datos de coordenadas en sistemas geosíncronos: 2dsphere y 2dsphere.
En lugar de un índice disperso, la versión MongoDB 5.3 le permite crear un índice agrupado. Los índices ocultos no están visibles en el planificador de consultas y no se pueden usar para respaldar una consulta. Un índice oculto se puede ocultar dentro del planificador para que los usuarios puedan ver cómo una caída en un índice podría afectar el valor del índice sin realmente dejarlo caer. En MongoDB, los usuarios pueden especificar qué reglas se aplican a las cadenas de comparación, como mayúsculas y minúsculas y acentos. Si la operación especifica una intercalación diferente, la operación no puede realizar comparaciones de cadenas en campos indexados mediante un índice con una intercalación. El tutorial Analizar el rendimiento de la consulta ofrece un ejemplo de las estadísticas de una consulta realizada con y sin un índice. MongoDB emplea índices para ayudarlo a cumplir consultas mediante el uso de la intersección de ellos.
Las claves de índice están sujetas a ciertas restricciones en ciertos casos. Cuando se crea un índice, el rendimiento de una aplicación puede ser menor. Un controlador puede usar NumberLong(1) en lugar de 1 como su especificación de índice . Como resultado, el índice resultante no cambia.
¿Debería usar índices en Mongodb?
¿Cuáles son los pros y los contras de usar índices en MongoDB?
Al indexar, MongoDB puede buscar los datos más rápido al mejorar el rendimiento de las consultas. los índices también pueden ayudar a garantizar que los datos sean consistentes en múltiples fragmentos y nodos. los índices, por otro lado, también pueden aumentar la complejidad y el costo de las consultas, por lo que deben usarse con precaución en ausencia de una necesidad.
Índice compuesto de Mongodb frente a índice único
Los índices compuestos no indexan solo en un solo campo de un documento; indexan en múltiples campos en orden ascendente o descendente, y ordenan los datos de múltiples campos cuando ingresa un campo.
La indexación de MongoDB puede ayudarlo a hacer un mejor uso de sus consultas. El término índice compuesto se refiere a índices con múltiples referencias a un solo campo. En MongoDB, se puede usar un solo campo de índice hash para representar un índice compuesto. Como resultado, las consultas como db.collection.sort (fabricante: 1, precio: -1) se pueden ejecutar de manera más eficiente gracias al índice que creamos. En un índice de MongoDB, MongoDB proporciona sort(). Se puede obtener una coincidencia de expresión de ordenación de MongoDB (prefijo de coincidencia) de un índice que contiene registros ordenados, lo que significa que MongoDB puede obtener coincidencias de expresión de ordenación (prefijo de coincidencia) de cualquier índice que contenga registros ordenados. Si MongoDB no puede generar el orden de clasificación utilizando un índice, realiza una operación de clasificación de bloqueo.
¿Qué es el índice único en Mongodb?
MongoDB indexa los documentos según el campo en el que están almacenados, así como otros campos de la colección. Todas las colecciones pueden tener un índice en el campo -id, y las aplicaciones y los usuarios pueden agregar índices adicionales para admitir consultas y operaciones importantes. Los gráficos de índice se organizan en orden ascendente o descendente en un solo campo del documento.
Por qué es importante indexar
El proceso de creación de un índice de un documento o conjunto de documentos para hacer que la recuperación de información sea más rápida y sencilla se conoce como construcción de índices . La indexación es útil por dos razones. La primera ventaja de los índices es que pueden ayudarlo a encontrar una información específica en un documento grande más rápido. Por ejemplo, si estuviera buscando artículos específicos en un periódico, un índice podría decirle cuál era el título del artículo. Una de las ventajas de los índices es que pueden hacer que la información de un documento sea más accesible para las personas con discapacidad. Un índice bursátil, por ejemplo, se puede utilizar para obtener información sobre una empresa específica por su símbolo de cotización, lo que permite que las personas ciegas lo hagan.
¿Cuál es la opción diferente para la indexación en Mongodb?
MongoDB indexa el contenido en matrices en MongoDB utilizando índices de múltiples claves. MongoDB crea entradas de índice separadas para cada elemento de una matriz si indexa un campo con un valor de matriz. En estos índices multiclave, las consultas pueden seleccionar documentos con matrices haciendo coincidir los elementos o partes de una matriz con sus índices multiclave.
Eliminar un índice en Mongodb disminuirá el rendimiento de búsqueda
Una desventaja es que MongoDB se verá obligado a volver a analizar los datos para encontrar los registros relevantes si se elimina un índice.
Introducción Mongodb
Mongodb es un poderoso sistema de base de datos orientado a documentos. Tiene una función de búsqueda basada en índices que hace que la recuperación de datos sea rápida y fácil. Mongodb también ofrece una función de escalabilidad, lo que le permite manejar datos a gran escala.
MongoDB es una base de datos NoSQL multiplataforma y de código abierto, y muchas aplicaciones web basadas en nodos la utilizan para almacenar datos. En este tutorial, le mostraré cómo instalar Mongo y cómo usarlo para almacenar y consultar datos. Aprenderá a interactuar con una base de datos de Mongo utilizando un programa de nodo y examinará algunas de las diferencias entre Mongo y las bases de datos relacionales tradicionales. Es común que MongoDB se descargue e instale a través de los canales de software oficiales de Linux, pero ocasionalmente puede resultar en una versión desactualizada. Si tiene una distribución de Linux no basada en Ubuntu, puede obtener más información sobre cómo instalarla visitando esta página. MongoDB también proporciona una herramienta llamada Compass que le permite conectarse y administrar sus bases de datos mediante una interfaz gráfica de usuario. Con MongoDB, no es necesario tener control de acceso.
Si está utilizando Mongo en producción, debe realizar cambios en esta función. El acrónimo CRUD se utiliza para indicar que algo se ha creado, leído, actualizado o eliminado. Estas son las cuatro operaciones fundamentales de la base de datos que debe realizar si desea crear una aplicación. Aquí hay algunos pasos que puede seguir para recuperar todos sus documentos de usuario. Esto corresponde a la consulta de una base de datos SQL que lee de la columna "De USUARIOS". MongoDB proporciona varias formas de actualizar un documento, incluida la operación de creación. Por ejemplo, podría establecer el valor de registro en 18 años para todos los usuarios menores de 18 años.
No necesita especificar el número o el tipo de columnas cuando usa MongoDB, que es una base de datos sin esquema. Un esquema JSON, por otro lado, se puede usar para especificar reglas de validación para nuestros datos. Para comunicarse con el servidor MongoDB, debe usar una biblioteca del lado del cliente conocida como controlador. las devoluciones de llamada, las promesas o las esperas son todos métodos posibles para interactuar con la base de datos. Para conectarse a Mongo, debe especificar el nombre y la contraseña en su código. MongoDB tiene un controlador incorporado, pero también se conoce como el controlador MongoDB. Para administrar datos en MongoDB, primero debe establecer un esquema. La forma de cada documento en una colección MongoDB está determinada por el mapeo del esquema.
Mongodb: una alternativa Nosql a las bases de datos relacionales
MongoDB es una plataforma de administración de bases de datos NoSQL de código abierto que proporciona API para administrar grandes colecciones de datos distribuidos de manera segura y eficiente. MongoDB es una base de datos de documentos no relacionales que admite almacenamiento JSON y estructuras de documentos no relacionales. Las bases de datos relacionales tradicionales pueden tardar hasta cinco minutos en procesarse en MongoDB. Además, MongoDB es una mejor alternativa a las bases de datos relacionales para administrar grandes conjuntos de datos distribuidos.