Почему базы данных NoSQL часто не поддерживают транзакции — и как это можно обойти

Транзакции являются важной частью любой системы баз данных, обеспечивая целостность и согласованность данных перед лицом одновременных обновлений. Однако не все базы данных поддерживают транзакции. В частности, базы данных NoSQL часто не предоставляют возможности для выполнения транзакций. Это может быть серьезной проблемой для приложений, которым требуется поддержка транзакций , поскольку это может привести к повреждению данных и несогласованности. Однако есть некоторые обходные пути, которые можно использовать для поддержки транзакций для баз данных NoSQL. В этой статье мы рассмотрим, что такое транзакции, почему базы данных NoSQL часто их не поддерживают и как можно обойти это ограничение.

Семантика транзакций решений NoSQL легче, чем у реляционных баз данных, но они по-прежнему обеспечивают атомарные операции на некотором уровне. Если вы знаете, как использовать Node.js или Ruby/Rack, вы можете быстро создать небольшой макет на Heroku.com. С сожалением сообщаю вам, что мне еще предстоит реализовать это каким-либо образом. Если транзакция должна быть выполнена, она должна быть способна достичь свойств ACID. Большинство инструментов NoSQL снижают критерии согласованности операций, чтобы добиться отказоустойчивости и масштабируемости. Рекомендуется использовать базы данных SQL/ACID, такие как VoltDB, которые находятся в памяти, ориентированы на столбцы и распределены. Для этого можно использовать оптимистичные транзакции , но я считаю, что вы должны понимать гарантии атомарности реализации базы данных (например, сколько слов я должен писать и читать подряд), прежде чем продолжить.

Согласно некоторым дискуссионным форумам, в Интернете происходят некоторые транзакции HBase , если это то, что вы ищете. Обычно существует два типа баз данных NoSQL: базы данных типа «ключ-значение» и распределенные хранилища данных, оба из которых реализованы в предпочитаемой вами СУБД и могут поддерживаться с помощью вашего администратора баз данных, а также благодаря гибкости и производительности NoSQL. Если решение NoSQL включает сравнение и сопоставление, вы можете использовать оптимистичные транзакции поверх него.

Для баз данных NoSQL это время было особенно важным: ставки были выше, и наконец пришло время реализовать распределенные транзакции. До этого транзакции обычно фиксировались на одном сервере, а затем реплицировались на остальную часть кластера так же, как и раньше.

Почему Nosql не подходит для транзакций?

Транзакции ACID не выполняются базами данных NoSQL. В современных приложениях эти свойства непросто использовать в транзакциях, которые должны выполняться с помощью NoSQL. Он не поддерживает структурированные данные и не использует язык структурированных запросов.

Использование баз данных NoSQL в разработке позволяет разработчикам достичь такого же уровня параллелизма без преобразования структур в памяти в реляционные. Кроме того, хотя они обеспечивают высокий уровень безопасности данных, крайне важно, чтобы современные ИТ-организации делали это. Процесс сегментирования, который разделяет чрезвычайно большие базы данных на более мелкие, более управляемые части, не может быть автоматизирован для каждой базы данных. При использовании баз данных NoSQL данные распределяются по нескольким узлам и, таким образом, доступ к ним становится более эффективным, что приводит к выборочному доступу к большим наборам данных с большей вычислительной мощностью. Современные приложения, требующие высокого уровня масштабируемости, надежности и доступности от баз данных, требуют высокого уровня надежности и масштабируемости от реляционных баз данных. Недостатки NoSQL можно преодолеть, используя различные стратегии для современных приложений.

Выбор правильной базы данных NoSQL для ваших нужд требует множества соображений. Этот список включает такие факторы, как тип требуемых данных, требуемый уровень надежности, требуемая скорость и масштабируемость. MongoDB, Cassandra и Redis — одни из самых популярных баз данных NoSQL. Каждая из этих баз данных имеет свой набор сильных и слабых сторон, поэтому вы должны выбрать лучшую для себя. Нет никаких гарантий, что базы данных NoSQL будут лучшим вариантом для ваших нужд. Один из основных недостатков баз данных NoSQL заключается в том, что они изначально не способны поддерживать функции надежности, имеющиеся в реляционных базах данных. Среди характеристик надежности важны атомарность, непротиворечивость, изоляция и долговечность. Если вам нужно выполнять транзакции, MongoDB — не лучшая база данных для вас. Существует все меньше и меньше приложений, которые требуют транзакций, но есть и такие, которые требуют транзакций для обновления нескольких документов/коллекций. В этом случае следует избегать MongoDB, потому что это требуется команде. При выборе базы данных NoSQL крайне важно учитывать ряд факторов, включая тип данных, с которыми вы работаете, требуемый уровень надежности, а также производительность и масштабируемость вашей базы данных. MongoDB, Cassandra и Redis — это лишь некоторые из доступных сегодня баз данных NoSQL.

Почему MongoDB не рекомендуется для финансовых данных

Почему нельзя использовать MongoDB для финансовых данных?
Из-за отсутствия поддержки транзакций MongoDB не рекомендуется использовать в финансовых данных. Для надежности и согласованности данных крайне важно выполнять транзакции. Транзакции необходимы для обеспечения согласованности или синхронизации с базой данных, но они не всегда выполняются.

Кислота транзакций Nosql

Базы данных NoSQL не поддерживают транзакции так, как это делают реляционные базы данных. Это означает, что вы не можете полагаться на свойства ACID транзакций при использовании базы данных NoSQL. Однако некоторые базы данных NoSQL поддерживают некоторые функции транзакций, например атомарные операции.

Различные базы данных Nosql могут предлагать разные уровни поддержки транзакций.

Разные базы данных Nosql могут предлагать разные уровни поддержки транзакций. Например, некоторые базы данных могут предлагать полную поддержку транзакций , тогда как другие могут предлагать только ограниченную поддержку. Это может быть важным фактором, который следует учитывать при выборе базы данных Nosql.

Данные моделируются с объектно-ориентированной точки зрения, а не хранятся в реляционной базе данных, чтобы разработчики лучше понимали разницу между объектно-ориентированными и реляционными базами данных. Документоориентированные базы данных (например, MarkLogic, MongoDB и CouchDB) полностью устранили это несоответствие импеданса. Недостатком баз данных NoSQL является то, что они не предоставляют таких возможностей с точки зрения гибкости и масштабируемости. На практике важность свойств ACID демонстрируется тем, как они применяются или рассматриваются рынком. MarkLogic, база данных NoSQL, является одним из примеров базы данных NoSQL, и мы рассмотрим, как она помогает в многооператорных транзакциях в Java. MarkLogic — это база данных NoSQL, ориентированная на документы. Можно сериализовать объекты в независимый от языка и самоописываемый формат без необходимости выполнять сложные сопоставления.

В следующем примере JAXB используется для представления POJO в MarkLogic для сохранения. Благодаря свойствам ACID MarkLogic запасы отражают покупку (в форме сокращения запасов) при покупке предмета. База данных выполняет эту задачу как операцию «все или ничего» со своей точки зрения. Поскольку эта транзакция является транзакцией с несколькими операторами, MarkLogic создает блокировку на уровне документа, выполняя операции чтения в первый раз. Если мы успешно запустим вышеуказанную программу, мы получим заказ с тремя позициями, а также обновления элементов инвентаря, чтобы уменьшить количество элементов. Когда программа снова запускается, мы можем вызвать исключение (хотя и несколько фиктивное) для транзакции, заявив, что запасов нет. В результате, когда мы прерываем всю транзакцию в этом случае, мы получаем следующую ошибку.

Когда мы читаем объект с намерением обновить его, мы должны гарантировать, что какой-либо другой поток не изменит свое состояние, прежде чем мы сможем завершить операцию. Операция чтения не блокируется неявно, когда она выводится за пределы контекста транзакции, чтобы гарантировать это. Для выполнения задачи необходимо работать с объектом DocumentDescriptor. Мы верим в оптимистическую блокировку, потому что уверены, что при последующем обновлении наша операционная система не изменится. В этом здании нередко происходят нарушения изоляции; однако, если есть проблема, ее следует исследовать. MarkLogic будет отслеживать обновленные версии и отправлять нам электронное письмо, если мы их побьем. Цель сервера MarkLogic — предоставить мощные возможности таким образом, чтобы разработчики могли использовать их без ущерба для каких-либо его функций. Не стесняйтесь просматривать веб-сайт для получения дополнительной информации по этим и другим темам. См. страницу GitHub для примера транзакции с несколькими операторами, используемого в этой статье.

Почему MongoDB — лучшая база данных документов

Базы данных документов — отличный выбор для приложений, хранящих много данных. Самая популярная база данных документов на планете — MongoDB.
Хранилище «ключ-значение» полезно для приложений, которым требуется, чтобы данные хранились в простой модели данных. Хранилища ключей-значений, такие как Redis, являются одними из самых популярных.
Базы данных, ориентированные на столбцы, — отличный выбор, если вам нужны таблицы для хранения данных. MySQL является наиболее широко используемой базой данных, ориентированной на столбцы.
Данные могут храниться в виде графиков с помощью баз данных графов. Это самая популярная графовая база данных и одна из самых популярных баз данных NoSQL.

MongoDB транзакции

В MongoDB транзакция — это отдельная единица работы, состоящая из одной или нескольких операций с базой данных. Транзакции полезны для обеспечения целостности данных и обеспечения того, чтобы данные обрабатывались в ожидаемом порядке.
MongoDB предоставляет два типа транзакций:
1. Отдельные операции: это наиболее распространенный тип транзакций, которые используются для обновления, вставки или удаления одного документа.
2. Транзакции с несколькими документами. Эти транзакции могут обновлять, вставлять или удалять несколько документов и полезны для обеспечения обработки данных в определенном порядке.
Чтобы начать транзакцию, вы используете метод db.collection.startTransaction(). Этот метод принимает несколько параметров, которые позволяют вам указать интерес к чтению и записи для транзакции. Проблема чтения указывает, как MongoDB должна считывать данные для транзакции, а проблема записи указывает, как MongoDB должна записывать данные для транзакции.
Запустив транзакцию, вы можете запустить любую операцию, которую обычно выполняете в базе данных. Все операции, которые вы выполняете в рамках транзакции, будут частью одной и той же единицы работы.
Чтобы зафиксировать транзакцию, вы используете метод db.collection.commitTransaction(). Этот метод запишет все изменения, которые вы сделали в рамках транзакции, в базу данных.
Если вы хотите прервать транзакцию, используйте метод db.collection.abortTransaction(). Этот метод откатит все изменения, которые вы сделали в транзакции.

Термин транзакция относится к логическим группам процессов, обрабатывающих одну или несколько операций в базе данных, таких как чтение или запись нескольких документов. Транзакции используются для создания унифицированной операции путем группирования и изоляции нескольких операторов. Атомарность и изоляция базы данных используются для достижения соответствия требованиям ACID. В MongoDB есть два API для обработки транзакций. Помимо того, что это первый API, основной API имеет синтаксис, аналогичный синтаксису реляционной базы данных. Второй вариант — использовать обработку транзакций MongoDB. Транзакция обычно записывается и выполняется с использованием одного из методов API, определенных в соответствующем драйвере MongoDB языка приложения.

Создание сеанса в MongoDB — это первый шаг к созданию транзакции. Метод startTransaction() разделен на две части: readConcern и writeConcern. Эти параметры обеспечивают синхронизацию данных в состоянии большинства подтверждений в режиме реального времени. В случае ошибки транзакция будет прервана; см. прилагаемый список для получения дополнительной информации. В связи с этим мы можем нанять работающих авторов. Авторы управляются нами. В этом сеансе мы вернем предыдущие результаты с нашим дополнением, поэтому вызовите find() прямо сейчас.

В этом руководстве определяются транзакции, а также наилучшие варианты их использования в MongoDB. Мы также концептуально рассмотрели процесс сеанса транзакции в MongoDB. Если вы хотите узнать больше о MongoDB и Prisma, мы создали руководство «Начало работы с нуля» или руководство «Как добавить в существующий проект». Использование MongoDB для транзакций включает в себя ряд передовых методов. Транзакционные данные защищены от недопустимых состояний базы данных с помощью ACID- совместимых транзакций . Как только вы запустите транзакцию, убедитесь, что вы оптимизировали ее, чтобы она работала в течение 60 секунд. Количество операций не должно превышать 1000 документов в транзакции.

Гарантии атомарных транзакций MongoDB делают ее отличным выбором для приложений, требующих согласованности и целостности данных. Кроме того, транзакции являются ключевым компонентом стандарта ACID, необходимого для приложений, требующих постоянного доступа к данным.

Сила MongoDB: транзакции

Многостраничные транзакции могут быть выполнены с использованием MongoDB, базы данных NoSQL. Транзакции можно использовать для обеспечения того, чтобы многократное чтение и запись нескольких документов из одной или нескольких коллекций были атомарными. В дополнение к транзакциям их можно использовать для обеспечения атомарности нескольких операций, коллекций, баз данных, документов и сегментов. Тот факт, что MongoDB всегда обеспечивал атомарность, делает ее отличным инструментом для транзакций . MongoDB обрабатывает транзакции со скоростью 250 миллионов транзакций в секунду.

Транзакции базы данных Oracle Nosql

Транзакция базы данных Oracle NoSQL представляет собой набор операций чтения и записи, которые выполняются как единое целое. Все операции записи в транзакции видны всем операциям чтения, которые происходят после фиксации транзакции. Транзакция может охватывать несколько ключей и элементов данных.

Базы данных Nosql: когда их использовать, а когда избегать

База данных NoSQL, с другой стороны, может быть лучшим выбором для организаций, которым необходимо хранить большие объемы неструктурированных данных или иметь менее структурированные данные. Поддержка транзакций не поддерживается базой данных NoSQL, в отличие от традиционной базы данных. Это может быть не лучшим выбором для систем, которым нужно хранить много данных и которым нужен согласованный метод их хранения и управления.

Базы данных Nosql

Базы данных Nosql — это базы данных, которые не используют традиционную структуру базы данных SQL. Вместо этого они используют более гибкую структуру, которую легче масштабировать для удовлетворения потребностей современных приложений.

Данные в базе данных NoSQL хранятся в документах, а не в таблицах. Они спроектированы так, чтобы быть гибкими, масштабируемыми и способными реагировать на потребности современного бизнеса за считанные минуты. Базы данных документов, хранилища ключей и значений, базы данных с широкими столбцами и базы данных графов — вот некоторые из доступных типов баз данных NoSQL. Организации Global 2000 быстро внедряют базы данных NoSQL для поддержки своих критически важных приложений. Пять упомянутых выше тенденций относятся к наиболее сложным техническим проблемам, с которыми сталкивается большинство реляционных баз данных. Из-за фиксированной модели данных реляционных баз данных они являются основным препятствием для гибкой разработки. NoSQL определяет модель приложения как подмножество модели данных.

Данные моделирования с помощью NoSQL не статичны. Форматом де-факто для хранения данных в документно-ориентированной базе данных является JSON. Кроме того, это исключает использование фреймворков ORM и упрощает разработку приложений. Недавно представленный язык запросов N1QL (произносится как никель) — это мощное расширение SQL и JSON для Couchbase Server 4.0. Продукт не только способен поддерживать стандартные операторы SELECT / FROM / WHERE, но также поддерживает агрегацию (GROUP BY), сортировку (SORT BY), объединение (LEFT OUTER / INNER) и многое другое. Базы данных NoSQL отличаются высоким уровнем операционной эффективности и масштабируемой архитектурой. Доступность услуг стала проблемой, поскольку все больше клиентов взаимодействуют с компаниями в Интернете через веб-приложения и мобильные приложения.

Базы данных NoSQL можно легко развернуть и настроить. Они были специально разработаны для чтения, письма и хранения. Они работают в широком масштабе, включая управление и мониторинг кластеров различных размеров. База данных NoSQL распределена по нескольким центрам обработки данных и может быть реплицирована без необходимости использования отдельного программного обеспечения. Его также можно использовать для обеспечения немедленного аварийного восстановления через аппаратные маршрутизаторы, избавляя приложение от необходимости ждать, пока база данных обнаружит проблему и выполнит собственное восстановление. С развитием баз данных NoSQL вы можете создавать веб-приложения, мобильные приложения и приложения IoT, которые работают на нескольких платформах.

Базы данных NoSQL выгодны благодаря своей масштабируемости, репликации и гибкости. Несмотря на высокую производительность, они способны обрабатывать большие объемы данных без потери производительности. Кроме того, они идеально подходят для приложений, которым необходимо хранить текст, изображения и структурированные данные в различных форматах.

Преимущества баз данных Nosql

У баз данных NoSQL есть несколько преимуществ по сравнению с традиционными реляционными базами данных, включая более высокую производительность и большую гибкость. Можно хранить данные, которые трудно вписать в реляционную модель, например потоковое видео или сообщения в социальных сетях. Они также более эффективны, когда речь идет о запросах данных, поскольку они не требуют того же уровня схем и отображения данных, что и реляционные базы данных.

Кислотные сделки

Когда дело доходит до определения характеристик транзакции, аббревиатура ACID определяется четырьмя ключевыми свойствами: атомарность, непротиворечивость, изоляция и устойчивость. Транзакция в базе данных может быть определена как транзакция с этими характеристиками ACID, а транзакционная система может быть определена как транзакция с этими характеристиками ACID, применяемыми к хранилищу данных.

Набор свойств, известный как ACID (атомарность, согласованность, изоляция и долговечность), является важным компонентом транзакций базы данных, поскольку это набор свойств, который следует поддерживать даже в случае ошибок, сбоев питания и т. д. Транзакции являются важным компонентом изменений в базе данных. При разработке распределенных приложений очень важно понимать транзакции ACID. СУБД использует два подхода к атомарности. Перед применением каких-либо изменений на сервер записывается файл журнала. Напротив, второй подход предполагает, что база данных разделена на блоки фиксированной длины, известные как страницы. В ходе транзакции присутствуют две копии страницы — текущая страница и теневая страница.

Транзакции выполняются в последовательном порядке в свойстве изоляции, чтобы избежать риска несогласованных состояний. Системы СУБД вводят клиентов в заблуждение иллюзией, что транзакции выполняются на постоянной основе, что позволяет им рассуждать о состоянии в конце транзакции. Клиентам может быть легче ждать транзакций с большой продолжительностью, потому что некоторые из них могут занять много времени. СУБД позволяет транзакциям чередоваться только тогда, когда серия транзакций выполняется одновременно, что приводит к расписанию, созданному транзакцией. Операция над одним и тем же элементом данных выполняется несколькими транзакциями, одна из которых является операцией записи. Раздел атомарности описывает некоторые из наиболее распространенных подходов к достижению атомарности и устойчивости.

Важность кислотного соответствия

Чтобы транзакции базы данных работали плавно и надежно, они всегда должны выполняться или завершаться неудачно предсказуемыми и надежными способами. ACID — это термин, используемый для описания четырех основных и наиболее важных свойств транзакции: атомарности, непротиворечивости, изоляции и устойчивости. Транзакции, отвечающие этим требованиям, считаются совместимыми с ACID.