nosql2

Disciplina

Gerenciamento de Banco de Dados

noSql

Ps Graduao Anlise e Desenvolvimento de Sistemas

Aplicados Gesto Empresarial

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA

TRINGULO MINEIRO Campus Avanado Uberlndia

Prof Carlos Eduardo Dantas [email protected]


Introduo

NoSql quer dizer No somente Sql, ou seja, deixar de visualizar o modelo relacional como bala de prata;

NoSql representa mais um movimento, ou uma nova escola de pensamento, do que alguma tecnologia em particular


Alguns SGBDs modelo Relacional


Alguns SGBDs modelo noSql


Por que noSql?

Aps enfrentar problemas de escalabilidade, custo e performance, muitas empresas comearam a pesquisar e investir em novos mecanismos de armazenamento;

Os bancos so considerados noSql, pois no existe obrigatoriedade quanto ao modelo de dados, estruturas fixas de tabelas e schemas. Estas tambm no suportam joins entre tabelas.


Por que noSql?

Com sistemas cada vez mais distribudos, um grande volume de dados gerado, transformando-se em um gargalo nos sistemas atuais;

Solues em noSql costumam buscar atingir objetivos como baixa latncia, alta performance e escalabilidade.


Quem usa noSql?

Cassandra:

BigTable:

Voldemort:

Apache Hadoop:

MongoDB:


Histrico Armazenamento de Dados

1965 Arquivos sequenciais .dat;

1968 SGBDs baseados em estruturas hierrquicas;

1970 SGBDs baseados em grafos;

1980 Popularizao dos SGBDs relacionais;

2009 Incio do movimento noSql.


Histrico noSql

O movimento noSql surgiu de um encontro, que teve por objetivo discutir o crescente surgimento de solues open-source de armazenamento de dados distribudos no relacionais;

noSql = nova onda de SGBDs que prope alternativas ao modelo relacional, em situaes especficas.


Modelo de Dados

Modelos relacionais possuem tabelas, colunas, linhas e relacionamentos entre estas, prezando pela integridade dos dados;

NoSql pode ser dividido basicamente em 5 modelos: chave-valor, orientado a documentos, famlia de colunas (ou big table), Grafo e Objetos.


Modelo chave-valor

Lembram a estrutura java.util.Map;

Pesquisa unicamente pelas chaves;

Muito utilizado para Caches;

Tempo de O(1) para acesso aos dados.


Modelo orientado a documentos

Um documento uma estrutura de dados composta por uma quantidade varivel de campos, com tipos de dados diversos, inclusive um campo pode conter outro documento;

Um arquivo xml ou json seria como um documento.



Modelo permite armazenar qualquer documento, sem ter a necessidade de definir previamente sua estrutura;

Possui forte tendncia para desnormalizao de dados, deixando em 1 s documento todas as informaes relacionadas;


Modelo Famlia de Colunas (ou BigTable)

Se tornou popular em 2006, atravs do paper BigTable do Google;

Composto pelos componentes: Keyspaces, Famlias de Colunas e Colunas;

Consultas apenas atravs das chaves;

til quando se precisa consultar um grande volume de dados em um tempo de resposta muito baixo;


Modelo Famlia de Colunas (ou BigTable)

Deve-se definir previamente o conjunto de colunas que podem ser armazenadas em cada famlia


Modelo Grafo

Grafos conectam um conjunto de vrtices atravs de um conjunto de arestas;

Modelo de Grafos suportam estruturas de grafos multirelacionais, com diferentes vrtices (representando pessoas, lugares, itens...) e diferentes tipos de arestas (amigo de,mora em,comprando por, etc..).


Modelo Grafo

Modelo Whiteboard Friendly;

Navegao entre os relacionamentos de forma linear O(1).


Modelo Objeto

Bancos de Dados que armazenam objetos ao invs de tabelas.


Arquitetura

Solues noSql costumam utilizar uma arquitetura no muito ortodoxa:

Redundncia de dados;

BASE ao invs de ACID;

Utilizao de solues alternativas para persistncia;

Falta de padronizao nas APIs;

Busca quase que unicamente por chaves;

Prioridade em Escalabilidade Horizontal.


Arquitetura - BASE

BASE = Basically Avaible, Soft-State, Eventual Consistency;

Abre mo da consistncia por algum tempo em favor da escalabilidade e disponibilidade;

Eventual Consistency = Consistncia em algum momento indeterminado. Ex: TEDs de bancos;

Existem excees: Neo4j possui ACID.


Arquitetura - Persistncia

Acessos ao disco possuem alto custo de I/O. Solues que necessitam de baixa latncia em geral no se adequam a este meio de persistncia;

Memory-mapped mapeia parte da memria diretamente para o disco, mas deve-se replicar os dados em mais de uma mquina para diminuir o risco de perda de dados;


Arquitetura - Persistncia

Algumas solues noSql utilizam a memria como principal meio de persistncia, utilizando o disco como forma secundria, fazendo serializao com o disco por meio de threads paralelas (google).


Arquitetura Manipulao de dados

No existe padro de APIs em noSql, como existe no Java (por exemplo JDBC e JPA);

Grande parte das ferramentas noSql permitem apenas a busca de dados por uma nica chave, ou atravs de views previamente definidas;

Consultas ad-hoc so permitas em poucas ferramentas (por ex: Cassandra)


Arquitetura Distribuio

Ferramentas noSql geramente so criadas para estarem em um ambiente distribudo;

Algumas ferramentas oferecem particionamento automtico dos dados;

Modelos relacionais se comportam melhor com escalabilidade vertical;

Modelos nosql se comportam melhor com escalabilidade horizontal


Redis

muito mais do que um banco chave-valor, um servidor de estrutura de dados;

http://redis.io/


MongoDB

SGBD orientado a documentos;

Troca de informaes entre a aplicao e o SGBD por meio de mensagens JSON, via Socket;

Para muitos, o novo M do LAMP;

http://www.mongodb.org/downloads;


MongoDB - instalao

Efetuar o Download da ltima verso estvel (mongodb-win32-x86_64-2008plus-2.6.1) e instalar;

Criar o diretrio abaixo:


MongoDB - inicializao

Iniciar o banco pelo comando mongod


MongoDB - inicializao

Executar o comando mongo pela linha de comando


MongoDB

Persistncia de objetos no banco:


MongoDB

Bibliotecas a serem usadas com Java:

mongo-x.xx.x.jar (driver do banco);

morphia-0.xx.jar (biblioteca para efetuar mapeamento objeto-documento);

Visualizar cdigo-fonte do projeto MongoDB-ProjetoEclipse


Neo4j

Uma das solues noSql mais maduras;

Idealizado em 2000 por uma equipe sueca chamada Windth Tecnologies;

Escrito em Java;

http://www.neo4j.org/


Neo4j

Ambiente para efetuar consultas


Cassandra

Nasceu dentro do Facebook para lidar com as buscas nas caixas de entrada de mensagens de seus usurios;

Cdigo liberado em 2009, tornou-se um projeto incubado dentro da fundao Apache;

Modelo baseado em famlia de colunas;

Arquitetura totalmente distribuda;

http://cassandra.apache.org/


Cassandra

O Cassandra escrito em Java;

O batch cassandra.bat responsvel por subir o servidor


Referncias

[1] Porcelli, Alexandre. O que noSql Revista Java Magazine ed 86 e 87;

[2] Ramos, Jos Yoshiriro. NoSql: Conceitos e Evoluo Revista MundoJ ed 51;

[3] Garcia, Mrcio. Java e MongoDB Revista MundoJ ed 51;

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