Sự phát triển vượt bậc của công nghệ đã tạo nên sức hút mãnh liệt thu hút sự quan tâm của nhiều người, nhất là các bạn trẻ đang theo đuổi ngành công nghệ thông tin (CNTT). Một trong những chủ đề xoay quanh nền tảng, ứng dụng trong ngành được nhiều người quan tâm là MongoDB. Nếu chưa biết MongoDB là gì cũng như tầm quan trọng của MongoDB trong lĩnh vực CNTT, hãy cùng Tino Group tìm hiểu ngay qua bài viết dưới đây bạn nhé!
Giới thiệu tổng quan về MongoDB
MongoDB là gì?
MongoDB là một loại NoSQL database (cơ sở dữ liệu NoSQL) được dùng để quản lý khối lượng lớn dữ liệu của người dùng. Cái tên “Mongo” bắt nguồn từ “Humongous” (tạm dịch: khổng lồ), dùng để mô tả kích thước dữ liệu khổng lồ mà phần mềm sở hữu.
Không phù hợp 100% với tất cả lập trình viên, nhưng MongoDB là một hệ thống cơ sở dữ liệu có khả năng hỗ trợ các tổ chức xử lý một lượng lớn dữ liệu. Về cơ bản, MongoDB là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở hướng tài liệu (document), được thiết kế để lưu trữ và thực thi các dữ liệu quy mô lớn. So với SQL, MongoDB sử dụng các thuật ngữ và cấu trúc khác nhau. Cụ thể là MongoDB sử dụng bộ sưu tập và tài liệu thay vì các bảng và hàng của cơ sở dữ liệu.
MongoDB chính thức ra mắt thị trường vào tháng 2 năm 2009. Đơn vị phát triển NoSQL này là mongoDB.inc nhằm hỗ trợ các trình điều khiển cho nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến như C, C#, C++, .net, java, Python, PHP, Swift,… Hiện tại, có nhiều thương hiệu lớn đã ứng dụng MongoDB như một yếu tố cốt lõi như Nokia, Aadhar, Shutterfly, EA,…
Điểm nổi bật của MongoDB là có khả năng áp dụng cho tất cả các công nghệ NoSQL nhưng vẫn duy trì một số chức năng quan trọng trong hệ thống relational database (cơ sở dữ liệu quan hệ) – một tính năng “độc nhất vô nhị” trong số các cơ sở dữ liệu của NoSQL.
Nguyên lý hoạt động của MongoDB
MongoDB sở hữu các đặc tính cơ sở dữ liệu linh hoạt của NoSQL. Tính năng này cho phép người dùng lưu trữ, làm việc trên các kiểu dữ liệu khác nhau trong một tài liệu. Đồng thời, MongoDB cũng có thể lưu trữ dữ liệu lớn hơn nhiều so với các cơ sở dữ liệu quan hệ. Định dạng lưu trữ tài liệu của MongoDB sử dụng hệ thống cơ sở dữ liệu với tên gọi là JSON.
Theo đó, JSON (JavaScript Object Notation) là một open standard file (tệp tiêu chuẩn mở) và định dạng trao đổi dữ liệu. Tệp JSON có vai trò lưu trữ và truyền các đối tượng dữ liệu bằng cách sử dụng văn bản có thể đọc được. Đây là một định dạng lưu trữ dữ liệu phổ biến được sử dụng trong một số quy trình trao đổi dữ liệu điện tử.
Dù có nguồn gốc từ JavaScript nhưng giờ đây JSON đã hoàn toàn độc lập về ngôn ngữ. Đó là vì nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay có dữ liệu định dạng JSON và được lưu trữ với phần mở rộng là .json.
Một số thành phần chính của MongoDB có tác động đến tính năng của cơ sở dữ liệu này là:
- Drivers (trình điều khiển): Đây là các công cụ và phần mềm được tích hợp sẵn trên các máy chủ có thể tương tác với MongoDB. Trong đó, MongoDB hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình như C, C++, C#, .net, GO, Python,…
- Storage Engine: Đây là thành phần có khả năng xử lý dữ liệu được lưu trữ trên đĩa và bộ nhớ. Đồng thời, Storage cũng liên quan đến các công cụ tìm kiếm được dùng để tra cứu dữ liệu. Bên cạnh công cụ lưu trữ mặc định như WiredTiger, MongoDB còn sở hữu một số công cụ lưu trữ khác, điển hình như công cụ lưu trữ trong bộ nhớ, công cụ lưu trữ MMAPv1 và công cụ lưu trữ được mã hoá.
- MongoDB Shell: Đây là nền tảng có khả năng truy cập và tương tác cho MongoDB. Nền tảng này được dùng để cập nhật, truy vấn và quản lý dữ liệu cho các mục đích khác nhau.
Tại sao lập trình viên nên sử dụng MongoDB?
#1. Mô hình hướng dữ liệu (Document-oriented Model)
MongoDB được tạo ra nhằm đáp ứng nhu cầu về năng suất và tính linh hoạt của nhà phát triển. Để thực hiện được điều này, mô hình MongoDB xây dựng theo mô hình hướng tài liệu.
Mô hình này cho phép dữ liệu được lưu trữ dưới dạng tài liệu được tập hợp thành các bộ sưu tập. Các dữ liệu này hoàn toàn độc lập. Vì vậy, các nhà phát triển chỉ cần tập trung vào một tập dữ liệu cụ thể mà không cần chia nhỏ thành các bảng.
MongoDB sử dụng định dạng BSON để lưu trữ tài liệu. Theo đó, BSON là một định dạng JSON được mã hoá nhị phân. Với định dạng này, người dùng có thể lưu trữ hình ảnh, video, văn bản,…, một cách dễ dàng bằng cách sử dụng trình điều khiến MongoDB.
#2. Nhân rộng dữ liệu
Với các cơ sở dữ liệu khác, nhất là cơ sở dữ liệu quan hệ, tình trạng mất dữ liệu thường xuyên xảy ra. Đó là vì khi lưu trữ dữ liệu trên máy chủ duy nhất có thể xuất hiện nhiều điểm lỗi, như máy chủ gặp sự cố hoặc phần cứng gặp trục trặc. Lúc này, dịch vụ mạng máy tính có thể bị gián đoạn khiến người dùng gặp khó khăn khi truy cập dữ liệu.
Với MongoDB, người dùng có thể giảm thiểu sự cố tiềm ẩn bằng cách sao chép các dữ liệu trên nhiều máy chủ. Các máy chủ được dùng để mở rộng quy mô cơ sở dữ liệu, khôi phục dữ liệu và làm các bản sao lưu.
#3. Tốc độ load ổn định
Tốc độ load ổn định là yếu tố hàng đầu để quản lý cơ sở dữ liệu trong các tổ chức có quy mô lớn. Khi lưu lượng truy cập và yêu cầu của khách hàng lên đến hàng nghìn, hàng triệu, chúng sẽ được phân phối trên các máy chủ khác nhau để tối đa hoá hiệu suất và giảm tình trạng tắc nghẽn.
MongoDB hỗ trợ người dùng xử lý hiệu quả các yêu cầu đọc, ghi và đảm bảo tốc độ load đến nhiều máy chủ. Nhờ đó, dữ liệu của người dùng sẽ được đảm bảo tính nhất quán. Vì vậy, với sự hỗ trợ của MongoDB, người dùng không cần sử dụng thêm bộ cân bằng tải.
#4. Tối giản lược đồ cơ sở dữ liệu
MongoDB là một cơ sở dữ liệu không có lược đồ. Điều này đồng nghĩa là Mongo có thể chứa các loại tài liệu khác nhau trong một bộ sưu tập duy nhất. Tính năng của MongoDB hoàn toàn trái ngược với cơ sở dữ liệu quan hệ – có cấu trúc lược đồ cố định nhằm đảm bảo dữ liệu tương tự được nhập vào các hàng trong bảng.
Bộ sưu tập của MongoDB chứa các tài liệu với nhiều kích thước, số lượng trường và nội dung khác nhau. Nhờ đó, lược đồ cơ sở dữ liệu của Mongo rất đơn giản và linh hoạt.
Tính năng này đặc biệt hữu ích với các nhà phát triển vì họ có thể chuyển dữ liệu giữa các lược đồ mà không tốn thời gian chết hoặc ảnh hưởng đến dữ liệu hiện có. Ngoài ra, MongoDB còn cho phép sửa lược đồ một cách linh hoạt. Vì vậy, bạn có thể áp dụng những quy tắc xác thực cần thiết cho các bộ sưu tập của mình.
#5. Sharding
Sharing là quá trình chia sẻ một lượng lớn dữ liệu và truyền tải chúng đến một số đơn vị hoặc máy móc, được gọi chung là shards (phân đoạn). Các Sharding đóng vai trò quan trọng đối với hệ thống cơ sở dữ liệu, có khả năng xử lý và truy vấn các vấn đề phức tạp. Trong MongoDB, Sharding có khả năng mở rộng theo chiều ngang để đơn giản hoá quy trình làm việc. Nhờ đó, dữ liệu dễ phân tán và dễ mở rộng hơn.
Mỗi Sharding đều chứa một phần của tập dữ liệu và hoạt động như một cơ sở dữ liệu có thể thực hiện được nhiều yêu cầu hiệu quả hơn mà không tốn quá trình nhiều thời gian chết.
Trong môi trường Sharding, các truy vấn sẽ được gửi đến các shards khác nhau bằng cách sử dụng shard key. Quá trình xử lý này được gọi là Mongos. Khi được thực thi chính xác, Sharding sẽ giúp quá trình load diễn ra ổn định hơn.
#6. Lập chỉ mục
Đối với MongoDB, mọi trường trong tài liệu đều được lập chỉ mục với các chỉ số chính và phụ. Tính năng này giúp người dùng tiết kiệm thời gian trong việc tìm kiếm dữ liệu trong cơ sở dữ liệu rộng lớn.
Thay vì tìm kiếm từng tài liệu, tài liệu này đến tài liệu khác cho các mục nhập cụ thể, MongoDB có thể dùng chỉ mục để sàng lọc thông tin. Đồng thời, lập chỉ mục được đánh giá là một trong những tính năng tốt nhất của MongoDB vì có khả năng tiết kiệm thời gian giải quyết các vấn đề truy vấn.
Trên đây là toàn bộ thông tin về cơ sở dữ liệu MongoDB. Qua bài viết, Tino Group tin rằng bạn đã hiểu rõ MongoDB là gì cũng như tầm quan trọng của MongoDB đối với các nhà phát triển. Đừng quên theo dõi chúng tôi để không bỏ lỡ những bài viết hay và hữu ích về lĩnh vực công nghệ nhé!
Những câu hỏi thường gặp
Khi nào nên dùng MongoDB?
Khi hệ thống realtime yêu cầu phản hồi hay hệ thống Big Data với yêu cầu truy vấn nhanh, bạn nên dùng MongoDB. Hiểu đơn giản, với các hệ thống có lượng request càng lớn, bạn càng nên dùng MongoDB.
MongoDB có những điểm hạn chế nào?
Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, MongoDB cũng có nhiều điểm hạn chế nhất định như:
- Tốn bộ nhớ do lưu trữ dữ liệu dưới dạng key-value, collection.
- Có nguy cơ bị mất dữ liệu khi chưa hoàn thành bản lưu.
- Không hỗ trợ lưu trữ nhiều hơn 16MB dữ liệu.
- Không hỗ trợ người dùng lồng dữ liệu nhiều hơn 100 cấp độ.
Khi nào không nên dùng MongoDB?
Người dùng không nên dùng MongoDB trong trường hợp:
- Hệ thống cần xử lý nhiều transaction như giao dịch mua bán, ngân hàng, chuyển tiền. Đối với trường hợp này, người dùng nên sử dụng SQL.
- Hệ thống cần sử dụng các lệnh JOIN.
NoSQL là gì?
NoSQL là một dạng cơ sở dữ liệu mã nguồn mở, viết tắt của cụm từ None-Relational SQL.
