Бази данни

06.01.2014

Бази данни: Кратка история

• Текстови файлове (като CSV)
• Key-value stores (BerkleyDB, Redis, shelve)
• Обектни бази данни
• Релационни бази данни (MySQL, SQLite, PostgreSQL, Oracle)
• Документни бази данни (MongoDB, CouchDB)

Видове схеми (schema)

(Схема - структурата на една база данни)

Фиксирана схема

• Силна, добре обмислена структура
• Базата гарантира валидността на данните
• Нормализация (данните не се повтарят)
• Опит, стабилност и традиции

Но...

• Промените по схемата са тромави до невъзможни
• Денормализация

Видове схеми 2

Динамична схема

• Key-value и документни бази данни
• Структурата е по конвенция
• Бързо разработка и лесни промени
• Гъвкави типове данни

Но...

• Няма стандарт и портабилност
• По-малко помощни технологии
• Сами гарантирате интегритета на данните
• Кодът ви трябва да очаква много повече специални случаи

Защо релационни бази данни?

• Доказан вариант
• Интегритет
• ACID: Atomicity, Consistency, Isolation, Durability
• Всеки програмист може да работи с тях
• Ако не ни кефи релационният модел имаме ORM

Релационни бази данни с Go

Пакетът database/sql се стреми да предостави унифициран интерфейс към тях

• Предоставя универсален интерфейс, който да се използва от драйверите
• Спазва конвенциите на Go
• Грижи се основно за общите случаи, оставяйки подробностите за отделните драйвери
• Служи за абстракция между имплементационни детайли и интерфейс от високо ниво
• Грижи се за кастването към типовете, от които базите разбират
• Създадено за конкурентна среда

golang.org/src/database/sql/doc.txt

database/sql

Типове за:

• Връзка/и към конкретна база данни
• Транзакция
• Твърдение (Statement)
• Резултат
• Ред(ове)
• Кастване до DB-типове

+ известно количество помощтни функции

Създаване на връзка към база

db, err := sql.Open(driver, dataSourceName)

Вярвате или не това не отваря директно връзка...

докато това не е нужно.

Изпълняване на заявки

result, err := db.Exec(
    "INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)",
    "gopher",
    27,
)

Ако очакваме резултат

var age int64
row := db.QueryRow("SELECT age FROM users WHERE name = ?", name)
err := row.Scan(&age)

Ако очакваме резултатИ

rows, err := db.Query("SELECT name FROM users WHERE age = ?", age)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
for rows.Next() {
    var name string
    if err := rows.Scan(&name); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    fmt.Printf("%s is %d\n", name, age)
}
if err := rows.Err(); err != nil {
    log.Fatal(err)
}

Statements

age := 27
stmt, err := db.Prepare("SELECT name FROM users WHERE age = ?")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
rows, err := stmt.Query(age)
// process rows

Транзакции

tx, err := db.Begin()
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}

Всяка транзакция трябва да приключи с Commit или Rollback

Справяне с null

var name NullString
err := db.QueryRow("SELECT name FROM names WHERE id = ?", id).Scan(&name)
...
if name.Valid {
    // има валидна стойност в name.String
} else {
    // NULL
}

Драйвери

• MySQL (pure Go): https://github.com/go-sql-driver/mysql/
• MySQL (cgo): https://github.com/ziutek/mymysql
• Postgres (pure Go): https://github.com/lib/pq
• Postgres (cgo): https://github.com/jbarham/gopgsqldriver
• SQLite: https://github.com/mattn/go-sqlite3
• DB2: https://bitbucket.org/phiggins/db2cli
• MS ADODB: https://github.com/mattn/go-adodb
• ODBC: https://bitbucket.org/miquella/mgodbc
• Oracle: https://github.com/mattn/go-oci8

-...

github.com/bradfitz/go-sql-test

ORM

github.com/coopernurse/gorp

Но...

• Лесно се ползват, трудно се ползват правилно
• Data Definition Language е сложен
• Data Modification Language е още по-сложен
• LEFT INNER JOIN? RIGHT OUTER JOIN?
• Нормализация (1NF, 2NF, 3NF, EKNF, BCNF, 4NF, 5NF, DKNF, 6NF)
• Индекси
• Транзакции
• Нива на изолации
• Triggers
• ORM...

Key-value Stores

Имате всичко на всичко две операции:

• get(key)
• set(key, value)

Документни бази данни

• Като key-value store, но със структурирани стойности.
• Стойностите са JSON (ама не баш) документи.
• Отделните полета могат да съдържат сложни обекти (няма нужда от релации).
• Може да се търси и индексира по отделни полета в документа.
• Могат да се променят отделни полета в документа.

Mongo

mongodb.org

• Клиент/сървър документна база данни
• Бърза разработка
• Стабилна - ползва се в големи сайтове
• Удобен език за търсене и редактиране
• Репликация и многосървърна работа, търсене, записване на файлове, MapReduce, и т.н.
• Memory-mapped files
• GridFS
• Feature-rich

Как се казват нещата в Mongo

• Наименовани бази (пр. "myapp")
• ...съдържат наименовани колекции (пр. "users")
• ...съдържат записи с ключ и документ в BSON (пр. ключ "25")

Типове данни

• null
• bool
• int
• float
• date
• string
• nested docs
• regexp!!!
• JavaScript код!??!?

Операции

• collection.insert(value)
• collection.find_one({conditions})
• collection.find({conditions})
• collection.update({conditions}, {changes})
• collection.save({document})

Модификатори

• $set
• $unset
• $push
• $pull
• $inc
• $rename
• $each
• $slice
• $sort
• $gt, $lt
• $in, $or, $and
• $where

Репликация

• master → slave
• replica set
• auto-sharding

Ключове и стойности

• Стойноста на всеки Mongo запис е JSON-подобен обект
• Ключът на всеки запис е или случайно избран, или стойноста на полето _id в обекта
• Случайно избраните ключове изглеждат така: 4c2209f9f3924d31102bd84a и са тип ObjectId

Tiedot

Едни надъхани типове са решили да си направят собствена NoSQL база данни:

github.com/HouzuoGuo/tiedot

Между нас казано, не вярваме, че става за нещо...

Въпроси?