NoSQL - MongoDB 개념 및 특징

 

NoSQL

- non-SQL, non-Relational DB 종류를 지칭하기 위해 생긴 용어.

- 하지만 NoSQL 데이터베이스에 오히려 SQL을 지원하는 경우가 많아지고 있다 -> Not-only SQL의 의미로 쓰이는 겨우도 있음.

 

NoSQL의 특징

- RDBMS와 비교하여 데이터 형식이 자유롭다. (데이터의 타입, 길이, 크기)

- RDBMS에서는 데이터의 형식이 테이블로 정해져 있기에 표현하기 힘든 문제를 해결할 수 있다.
-> Object를 표현할 수 있는 문서의 구조를 가질 수 있다.

- SQL형식을 맞추지 않더라도, 전용라이브러리나 함수로 조회할 수 있다.

- 빅데이터의 경우에 NoSQL DB의 경우 더 많은 데이터를 저장하면서 빠르게 접근할 수 있다.

 

- 기능이나 형식의 표준이 없다. 사용하는 DB별로 다른 라이브러리와 함수를 가지고 있는 경우가 많다.

- 다른 데이터 집합에 대해 FK 가 없거나, 있더라도 cascading 옵션이 없기 때문에 서로 다른 집합의 데이터 사이에 정합성을
보장하지 못한다.

- Transaction의 ACID 특성을 모두 제공하지 못한다. 

 

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NoSQL 종류

1. MongoDB

- 범용적으로 많은 기능을 담고있는 DB

- 단일 Collection의 document단위로 Atomicity와 Transaction 기능을 제공

- sharding으로 확장성도 제공

 

2. Redis

- 인메모리 DB

- 자료구조를 먼저 정하고 사용한다

- 싱글스레드로 lock을 제공하지 않으면서도 빠르게 데이터를 조회할 수 있는 장점

 

3. Apache HBase

- 빅데이터용 DB

- 단일 Key로만 데이터를 저장, 조회한다

- 데이터가 많아져도 단일 key에 대한 조회 속도는 거의 느려지지 않음

 

4. Apache Druid

- Cube형 DB

- 집계 연산에 최적화되어있다

- 대용량의 데이터에 대한 힙, 카운트 등의 연산을 빠르게 수행할 수 있다

- 집계할 조건에 맞춰 Cube modeling을 미리 해놓아야 한다

 

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MongoDB의 개념

 

Document

- MongoDB에서 데이터를 저장하는 단위

- 형식은 미리 지정되어 있지 않고 생성 시점에 어떤 형식의 내요이 와도 된다

- 같은 Collection에 속한 Document라고해서 모두 같은 형식을 따를 필요는 없다

- Document에 가지는 필드나 값은 BSON Type을 따른다

- _id 필드는 각 Document의 PK로서 반드시 가져야 한다
(직접 지정할 수 있고, 지정하지 않으면 ObjectId 형식의 데이터가 자동 생성, 삽입된다)

 

*ObjectId

- 모든 Document는 고유값을 뜻하는 _id 필드를 가져야 한다

- ObjectId는 12바이트로 다음의 데이터의 조합니다.

- 4 - byte timestamp : 데이터 새성 시험의 unix epoch timestamp 값

- 5 - byte random value : 프로세스 당 유니크함을 보장하는 랜덤 값

- 3 - byte incrementing counter : 1씩 증가해서 할당되는 counter. 앞의 randome value에 의해 초기화 횐다

- objectId.getTimestamp() 를 통해 생성 시점을 가져올 수 있다

 

Collection

- Document를 저장하기 위한 논리적인 묶음을 Collection이라고 한다 (RDBMS의 Table과 유사하다고 생각하면 된다)

- Document의 형식에 제약이 없지만, Collection 단위에서 같은 형식(필드 이름, 값의 데이터 타입 등)를 가지도록 제약을 걸 수 있다

 

Database

- 하나의 MongoDB 서버 혹은 클러스터에서 논리적으로 Database를 구분할 수 있다

- 주로 서비스, Client user 등을 구분하고 접속을 제한하기 위해 사용한다

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MongoDB 특징

- Bson 형식에 따라 하나의 필드가 Bson Object(Json Object)를 가질 수 있다. 즉 필드 안에 또 필드가 있을 수 있다. 
(필드 안에 있는 필드 오브젝트에 대해서도 검색이 가능하다)

- 계속 Inner filed를 가지는 식으로 데이터를 저장하면 검색, 집계 연산에서 속도가 느려진다.

 

Transaction

- MongoDB에서 기본적으로 하나의 Document에 대해 하나의 operation만 Atomic operatioin을 제공한다.

- Transaction을 이용하면 하나 이상의 document에 대해서, 두 번 이상을 operation에 대해 Atomicity를 제공할 수 있다.

- 하지만 너무 많은 Transaction 사용 시 성능저하가 있을 수 있다
(따라서, 환경과 요구사항에 맞게 사용해야한다)