RedisとMongoDB：知っておくべきこと

データベースは毎日多くの人気を集めており、さまざまなユースケースで多くの組織で使用されています。多くの組織は、データストレージを処理するために革新的な技術を採用しています。これらの企業は、ビジネスニーズに応じてストレージとデータマッピングを最適化するためにデータベース間を移動することがよくあります。

データ要件が増大している企業は、動的な機能を備えたデータベースを利用しています。ただし、これらの各企業に最適なデータベースを決定することは、非常に主観的な場合があります。データベース管理に関しては、 Redisから選択しますおよびMongoDB 比較的難しい場合があります。

この記事では、両方のデータベースの包括的な分析を提供し、違いを示します。さらに、この記事では、両方のデータベースの概要とその機能についても説明します。

Redisの概要

Remote Dictionary Server（Redis）は、さまざまなデータタイプと膨大な量のデータのストレージを機能的な速度でサポートするオープンソースのデータプラットフォームです。範囲クエリ、ビットマップ、ハイパーログ、地理空間インデックス、ストリームを含む文字列やリストなどのデータ構造を提供します。これには、組み込みのレプリケーション、Luaスクリプト、LRUエビクション、トランザクション、およびさまざまなレベルのディスク上の永続性が含まれています。 RedisSentinelとRedisクラスターによる自動パーティショニングを介して高可用性を提供します。

従来のデータベースには、Redisが解決する欠点があります。これらの欠点は次のとおりです。さまざまなデータ型のサポートの欠如と、大量のデータを格納するためのメモリの不足。 RDBMSの弱点は、RedisなどのNoSQLデータベースを使用して解決されます。

Redisはメモリ内のデータセットと連携して、最高のパフォーマンスを実現します。ユーザーは、データセットを定期的にディスクにダンプするか、ユースケースに応じて各コマンドをディスクベースのログに追加することで、データを永続化できます。また、機能が豊富でネットワーク化されたメモリ内キャッシュが必要な場合は、永続性を無効にすることもできます。

Redisは、netsplitでの迅速なノンブロッキングの最初の同期と部分的な再同期による自動再接続による非同期レプリケーションをサポートしています。 Redisには、ほとんどのプログラミング言語で使用できる他の機能も含まれています。 RedisはANSICで記述されているため、外部の依存関係を必要とせずに、LinuxやOSXなどのほとんどのPosixシステムで動作します。これらの2つのオペレーティングシステムは、Redisが主に開発およびテストされている場所です。展開にはLinuxを使用することをお勧めします。 Redisは、SmartOSなどのSolarisから派生したシステムでも機能する場合があります。 RedisはWindowsビルドを公式にサポートしていません。

Redisが他のデータベースシステムと異なるのはなぜですか？

ストアとキャッシュを同時に見なすシステムのアイデアは、Redisによって有名になりました。これは、データが絶えず変更されて中央コンピューターから読み取られ、ランダムなデータアクセスに適さないディスクに保存される設計を利用していました。さらに、この設計では、システムが再起動すると、データがメモリに再構築されます。同時に、Redisは、リレーショナルデータベース管理システム（RDMS）と比較して珍しいデータモデルを提供します。

Redisでは、ユーザーコマンドは、データベースエンジンによって実行されるクエリを記述するのではなく、特定の抽象データ型に対して特定の操作を実行します。したがって、データは、データベースシステムの助けを借りずに、セカンダリインデックス、集計、または従来のRDBMSで標準的なその他の機能の形式ですばやく取得できるように、適切に保存する必要があります。

Redisの実装では、forkシステムコールを使用してデータを保持するプロセスを複製し、子プロセスによってデータのコピーがディスク上に作成されている間、親プロセスが引き続きクライアントにサービスを提供できるようにします。

Redisデータ型

Redisは、文字列だけでなく、次のような抽象データ型もサポートすることで、他の構造化ストレージシステムとは異なります。文字列のリスト、文字列のセット（非反復のソートされていない要素のコレクション）、キーと値が文字列であるハッシュテーブル、ソートされた文字列のセット（浮動小数点数で並べ替えられた非反復要素のコレクション）スコア）、消費者グループと地理空間データを含むエントリのストリーム。

Redis Modules APIに基づいてサポートされるその他のデータ型には、次のものがあります。

グラフ-クエリ可能なプロパティグラフを実装するRedisGraph
ブルームフィルター–Redisの確率的データ構造のセットを実装するRedisBloom
時系列–時系列データ構造を実装するRedisTimeSeries
JSON – RedisJSON、JavaScript Object Notation data Interchange Standard（ECMA-404）をネイティブデータ型として実装します

Redisの人気

毎月のDB-Enginesランキングによると、Redisは通常最も人気のあるKey-Valueデータベースです。また、ユーザーのレビューに基づいて、ユーザーの満足度と市場での存在感において4番目のNoSQLデータベースにランク付けされています。また、コンテナで最も人気のあるNoSQLデータベースであり、ウェブサイトstackshare.ioのランキングで2019年のデータストアで4位にランクされています。 2017、18、19、20、21のStack Overflow開発者調査は、最も愛されているデータベースに選ばれました。

Redisに存在する主な機能

Redisにはさまざまな機能が搭載されているため、他のデータベースよりも人気があります。これらの機能は次のとおりです。

Tenacity-このデータベースでは、いくつかのデータ型をメインメモリに保存できます。更新ごとの非同期データ変更は、経過時間またはデータが更新された時期に基づいてディスクに保存されます。また、高可用性と追加専用のファイル永続化モードも提供します。
速度-このデータベースは、他のデータストアと比較して高速です。 Redisは、大量のデータを1秒以内にプライマリメモリに保存するため、より高速であると主張しています。
Luaスクリプト-このスクリプトは、最も高速に実行されるスクリプトの1つとして機能します。 Redisは、スピーディーなデータサービスをユーザーに提供するという目的を達成するために、Lua言語でスクリプトを作成しました。 Luaは初期化が速く、応答のためにデータベースを妨害したり遅くしたりすることなくスクリプトをより速く実行できるため、有益です。

MongoDBの紹介

MongoDBは、BSON形式の値を受け入れるオープンソースのNoSQLデータベースです。表形式の入力値は取りません。 MongoDBはドキュメント指向のデータベースであるため、データはコレクションとドキュメントに保存されます。このデータベースは、従来のRDMSに存在していたいくつかの欠点を克服します。

多くの開発者は、レプリケーション、データのパーティション分割、時間のかかる書き込みプロセスなどのタスクに常に苦労しています。 MongoDBは、これらの問題を克服し、軽量で柔軟性があり、正確な完璧なデータベースソリューションです。

MongoDBに存在する主な機能

このデータベースには、他のデータベースの中で人気のある選択肢となる革新的な機能が含まれています。これらの機能は次のとおりです。

スケーラビリティ-このデータベースは、複数のサーバーにデータを分割するシャーディングの助けを借りて、データの水平スケーリングをサポートします。大量のデータは、マスターノードによって管理される複数のデータチャンクに均等に分割されます。これにより、既存の実行中のデータベースに新しいマシンを挿入することが可能になります。
データの複製と可用性の向上-ハードウェア障害が発生した場合は常に、データの損失またはセットアップ全体を再起動してデータを再度保存することが主な懸念事項です。 MongoDBには、さまざまなデータサーバーにデータのコピーを保存するデータレプリケーション機能が搭載されています。ユーザーの要件に応じて、いつでもデータを取得できます。この機能を使用すると、ユーザーのセットアップ内のハードウェア障害も防止されます。
高性能-すべてのMongoDB操作でパフォーマンスの向上を体験できます。これは、他のリレーショナルデータベースで一般的であるように、このデータベースが冗長な入出力操作を回避するためです。 MongoDBのインデックス作成プロセスははるかに高速であるため、selectクエリを使用するとより高速な結果が得られます。

MongoDBエディション

いくつかのMongoDBエディションがリリースされています。これらのエディションには次のものが含まれます：

MongoDB Community Server-このMongoDBエディションは無料で、Windows、Linux、およびmacOSで利用できます
MongoDB Enterprise Server-これはMongoDBの商用版であり、MongoDBEnterpriseAdvancedサブスクリプションの一部として利用できます
MongoDB Atlas-これはオンデマンドのフルマネージドサービスであり、AWS、Microsoft Azure、およびGoogleCloudプラットフォームで実行されます。

RedisとMongoDBの違い

1。パフォーマンス

大量のワークロードは、MongoDBと比較してRedisでより快適に処理されます。 Redisはシングルコアで実行されます。したがって、シングルスレッドです。したがって、パフォーマンスの点では、RedisはMongoDBよりもわずかに優れています。 MongoDBは、CPUにバインドされると、応答が遅くなる傾向もあります。

2。機能

MongoDBには、データ集約やmap-reduceなどの機能が搭載されています。一方、Redisには、永続性、キャッシュ、および手間のかからないクラッシュソリューションがあります。 Mongo DBでは、Redisでは不可能な役割ベースのアカウンティング制御を提供できます。

3。スケーラビリティ

物理システムのRAM機能はMongoDBで最適化されているのに対し、RedisではRAMの使用が制限されているため、スケーラビリティ係数はRedisよりもMongoDBでより適切にサポートされます。 Redisの周辺機能は広範囲にわたっていますが、MongoDBではスケーリングの方が快適です。

4。プラットフォームのサポート

Redisは、メッセージブローカーのキャッシュとサポートを可能にするメモリ内データ構造プラットフォームです。同時に、MongoDBはクロスプラットフォームのNoSQLデータベースであり、Springデータのサポート、分析用のBIコネクタのクエリとサポートのためのインタラクティブなコマンドラインインターフェイスを提供します。 Redisは、Javaクライアントの助けを借りて、スプリングキャッシュのサポートを提供します。

5。データベースアーキテクチャ

MongoDBは、ドキュメント指向のデータベースです。そのデータベースアーキテクチャには、分散システム設計、ドキュメントデータモデル、バイナリインポートおよびエクスポートツール、データインポートおよびエクスポートツール、診断およびセキュリティツール、およびMongoDBコンパスが含まれています。 Redisのデータベースアーキテクチャには、RedisクライアントとRedisサーバーが含まれており、データをメモリに保存します。

6。プログラミング言語

Redisはこれらのプログラミング言語をサポートしています。 Crystal、Clojure、Dart、Elixir、Fancy、C、C＃、Haxe、Lisp、Lua、JavaScript、Pascal、Pure data、MatLab、Objective-C、Python、rebol、ruby、scheme、swift、Visual basic、Tcl。
MongoDBは、C ++、C、Rust、Scala、Swift、Smalltalk、PHP、Powershell、Prolog、Python、R、Perl、Dart、Erlang、Groovy、Haskellなどの複数のプログラミング言語もサポートしています。

7。レプリケーションのサポート

MongoDBはマスタースレーブレプリケーションをサポートし、Redisはマスターマスターレプリケーションとマスタースレーブレプリケーションをサポートします。

8。価格

Redisのエンタープライズクラウドは、データストレージの要件によって異なります。そのライセンスは、サブスクリプションベースのモデルに従います。 Redisの基本価格プランは無料ですが、高度なバージョンの場合、月額$7が開始価格です。
Mongo DBの基本プランも無料ですが、追加の商用ライセンス価格は月額$57から始まります。

9。セキュリティ

MongoDBは、ユーザーを検証する認証プロトコルと暗号化されたデータを提供することにより、セキュリティに厳格です。また、ユーザーが役割ベースのアカウント制御を割り当てるアクセスと権限の指定が可能になるため、セキュリティが向上します。
Redisは、コマンドを実行する前に厳密な認証プロトコルに従いますが、セキュリティを強化する可能性のある単純なパスワードベースの認証をユーザーに提供します。リスク。

ユーザーがRedisで遭遇する課題

ユーザーがRedisで作業しているときに遭遇する可能性のあるいくつかの問題があります。これらの問題には以下が含まれます;

レイテンシのトラブルシューティングの問題-これは、通信中のクライアント側での極端な遅延が原因で発生します。また、Redisの処理能力が低いため、遅延が発生する可能性があります。
クラッシュ-これらは、イベントのデバッグ中に発生する可能性があります。開発者コミュニティにデバッグの詳細を提供することで解決できます。また、Redis製品の新しいバージョンのリリースが原因で発生する可能性もあります。
更新中にシステムがクラッシュする-この問題により、サーバーのRAMが読み込まれ、システムがしばらくハングしたままになる可能性があります。これを解決するには、Redis-server-test-memoryでRAMをテストします。

ユーザーがMongoDBで遭遇する課題

MongoDBを使用しているときに、サーバーに障害が発生するなどの問題が発生する場合があります。その他の問題は次のとおりです。

MongoDBは、手動構成や可動部分などの複雑な手順に従って、単一のレプリカから完全に共有された環境にスケーリングします。この問題は、MongoDBのマスタースレーブアーキテクチャが原因で発生します。
単一ノードの可用性によりユーザー数が増えると、パフォーマンスが低下します。設定を拡張すると、この状況を修正できます。
MongoDBは、データの損失と不整合を引き起こす可能性があります。階層化されたデータレプリケーション機能を備えていますが、複雑なレプリケーションプロセスを処理できない場合があります。

結論

この記事では、今日の市場で人気のあるデータベース、RedisとMongoDBの包括的な分析を提供しました。データベースとその機能および制限の両方について説明しました。この記事がこれら2つのデータベースの理解に役立つことを願っています。また、それぞれが提供する機能に基づいて、自分とプロジェクトにどちらが適しているかを選択できる可能性があります。問題が発生した場合は、コメントセクションからご連絡いただければ、すぐにご連絡いたします。