ArangoDB: Raggiungere il Successo con un Database Multivalore

Gestire strutture di database diverse spesso introduce una complessità significativa nell’architettura di sistema, specialmente quando sono richieste più istanze di database. Questa frammentazione può complicare le operazioni, aumentare i costi e ridurre l’efficienza. I database multimodello come ArangoDB forniscono una soluzione unificata per affrontare queste sfide. Semplificano l’architettura e ottimizzano la gestione dei dati supportando più modelli di dati — chiave-valore, documento e grafo — all’interno di un’unica istanza di database.

Rispetto ai database relazionali, i database NoSQL non aderiscono a uno standard universale come SQL. Invece, sono classificati in base alla loro struttura di archiviazione. Tra i tipi più popolari ci sono:

• Chiave-valore: Assomiglia a una Map di Java o a un dizionario di Python, questa struttura recupera valori interi come BLOB utilizzando una chiave.
• Colonna ampia: Simile a chiave-valore ma suddivide i valori in colonne, offrendo un recupero dei dati più granulare.
• Documento: Strutturato come JSON o XML, questo tipo offre maggiore flessibilità nelle query.
• Grafo: Consente la modellazione e la query di relazioni complesse rappresentando entità e le loro connessioni.

Un database multimodello combina queste capacità in un unico sistema. Ad esempio, ArangoDB supporta modelli chiave-valore, documento e grafo, eliminando la necessità di database separati.

Questo articolo dimostra come utilizzare ArangoDB per esplorare modelli chiave-valore e documento nelle applicazioni Java utilizzando Jakarta NoSQL.

Configurazione di ArangoDB

Per iniziare con ArangoDB, Docker fornisce un modo diretto per gestire servizi di terze parti. Eseguendo il comando seguente, è possibile configurare un’istanza di ArangoDB con facilità:

docker run -e ARANGO_NO_AUTH=1 -d --name arangodb-instance -p 8529:8529 arangodb/arangodb

Esplorazione dei Dati Chiave-Valore

I database chiave-valore sono ideali per modelli di dati semplici. Creiamo un’applicazione di esempio per gestire dati sugli aeroporti utilizzando le capacità chiave-valore di ArangoDB. L’entità Airport includerà due campi: code (ID) e name.

import jakarta.nosql.Column;

import jakarta.nosql.Entity;

import jakarta.nosql.Id;

import net.datafaker.Faker;

import net.datafaker.providers.base.Aviation;

​

import java.util.Objects;

​

@Entity

public class Airport {

​

    @Id

    private String code;

​

    @Column

    private String name;

​

​

    public String getCode() {

        return code;

    }

​

    public String getName() {

        return name;

    }

​

​

    @Override

    public boolean equals(Object o) {

        if (o == null || getClass() != o.getClass()) {

            return false;

        }

        Airport airport = (Airport) o;

        return Objects.equals(code, airport.code);

    }

​

    @Override

    public int hashCode() {

        return Objects.hashCode(code);

    }

​

    @Override

    public String toString() {

        return "Airport{" +

                "code='" + code + '\'' +

                ", name='" + name + '\'' +

                '}';

    }

​

    public static Airport of(Faker faker) {

        Aviation aviation = faker.aviation();

        var airport = new Airport();

        airport.code = aviation.airport();

        airport.name = aviation.airport();

        return airport;

    }

}

​

Con l’entità definita, è possibile utilizzare KeyValueTemplate per interagire con il database. In questo tutorial, esploreremo ulteriormente le capacità di Jakarta NoSQL oltre alle annotazioni utilizzando Eclipse JNoSQL; è possibile creare il repository una volta che Eclipse JNoSQL implementa e supporta Jakarta Data.

import jakarta.enterprise.inject.se.SeContainer;

import jakarta.enterprise.inject.se.SeContainerInitializer;

import net.datafaker.Faker;

import org.eclipse.jnosql.mapping.keyvalue.KeyValueTemplate;

​

public class App {

​

    public static void main(String[] args) {

        var faker = new Faker();

​

        try (SeContainer container = SeContainerInitializer.newInstance().initialize()) {

            KeyValueTemplate template = container.select(KeyValueTemplate.class).get();

            var airport = template.put(Airport.of(faker));

            System.out.println(template.get(airport.getCode(), Airport.class));

        }

    }

}

​

Questo programma genera un record casuale di aeroporto, lo inserisce nel database e lo recupera. Se stai eseguendo in locale, puoi controllare i valori nel database utilizzando il tuo browser con l’URL:

http://localhost:8529/_db/airport/_admin/aardvark/index.html#collections

Lavorare con i Dati Documento

Jakarta NoSQL offre ricche funzionalità per lavorare con database documentali, inclusi supporto per l’ereditarietà e la modellazione dei dati gerarchici. Sebbene i database NoSQL generalmente non supportino intrinsecamente queste funzionalità, Jakarta NoSQL colma questa lacuna con la sua API. Utilizziamo Jakarta NoSQL con ArangoDB per gestire i dati dei fornitori di cloud, incluse due specializzazioni: Amazon Web Services (AWS) e Azure.

Jakarta NoSQL utilizza le annotazioni @DiscriminatorColumn, @DiscriminatorValue e @Inheritance per gestire l’ereditarietà nei database documentali. 

• L’annotazione @DiscriminatorColumn specifica il campo utilizzato per identificare un tipo di entità nel documento del database. 
• L’annotazione @DiscriminatorValue definisce il valore specifico per ciascuna sottoclasse, garantendo che siano correttamente identificate.
• L’annotazione @Inheritance indica che la gerarchia di classi sarà mappata nel database.

Per prima cosa, definiamo la classe base per i fornitori di cloud:

@Entity

@Inheritance

@DiscriminatorColumn("type")

public class CloudProvider {

​

    @Id

    protected String id;

​

    @Column

    protected String region;

}

Successivamente, introduciamo le classi specializzate dei fornitori di cloud. Questi esempi mostrano come Jakarta NoSQL sfrutti le annotazioni @DiscriminatorValue per distinguere tra diversi tipi di documenti. Ogni specializzazione — AWS e Azure — eredita dalla classe base CloudProvider, definendo anche attributi unici per ciascun fornitore. Inoltre, sono forniti metodi factory (of) per generare dati di esempio a scopo dimostrativo.

AWSCloudProvider

import jakarta.nosql.Column;

import jakarta.nosql.DiscriminatorValue;

import jakarta.nosql.Entity;

import net.datafaker.Faker;

​

import java.util.UUID;

​

@Entity

@DiscriminatorValue("AWS")

public class AWSCloudProvider extends CloudProvider {

​

​

    @Column

    private String accountId;

​

    public String getAccountId() {

        return accountId;

    }

​

    @Override

    public String toString() {

        return "AWSCloudProvider{" +

                "accountId='" + accountId + '\'' +

                ", id='" + id + '\'' +

                ", region='" + region + '\'' +

                '}';

    }

​

    public static AWSCloudProvider of(Faker faker) {

        var aws = faker.aws();

        var cloudProvider = new AWSCloudProvider();

        cloudProvider.region = aws.region();

        cloudProvider.region = aws.region();

        cloudProvider.id = UUID.randomUUID().toString();

        cloudProvider.accountId = aws.accountId();

        return cloudProvider;

    }

​

​

}

​

AzureCloudProvider

package org.soujava.demos.arangodb.document;

​

import jakarta.nosql.Column;

import jakarta.nosql.DiscriminatorValue;

import jakarta.nosql.Entity;

import net.datafaker.Faker;

​

import java.util.UUID;

​

@Entity

@DiscriminatorValue("AZURE")

public class AzureCloudProvider extends CloudProvider {

​

​

    @Column

    private String tenantId;

​

    public String getTenantId() {

        return tenantId;

    }

​

    @Override

    public String toString() {

        return "AzureCloudProvider{" +

                "tenantId='" + tenantId + '\'' +

                ", id='" + id + '\'' +

                ", region='" + region + '\'' +

                '}';

    }

​

    public static AzureCloudProvider of(Faker faker) {

        var azure = faker.azure();

        var cloudProvider = new AzureCloudProvider();

        cloudProvider.region = azure.region();

        cloudProvider.region = azure.region();

        cloudProvider.id = UUID.randomUUID().toString();

        cloudProvider.tenantId = azure.tenantId();

        return cloudProvider;

    }

}

Infine, vediamo come utilizzare il DocumentTemplate per interagire con il database. Questo codice dimostra la creazione di istanze dei provider AWS e Azure, l’inserimento nel database e il recupero. L’implementazione sfrutta l’API di Jakarta NoSQL per gestire la persistenza dei dati, garantendo che la logica dell’ereditarietà e del discriminatore venga applicata in modo trasparente durante l’archiviazione e il recupero.

import jakarta.enterprise.inject.se.SeContainer;

import jakarta.enterprise.inject.se.SeContainerInitializer;

import net.datafaker.Faker;

import org.eclipse.jnosql.mapping.document.DocumentTemplate;

​

import java.util.List;

import java.util.logging.Logger;

​

​

public class App {

​

    private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(App.class.getName());

​

    public static void main(String[] args) {

        var faker = new Faker();

        LOGGER.info("Starting the application");

        try (SeContainer container = SeContainerInitializer.newInstance().initialize()) {

            var template = container.select(DocumentTemplate.class).get();

            LOGGER.info("Creating 10 documents");

            for (int index = 0; index < 5; index++) {

                template.insert(List.of(AWSCloudProvider.of(faker), AzureCloudProvider.of(faker)));

            }

​

            System.out.println("The cloud providers here");

            template.select(CloudProvider.class).stream().forEach(System.out::println);

​

            System.out.println("The AWS cloud providers here");

            template.select(AWSCloudProvider.class).stream().forEach(System.out::println);

​

            System.out.println("The Azure cloud providers here");

            template.select(AzureCloudProvider.class).stream().forEach(System.out::println);

        }

    }

​

    private App() {

    }

}

​

Conclusione

Le capacità multimodello di ArangoDB lo rendono una scelta versatile per le applicazioni moderne. Combinare modelli chiave-valore e documenti in un singolo database semplifica l’architettura dei dati pur conservando flessibilità. Con Jakarta NoSQL, l’integrazione di ArangoDB nelle applicazioni Java diventa senza soluzione di continuità, sfruttando annotazioni e paradigmi di programmazione familiari.

Per il codice completo, visita il Repository GitHub.