ArangoDB: Достижение успеха с многозначной базой данных

NoSQL

Обработка различных структур баз данных часто вносит значительную сложность в архитектуру систем, особенно когда требуется несколько экземпляров баз данных. Эта фрагментация может усложнить операции, увеличить затраты и снизить эффективность. Мультимодельные базы данных, такие как ArangoDB, предоставляют единое решение для решения этих задач. Они упрощают архитектуру и оптимизируют управление данными, поддерживая несколько моделей данных — ключ-значение, документ и граф — в рамках одного экземпляра базы данных.

В отличие от реляционных баз данных, NoSQL базы данных не придерживаются универсального стандарта, такого как SQL. Вместо этого они классифицируются на основе своей структуры хранения. Среди популярных типов:

Ключ-значение: Похожая на Java Map или словарь Python, эта структура извлекает целые значения в виде BLOB с использованием ключа.
Широкий столбец: Похожа на ключ-значение, но разбивает значения на столбцы, предлагая более детализированное извлечение данных.
Документ: Структурированная как JSON или XML, этот тип предоставляет большую гибкость запросов.
Граф: Позволяет моделировать и запрашивать сложные отношения, представляя сущности и их связи.

Мультимодельная база данных объединяет эти возможности в одной системе. Например, ArangoDB поддерживает модели ключ-значение, документ и граф, устраняя необходимость в отдельных базах данных.

В этой статье показано, как использовать ArangoDB для изучения моделей ключ-значение и документа в Java-приложениях с использованием Jakarta NoSQL.

Настройка ArangoDB

Для начала работы с ArangoDB Docker предоставляет простой способ управления сторонними службами. Запустив следующую команду, вы сможете легко настроить экземпляр ArangoDB:

Shell

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

Изучение данных ключ-значение

Базы данных ключ-значение идеально подходят для простых моделей данных. Давайте создадим пример приложения для управления данными аэропортов, используя возможности ключ-значение ArangoDB. Сущность Airport будет включать два поля: code (ID) и name.

Java

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;

    }

}

​

После определения сущности, вы можете использовать KeyValueTemplate для взаимодействия с базой данных. В этом руководстве мы рассмотрим больше возможностей Jakarta NoSQL за пределами аннотаций, используя Eclipse JNoSQL; вы можете создать репозиторий, когда Eclipse JNoSQL реализует и поддерживает Jakarta Data.

Java

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));

        }

    }

}

​

Эта программа генерирует случайную запись аэропорта, вставляет ее в базу данных и извлекает ее. Если вы работаете локально, вы можете проверить значения в базе данных, используя ваш браузер по адресу:

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

Работа с данными документа

Jakarta NoSQL предоставляет обширные возможности для работы с документоориентированными базами данных, включая поддержку наследования и иерархического моделирования данных. Хотя NoSQL-базы данных обычно не поддерживают эти функции, Jakarta NoSQL заполняет этот разрыв с помощью своего API. Давайте использовать Jakarta NoSQL с ArangoDB для управления данными облачного провайдера, включая два специализированных варианта: Amazon Web Services (AWS) и Azure.

Jakarta NoSQL использует аннотации @DiscriminatorColumn, @DiscriminatorValue и @Inheritance для управления наследованием в документоориентированных базах данных.

Аннотация @DiscriminatorColumn указывает поле, используемое для идентификации типа сущности в документе базы данных.
Аннотация @DiscriminatorValue определяет конкретное значение для каждого подкласса, гарантируя их правильную идентификацию.
Аннотация @Inheritance указывает, что иерархия классов будет отображена в базу данных.

Сначала определим базовый класс для облачных провайдеров:

Java

@Entity

@Inheritance

@DiscriminatorColumn("type")

public class CloudProvider {

​

    @Id

    protected String id;

​

    @Column

    protected String region;

}

Затем мы представляем специализированные классы облачных провайдеров. Эти примеры показывают, как Jakarta NoSQL использует аннотации @DiscriminatorValue для различения различных типов документов. Каждая специализация — AWS и Azure — наследует от базового класса CloudProvider, а также определяет атрибуты, уникальные для каждого провайдера. Кроме того, для целей демонстрации предоставляются фабричные методы (of) для создания образцовых данных.

AWSCloudProvider

Java

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

Java

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;

    }

}

Наконец, давайте посмотрим, как использовать DocumentTemplate для взаимодействия с базой данных. Этот код демонстрирует создание экземпляров поставщиков AWS и Azure, их вставку в базу данных и извлечение. Реализация использует API Jakarta NoSQL для обеспечения сохранения данных, гарантируя, что логика наследования и дискриминатора применяются без проблем во время сохранения и извлечения.

Java

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() {

    }

}

​

Заключение

Многофункциональные возможности ArangoDB делают его универсальным выбором для современных приложений. Комбинирование моделей ключ-значение и документов в одной базе данных упрощает вашу архитектуру данных, сохраняя гибкость. С Jakarta NoSQL интеграция ArangoDB в приложения Java становится безупречной, используя знакомые аннотации и программные парадигмы.

Для полного кода посетите Репозиторий GitHub.

Source:
https://dzone.com/articles/arangodb-success-through-multivalue-database