NoSQL Database

NoSQL è l’acronimo di “Not only SQL” e viene usato generalmente per indicare quei database che non usano un modello di dati relazionale e quindi potrebbero non usare SQL come linguaggio di interrogazione. Dunque il concetto è di per se’ stesso più antico dei RDBMS, eppure è tornato in auge quando, per varie motivazioni, i database non relazionali hanno mostrato diversi vantaggi, rispetto ai database SQL tradizionali.

Una delle principali motivazioni per l’uso di tali database è rappresentata dalla scalabilità. La scalabilità è un requisito sempre più importante per le applicazioni web, e ciò è dovuto a molti fattori: l’esplosione del numero di utenti della rete (letteralmente esponenziale negli ultimi dieci anni secondo i dati del ISC Domain Survey ), la sempre maggiore diffusione di OpenID, quindi la sinergia tra le varie community e tra esse e i fornitori di servizi, ma anche la crescente disponibilità di dispositivi con accesso ad Internet come smartphone, tablet e altri dispositivi portatili.

La scalabilita’ 

La scalabilita’ orizzontale si ha se l’aumento delle risorse si riferisce all’aumento dei nodi nel sistema, cioè il sistema riesce a parallelizzare il carico di lavoro e gestire il

• fault tolerance
• load balancing
• high availability

Avere piu’ macchine per poter disrtibuire e replicare i dati su piu’ nodi, questo lo rende ideale per ambienti quali

• ambienti distribuiti
• affidabilita’
• elevate prestazioni

il tutto in bundle , senza bisogno di software aggiuntivi.

Scalabilità verticale

La scalabilità verticale si ottiene quando, per aumentare le prestazioni dell’intero sistema, si aumentano le risorse di un singolo nodo del sistema, ad esempio utilizzando una CPU con frequenza maggiore o incrementando la memoria disponibile. Il vantaggio di questo tipo di scalabilità è che generalmente non è necessario modificare le applicazioni, ne’ sono richiesti interventi amministrativi. Lo svantaggio consiste innanzitutto nel costo, perche’ l’aggiornamento spinto di una macchina può essere economicamente molto più gravoso dell’acquisto di una ulteriore macchina di pari potenza.

I principali metodi d’implementazione dei database NoSQL sono i seguenti:

Coloumnfamily: i dati sono organizzati in righe e colonne, ma le righe possono avere quante colonne si vogliono e non c’è bisogno di definire le colonne come prima cosa.

Document store: è l’evoluzione del metodo key/value, rispetto ai normali database relazionali invece che immagazzinare i dati in tabelle con dei campi fissi, questi vengono messi in un documento che può contenere illimitati campi di illimitata lunghezza, così se ad esempio di una persona conosciamo solo nome e cognome, ma magari di un’altra persona anche indirizzo, data di nascita e codice fiscale, si evita che per il primo nominativo ci siano campi inutilizzati che occupano inutilmente spazio.

Graph: i dati vengono immagazzinati sotto forma di strutture a grafi, rendendo più performante l’accesso a questi da applicativi orientati agli oggetti.

Key/Value: in questo caso i dati vengono immagazzinati in un elemento che contiene una chiave assieme ai dati veri e propri, questo metodo è il più semplice da implementare, ma anche il più inefficiente se la maggior parte delle operazioni riguardano soltanto una parte di un elemento.

Pro e Contro dei database non relazionali

Vantaggi

• Dato che un elemento contiene tutte le informazioni necessarie non serve usare i dispendiosi (in termini di performance) JOIN come invece avviene per i database relazionali.

• La semplicità di questi database è uno degli elementi fondamentali, è proprio questo che permette di scalare in orizzontale in maniera così efficiente, molti NRDBMS, infatti, permettono di aggiungere nodi a caldo in maniera impercettibile dall’utente finale.

• Scegliendo un database adatto alla mappatura più diretta alle object classes del proprio applicativo si possono ridurre di molto i tempi dedicati allo sviluppo del metodo di scambio dati tra il database e l’applicativo stesso (il cosiddetto object-relational mapping che è invece necessario in presenza di database relazionali).

Svantaggi

• La semplicità di questi database, però, porta anche alla mancanza dei controlli fondamentali sull’integrità dei dati, il compito ricade quindi totalmente sull’applicativo che dialoga col database che ovviamente dovrebbe essere testato in modo molto approfondito prima di essere messo in produzione. Per fare un esempio, se avessimo un database dei clienti coi relativi ordini effettuati immagazzinati in elementi diversi, anche se è possibile definire una relazione attraverso le chiavi, in un database non relazionale alla cancellazione di un cliente tutti gli ordini resterebbero comunque nel database, è quindi l’applicativo che una volta impartito il comando di cancellazione dell’utente X deve anche andare a cancellare tutti i relativi ordini, cosa che invece in un database relazionale è gestita direttamente dal database stesso.

• La mancanza di uno standard universale (come può essere l’SQL) è un’altra delle pecche di questi database non relazionali, ogni database ha infatti le proprie API e il suo metodo di storing e di accesso ai dati. Detto questo, risulta palese che se lo sviluppo del database sul quale abbiamo basato il nostro applicativo venisse interrotto, il passaggio ad un altro database non sarebbe sicuramente una cosa immediata, ma richiederebbe alcuni cambi più o meno radicali da apportare all’applicativo, è quindi bene tenere in considerazione la cosa al momento del brainstorming iniziale.