CS 지식 TIL (4) - NoSQL

📌 NoSQL

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NoSQL이란?

NoSQL은 초기엔 주로 탈 RDBMS를 의미하는 표준화된 구조적 질의 언어가 없는 데이터베이스(No SQL) 또는 관계를 갖지 않는 데이터베이스로 정의하였지만 현재는 앞의 두 가지 의미 외에도 SQL뿐만 아니라 여러 가지 기능을 제공(Not Only SQL)한다는 의미로 일반화되었습니다.

NoSQL DB 종류

NoSQL 데이터베이스의 종류는 키-값 데이터베이스, 도큐먼트 데이터베이스, 칼럼 패밀리 데이터베이스, 그래프 데이터베이스로 나뉩니다.

• 키-값 데이터베이스 : 키와 값으로 구성된 배열구조의 데이터베이스로 NoSQL 데이터베이스 중 가장 단순한 구조입니다.
• 도큐먼트 데이터베이스 : 필드와 값의 형태로 구성된 데이터를 JSON 포맷으로 관리하는 데이터베이스로 NoSQL 데이터베이스 중 가장 인기가 높습니다.
• 칼럼 패밀리 데이터베이스 : 칼럼과 로우로 구성된 데이터베이스로 칼럼은 이름과 값으로 구성되고 로우는 각기 다른 칼럼으로 구성이 가능합니다.
• 그래프 데이터베이스 : 노드와 관계로 구성된 데이터베이스로 근접한 객체를 모델링할 목적으로 설계되었습니다.

NoSQL DB 특징

• 유연성 : 스키마 선언 없이 필드의 추가 및 삭제가 자유로운 Schema-less 구조입니다.
• 확장성 : 스케일 아웃에 의한 서버 확장이 용이합니다.
• 고성능 : 대용량 데이터를 처리하는 성능이 뛰어납니다.
• 가용성 : 여러 대의 백업 서버 구성이 가능하여 장애 발생 시에도 무중단 서비스가 가능합니다.

📌 MongoDB

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MongoDB 특징

• 도큐먼트 데이터베이스

1. 도큐먼트는 HTML과 같은 특정 형식의 태그 구조를 의미하며, mongoDB는 JSON(JavaScript Object Notation) 형식으로 데이터를 관리하므로 NoSQL 데이터베이스 중 도큐먼트 데이터베이스로 분류됩니다. 또한 도큐먼트는 mongoDB가 데이터를 저장하는 최소 단위이기도 합니다.
2. 도큐먼트는 필드와 값의 쌍으로 구성되며, 관계를 갖는 데이터를 중첩 도큐먼트와 배열을 사용하여 1개의 도큐먼트로 표현할 수 있습니다.
3. 데이터 입출력 시에는 JSON 형식의 도큐먼트를 사용하나 데이터베이스 저장 시에는 이진 포맷으로 인코딩한 BSON(Binary JSON) 형식의 도큐먼트로 변환되어 저장됩니다.

• 유연한 스키마

1. 스키마의 선언 없이 필드의 추가와 삭제가 자유로운 Schema-less 구조입니다.
2. 관계형 데이터베이스는 테이블 내 모든 로우(Row)의 칼럼 집합이 동일하고 같은 칼럼은 동일한 데이터 타입을 갖는 정형 스키마이나, mongoDB는 컬렉션 내 모든 도큐먼트들의 필드 집합이 동일하지 않고 같은 필드라도 데이터 타입이 다를 수 있는 비정형 스키마입니다.

• 비 관계형 데이터베이스

1. mongoDB는 관계형 데이터베이스의 관계(Relationship) 개념이 없는 비 관계형 데이터베이스입니다.
2. mongoDB는 조인(Join)을 지원하지 않으며, 대신 임베디드 방식의 도큐먼트 구조를 사용하거나 레퍼런스 방식의 도큐먼트 구조를 사용한 후 애플리케이션에서 조인해야 합니다.

• 비 트랜잭션

1. mongoDB는 트랜잭션을 지원하지 않고 각각의 도큐먼트 단위로 처리됩니다.
2. 트랜잭션을 지원하지 않으므로 Commit 또는 Rollback 개념이 없으며 모두 Auto Commit으로 처리됩니다.
   

DML

입력 : db.member.insert( { no : "C001", age : 45, status : "A" } )
수정 : db.member.update( { age : { $gt : 25 } }, { $set : { status : "C" } }, { multi : true } )
삭제 : db.member.remove( { no : "C001" } )
조회 : db.member.find( { no : "C001" } )

📌 MongoDB 데이터 모델링

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데이터 모델링을 어떻게 설계하느냐에 따라 데이터 정합성과 성능에 큰 영향을 주게됩니다. mongoDB 데이터 모델링은 도큐먼트 설계 후 컬렉션을 설계하는 순서로 진행됩니다.

임베디드 방식

임베디드 방식은 관계를 갖는 데이터 집합을 단일 도큐먼트에 포함하여 저장하는 방식입니다.

레퍼런스 방식

레퍼런스 방식은 도큐먼트에 관계를 갖는 다른 도큐먼트의 식별자를 참조키로 저장하여 필요시 애플리케이션에서 조인하는 방식입니다.

참고링크1
참고링크2
참고링크3