Tìm hiểu về mongodb atlas

Năm 2020, MongoDB được đánh giá là cơ sở dữ liệu NoSQL phổ biến nhất. MongoDB cũng là cơ sở dữ liệu được yêu thích thứ tư trong danh sách các cơ sở dữ liệu mà các nhà phát triển đánh giá trong “”. Các developer đánh giá cao tất cả các dịch vụ của MongoDB Cloud theo triết lý một hệ thống, một giao diện nhất quán giúp đơn giản hóa việc làm việc với dữ liệu và phát triển. Ngoài ra, MongoDB cung cấp cơ sở hạ tầng đa đám mây, linh hoạt, bất khả tri (agnostic, tức chạy tốt trên nhiều nền tảng) cho phép người dùng xây dựng trên cơ sở hạ tầng cơ bản mà họ lựa chọn (AWS, Google Cloud Platform hoặc Azure). Xếp hạng mức độ phổ biến của các công cụ DB trong biểu đồ dưới đây cho thấy sự gia tăng không ngừng của MongoDB về mức độ liên quan kể từ năm 2013 khi sự phát triển của dữ liệu phi cấu trúc ra đời. Trong giai đoạn đó, nó đã vượt qua IBM DB2, Microsoft Access và SQLite để chiếm vị trí thứ năm về mức độ phổ biến và là cơ sở dữ liệu đa mô hình hướng tài liệu (document-oriented, multi-model database) duy nhất được xếp hạng trong top 25.

Sự phát triển của mongoDB. Nguồn: db-engines.com

Vậy cơ sở dữ liệu Mongodb là gì và điều gì khiến nó trở nên phổ biến đến vậy?

Nội dung

1. MongoDB là gì?

MongoDB là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu không quan hệ – nonrelational database management system (DBMS) mã nguồn mở, sử dụng các tài liệu (documents) linh hoạt thay vì các bảng và hàng để xử lý và lưu trữ các dạng dữ liệu khác nhau. Là một giải pháp NoSQL, MongoDB không yêu cầu hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS), vì vậy nó cung cấp một mô hình lưu trữ dữ liệu đàn hồi (elastic) cho phép người dùng lưu trữ và truy vấn các kiểu dữ liệu đa biến một cách dễ dàng. Điều này không chỉ đơn giản hóa việc quản lý cơ sở dữ liệu cho các nhà phát triển mà còn tạo ra một môi trường có khả năng mở rộng cao cho các ứng dụng và dịch vụ đa nền tảng.

MongoDB documents hoặc bộ sưu tập tài liệu là các đơn vị dữ liệu cơ bản. Được định dạng dưới dạng Binary JSON (Java Script Object Notation), các tài liệu này có thể lưu trữ nhiều loại dữ liệu khác nhau và được phân phối trên nhiều hệ thống. Vì MongoDB sử dụng thiết kế lược đồ động, người dùng có sự linh hoạt vô song khi tạo bản ghi dữ liệu, truy vấn bộ sưu tập tài liệu (document collections) thông qua tập hợp MongoDB và phân tích lượng lớn thông tin. 

Cấu trúc Mongodb. Ảnh: educba.com

Ngoài phiên bản MongoDB chạy trên các máy chủ cục bộ (local), MongoDB còn có phiên bản chạy trên cloud với tên gọi là MongoDB Atlas. Atlas cung cấp tất cả các tính năng của MongoDB, đồng thời tự động hóa các tác vụ quản trị cơ sở dữ liệu như cấu hình cơ sở dữ liệu, cung cấp cơ sở hạ tầng, bản vá, mở rộng sự kiện, sao lưu, v.v., giúp các nhà phát triển tập trung vào những gì quan trọng nhất đối với họ. MongoDB Atlas cũng cung cấp lợi ích kép về tính linh hoạt và khả năng mở rộng. Lược đồ động (dynamic schemas) cho phép người dùng thay đổi lược đồ dữ liệu của họ mà không cần sửa đổi, mang lại sự linh hoạt. Tính năng “automatic sharding” của nó cho phép người dùng mở rộng quy mô mà vẫn không cần ngừng hoạt động của ứng dụng. 

2. Lợi ích khi dùng cơ sở dữ liệu Mongodb

Trong những năm qua, MongoDB đã trở thành một giải pháp đáng tin cậy cho nhiều doanh nghiệp đang tìm kiếm một cơ sở dữ liệu NoSQL mạnh mẽ và có khả năng mở rộng cao. Nhưng MongoDB không chỉ là một cơ sở dữ liệu dựa trên tài liệu (document-based database) điển hình mà nó còn có một số tính năng tuyệt vời làm cho nó nổi bật so với các DBMS khác.

Cân bằng tải

Khi quy mô ứng dụng đám mây của doanh nghiệp và nhu cầu tài nguyên tăng lên, các vấn đề có thể phát sinh trong việc đảm bảo tính khả dụng và độ tin cậy của dịch vụ. Quy trình chia sẻ cân bằng tải của MongoDB phân phối các tập dữ liệu lớn trên nhiều máy ảo cùng một lúc trong khi vẫn duy trì thông lượng (throuhput) đọc và ghi có thể chấp nhận được. Việc mở rộng quy mô theo chiều ngang này được gọi là sharding và nó giúp các tổ chức tránh được chi phí mở rộng theo chiều dọc của phần cứng trong khi vẫn mở rộng khả năng triển khai dựa trên đám mây.

Truy vấn cơ sở dữ liệu đặc biệt

Một trong những lợi thế lớn nhất của MongoDB so với các cơ sở dữ liệu khác là khả năng xử lý các truy vấn đặc biệt không yêu cầu các lược đồ xác định trước (predefined schemas). Cơ sở dữ liệu MongoDB sử dụng ngôn ngữ truy vấn tương tự như cơ sở dữ liệu SQL và cực kỳ dễ tiếp cận đối với các nhà phát triển mới bắt đầu và nâng cao. Khả năng truy cập này giúp bạn dễ dàng đẩy, truy vấn, sắp xếp, cập nhật và xuất dữ liệu của mình bằng các phương pháp trợ giúp phổ biến và các lệnh shell đơn giản.

Hỗ trợ đa ngôn ngữ

Một trong những điều tuyệt vời về MongoDB là hỗ trợ đa ngôn ngữ. Một số phiên bản của MongoDB đã được phát hành và đang trong quá trình phát triển liên tục với hỗ trợ trình điều khiển cho các ngôn ngữ lập trình phổ biến, bao gồm Python, PHP, Ruby, Node.js, C ++, Scala, JavaScript và nhiều hơn nữa.

3. Cơ sở dữ liệu MongoDB đặc biệt hữu dụng trong những trường hợp nào?

Các ứng dụng mobile

Mô hình tài liệu JSON của MongoDB cho phép bạn lưu trữ dữ liệu ứng dụng back-end ở bất cứ đâu bạn cần, kể cả trong các thiết bị Apple iOS và Android cũng như các giải pháp lưu trữ dựa trên đám mây. Tính linh hoạt này cho phép bạn tổng hợp dữ liệu trên nhiều môi trường với lập chỉ mục thứ cấp và chỉ mục không gian địa lý (geospatial), mang lại cho các nhà phát triển khả năng mở rộng các ứng dụng di động của họ một cách liền mạch.

Phân tích thời gian thực

Khi các công ty mở rộng quy mô hoạt động của mình, việc tiếp cận với các chỉ số chính và thông tin chi tiết về doanh nghiệp từ nguồn dữ liệu lớn là rất quan trọng. MongoDB xử lý việc chuyển đổi các tài liệu giống JSON và JSON, chẳng hạn như BSON, thành các đối tượng Java một cách dễ dàng, giúp việc đọc và ghi dữ liệu trong MongoDB nhanh chóng và cực kỳ hiệu quả khi phân tích thông tin thời gian thực trên nhiều môi trường phát triển. Điều này đã chứng tỏ có lợi cho một số lĩnh vực kinh doanh, bao gồm chính phủ, dịch vụ tài chính và bán lẻ.

Hệ thống quản lý nội dung

Hệ thống quản lý nội dung (CMS) là công cụ mạnh mẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo trải nghiệm người dùng tích cực khi truy cập các trang thương mại điện tử, ấn phẩm trực tuyến, nền tảng quản lý tài liệu cũng như các ứng dụng và dịch vụ khác. Bằng cách sử dụng MongoDB, bạn có thể dễ dàng thêm các tính năng và thuộc tính mới vào các ứng dụng và trang web trực tuyến của mình bằng cách sử dụng một cơ sở dữ liệu duy nhất và có tính khả dụng cao.

Kho dữ liệu doanh nghiệp

Apache Hadoop Framework là một tập hợp các mô-đun nguồn mở, bao gồm Hệ thống tệp phân tán Hadoop và Hadoop MapReduce, hoạt động với MongoDB để lưu trữ, xử lý và phân tích một lượng lớn dữ liệu. Các tổ chức có thể sử dụng MongoDB và Hadoop để thực hiện mô hình hóa rủi ro, phân tích dự đoán và xử lý dữ liệu thời gian thực.

4. Ưu và nhược điểm của Mongodb

Ưu điểm của Mongodb

• Cơ sở dữ liệu linh hoạt: MongoDB là một cơ sở dữ liệu không có lược đồ (schema-less database). Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể có bất kỳ loại dữ liệu nào trong một tài liệu riêng biệt. Điều này mang lại sự linh hoạt và tự do lưu trữ dữ liệu thuộc nhiều loại khác nhau.
• Sharding: Mongodb có thể lưu trữ một tập dữ liệu lớn bằng cách phân phối nó đến nhiều máy chủ được kết nối với ứng dụng. Nếu một máy chủ không thể xử lý một dữ liệu lớn như vậy thì sẽ không có tình trạng hỏng hóc. Thuật ngữ trong trường hợp này gọi là “auto-sharding” 
• Tốc độ cao:  MongoDB là một cơ sở dữ liệu hướng tài liệu. Bạn có thể dễ dàng truy cập tài liệu bằng cách lập chỉ mục. Do đó, nó cung cấp phản hồi truy vấn nhanh. Tốc độ của MongoDB có thể nhanh hơn 100 lần so với cơ sở dữ liệu quan hệ.
• Tính khả dụng cao: MongoDB có các tính năng như sao chép và gridFS (một đặc điểm kỹ thuật để lưu trữ và truy xuất các tệp vượt quá giới hạn kích thước tài liệu BSON là 16 MB). Các tính năng này giúp tăng tính khả dụng của dữ liệu trong MongoDB. Do đó hiệu suất rất cao.
• Khả năng mở rộng: một lợi thế lớn của MongoDB là nó là một cơ sở dữ liệu có thể mở rộng theo chiều ngang. Khi bạn phải xử lý một dữ liệu lớn, bạn có thể phân phối nó cho nhiều máy.
• Hỗ trợ truy vấn đặc biệt: MongoDB có một tính năng rất nâng cao cho các truy vấn đặc biệt. Đây là lý do tại sao chúng ta không cần phải lo lắng về các truy vấn sắp xảy ra trong tương lai.
• Thiết lập môi trường dễ dàng: Việc thiết lập MongoDB là rất dễ dàng.
• Hỗ trợ kỹ thuật đầy đủ: MongoDB cung cấp hỗ trợ chuyên nghiệp cho khách hàng của mình. Nếu có bất kỳ sự cố nào, bạn có thể liên hệ trực tiếp với hệ thống hỗ trợ khách MongoDB.

Nhược điểm của Mongodb

• Không hỗ trợ join: MongoDB không hỗ trợ các phép joins giống như một cơ sở dữ liệu quan hệ. Tuy nhiên, ta có thể sử dụng chức năng join bằng cách thêm bằng cách coding theo cách thủ công. Nhưng nó có thể làm chậm quá trình thực thi và ảnh hưởng đến hiệu suất.
• Sử dụng bộ nhớ cao: MongoDB lưu trữ các tên khóa cho mỗi cặp giá trị. Ngoài ra, do không có chức năng của phép join, nên có sự dư thừa dữ liệu. Điều này dẫn đến việc tăng mức sử dụng bộ nhớ không cần thiết.
• Kích thước dữ liệu giới hạn: bạn không được phép lưu trữ nhiều hơn 16MB dữ liệu trong tài liệu.
• Giới hạn nesting: Việc lồng (nesting) dữ liệu trong BSON cũng bị hạn chế, bạn không được phép lồng dữ liệu nhiều hơn 100 cấp. 

Cơ hội nghề nghiệp với những chuyên gia về Mongodb

Do sự phát triển mạnh của MongoDB, các công việc liên quan đến MongoDB  khá cao. Tại Việt Nam, trong một khảo sát năm 2020 của topdev về các công nghệ được chọn sử dụng nhiều, MongoDB đứng thứ tư trong danh sách các database với 26%. Theo các trang web đăng tuyển dụng nhu cầu về các cá nhân có kỹ năng nhà phát triển hoặc quản trị viên MongoDB là rất lớn. Hầu hết các vị trí được liệt kê tập trung vào nhiều kỹ năng administration và server engineering (chẳng hạn như Database Admin, Database Server Engineer, Database Specialist, Data Analytics hay Visualization Engineer) hoặc phía phát triển (Senior Developer, Team Lead, Web Developer, Applications Engineer). Bạn có thể thử tìm kiếm các tin tuyển dụng có liên quan đến MongoDB trên linkedin và sẽ có rất nhiều tin tuyển dụng liên quan

Chứng minh kỹ năng vượt trội với các chứng chỉ Mongodb

Nếu bạn có kỹ năng và khả năng xuất sắc trong việc sử dụng MongoDB, thì cơ hội của bạn là rất lớn. Một cách tốt nhất để chứng minh khả năng của bạn là các chứng chỉ về Mongodb. Nếu bạn muốn đầu tư phát triển sự nghiệp thì đây là lựa chọn xứng đáng để theo đuổi.

MongoDB cung cấp chứng chỉ và đào tạo thông qua MongoDB University. Chương trình hiện bao gồm hai phần mà họ gọi là các vai trò (role):

• Quản trị viên cơ sở dữ liệu (Database Administrators – DBAs) thông thạo việc quản lý MongoDB, bao gồm cấu hình thời gian chạy, quy trình, sharding, sao lưu và phục hồi, giám sát và điều chỉnh hiệu suất.
• Các nhà phát triển cơ sở dữ liệu (Database Developers):  thông thạo một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình, mỗi ngôn ngữ có trình điều khiển MongoDB liên quan riêng. Họ cũng hiểu các chi tiết nhỏ của việc thực hiện các tác vụ MongoDB CRUD (Create, Read, Update, Delete tức Tạo, Đọc, Cập nhật và Xóa), lập chỉ mục, tổng hợp, sao chép và mở rộng cơ sở dữ liệu cơ bản.

Đối với mỗi vai trò, có ba cấp độ chứng nhận được xác định: Associate, Professional và Master. Bạn có thể tìm hiểu thêm chi tiết trên MongoDB University.

Các chứng chỉ này, theo MongoDB, cung cấp cho các developers và DBA một phương tiện mới để chứng minh kiến thức chuyên môn của họ về MongoDB đồng thời giúp các công ty tuyển dụng và phát triển các chuyên gia có trình độ. Những thông tin xác thực này công nhận những cá nhân có kiến thức đã được chứng minh về các khái niệm và cơ chế của cơ sở dữ liệu và các kỹ năng thực tế cần thiết để xây dựng các ứng dụng được hỗ trợ bởi MongoDB. 

Các nguồn tài liệu học và tham khảo thêm về MongoDB

•  MongoDB: The Definitive Guide, 3rd Edition 
•  MongoDB Documentation
•  MongoDB Presentations
• MongoDB Tutorial
• MongoDB Tutorial for Beginners: Learn Basics in 7 Days
• MongoDB Tutorial by JavaTPoint
• MongoDB Tutorial for Beginners

Kết luận

MongoDB đang là một CSDL được các developer yêu thích và được nhiều công ty hàng đầu sử dụng  như Uber, Lyft, Cisco, SAP, eBay, Ericsson, Forbes, Codecademy .. hay Clever, Luckycycle và Gobbler sử dụng MongoDB Atlas và sẽ còn nhiều công ty sử dụng CSDL này cho những hệ thống của họ.