MongoDB Schema Design - Latinoware 2014

1. Schema Design
Latinoware 2014
Christiano Anderson
anderson@propus.com.br
Twitter: @dump
Blog: http://christiano.me

2. Agenda
● Apresentação
● Modelo de documento MongoDB
● Tipos de dados
● Arquitetura
● Boas práticas

3. Quem sou?
● Especialista em Big Data e NoSQL na Propus;
● Desenvolvedor Python;
● Trabalha desde o início da internet comercial
do Brasil;
● Fundador do MUG-SP;

4. MongoDB
● Orientação a documentos;
● Índices simples e compostos;
● Suporte a índices:
– Full Text Search;
– Geográfico;

5. Alguns conceitos
● Base de dados;
● Coleção;
● Documento;

6. Alguns conceitos
● Uma base de dados possui várias coleções;
● Uma coleção possui vários documentos;
– Comparando com banco de dados relacional,
podemos dizer que:
● Coleção = Tabela;
● Documento = Registro;

7. Exemplo de documento 1
{
"_id" : ObjectId("541f30d992a2ee25fedaa652"),
"nome" : "Christiano",
"twitter" : "dump"
}
Chave Valor

8. Exemplo de documento 2
{
"_id" : ObjectId("541f30d992a2ee25fedaa652"),
"nome" : "Christiano",
"twitter" : "dump",
"linguagens" : [
"Python",
"C",
"JavaScript",
"C++"
]
}
Uma lista ou array

9. Exemplo de documento 3
{
"_id" : ObjectId("541f361892a2ee25fedaa653"),
"nome" : "Christiano",
"redes_sociais" : {
"Twitter" : "dump",
"Facebook" : "christiano.anderson",
"LinkedIn" : "christiano.anderson",
"Instagram" : "canderson9"
}
}
Uma lista de valores ou
Um documento embarcado

10. Desnormalização

11. Exemplo de dado
Nome: Christiano Anderson
Twitter: dump
Cidade: São Paulo
Estado: SP

12. Banco Relacional

13. select * from cadastro;
Informação
Normalizada, relaciona
Com a tabela de cidade
Que relaciona com a
tabela de UF

14. E no MongoDB?
{
"_id" : ObjectId("541f64d092a2ee25fedaa654"),
"nome" : "Christiano",
"twitter" : "dump",
"cidade" : "São Paulo",
"uf" : "SP"
}
Os dados são desnormalizados

15. E coleções de referência?
Não há necessidade de criar uma coleção de
referência para Estados e outra para Cidades

16. Pode ser inconsistente?
● Sim, pode ocorrer inconsistências;
● O controle deve ser feito via código;

17. Schema Design
O grande segredo da modelagem
Está no “schema design”

18. Schema Design
● O arquiteto precisa entender como as
informações serão inseridas e consultadas no
sistema;
● O sucesso está em extrair o maior número de
informações em uma única consulta

19. Uma aplicação de Blog
Você já viu a quantidade de tabelas existentes no
WordPress?

20. Schema do Wordpress
Fonte: http://codex.wordpress.org/Database_Description/3.3

21. Posts e Comentários
Vamos pegar a parte principal
de uma aplicação de blog:
Posts
Comentários

22. Posts e Comentários

23. Posts e comentários
Exemplo clássico de
“Um para muitos”
Um post = Vários comentários

24. Pensando no Relacional
● Tabela de Post possui a FK de cada post
● Tabela de Comentário possui FK ligando a
cada post
● A cada acesso no Post, é necessário fazer uma
consulta na tabela de Comentários para buscar
todos

25. E no MongoDB?

26. No MongoDB
Uma das técnicas é deixar posts
e comentários na mesma coleção

27. {
"_id" : ObjectId("541f6a9092a2ee25fedaa655"),
"titulo" : "Aqui é o título",
"tags" : [
"teste",
"exemplo",
"mongodb"
],
"conteudo" : "Aqui vem o Lorem Ipsum básico",
"comentarios" : [
{
"usuario" : "Usuario Troll",
"email" : "troll@troland.com",
"comentario" : "Vim aqui só trollar"
},
{
"usuario" : "Usuario Sério",
"email" : "serio@serioland.com",
"comentario" : "Parabéns pelo post"
}
]
}
Post
Os comentários ficam
embarcados no
mesmo documento
que o post

28. Uma única query retorna o post
E todos seus comentários

29. Outro exemplo de schema design:
Coleção: livraria
Coleção: alunos
Os alunos podem retirar um ou
mais livros da livraria.
Como melhor fazer esse
Controle com MongoDB?

30. Coleção de alunos
> db.alunos.find()
{ "_id" : 1, "nome" : "Pedrinho", "sala" : "200" }
{ "_id" : 2, "nome" : "Zezinho", "sala" : "404" }
{ "_id" : 3, "nome" : "Luizinho", "sala" : "500" }

31. Coleção de Livros
> db.livros.find().pretty()
{ "_id" : 1, "titulo" : "A Ilha Perdida", "autor" : "Maria José Dupré" }
{ "_id" : 2, "titulo" : "Éramos Seis", "autor" : "Maria José Dupré" }
{ "_id" : 3, "titulo" : "Sozinha no Mundo", "autor" : "Marcos Rey" }

32. Primeiro cenário
Luizinho quer alugar o livro “A Ilha Perdida”
Criar uma chave “aluguel”
na coleção de livros

33. Alteração no documento do livro
{
"_id" : 1,
"titulo" : "A Ilha Perdida",
"autor" : "Maria José Dupré",
"aluguel" : {
"aluno_id" : 3,
"data" : ISODate("2014-09-21T00:00:00Z")
}
}
Ligação com o id do
aluno, Luizinho

34. Query de atualização
db.livros.update({'_id': 1},
{$set:{'aluguel':{'aluno_id':3,'data':ISODate('2014-09-
21')}}})

35. Ver todos os livros alugados
> db.livros.find({'aluguel':
{$exists:true}}).pretty()
{'aluguel':
"_id" : 1,
"titulo" : "A Ilha Perdida",
"autor" : "Maria José Dupré",
"aluguel" : {
"aluno_id" : 3,
"data" : ISODate("2014-09-
21T00:00:00Z")
}
}

36. Série temporal
timestamp memoria_usada
2013-10-10T23:06:37.000Z 1000000
2013-10-10T23:06:38.000Z 2000000
2013-10-10T23:06:39.000Z 2332200

37. A principal pergunta:
Como você vai buscar esses dados?
Vai agregar por horas?

38. Documentos únicos
{
timestamp: ISODate("2013-10-10T23:06:37.000Z"),
type: ”memory_used”,
value: 1000000
},
{
timestamp: ISODate("2013-10-10T23:06:38.000Z"),
type: ”memory_used”,
value: 2000000
},
{
timestamp: ISODate("2013-10-10T23:06:39.000Z"),
type: ”memory_used”,
value: 2322000
}

39. Agregado por minuto
{
timestamp_minute: ISODate("2013-10-
10T23:06:00.000Z"),
type: “memory_used”,
values: {
0: 999999,
…
37: 1000000,
38: 1500000,
…
59: 2000000
}
}

40. Agregado por hora
{
timestamp_hour: ISODate("2013-10-
10T23:00:00.000Z"),
type: “memory_used”,
values: {
0: 999999,
1: 1000000,
…,
3598: 1500000,
3599: 2000000
}
}

41. Melhor schema
A pergunta é a mesma: buscar o maior número
de informações com uma ou poucas queries

42. Melhor schema
● Eficiência na gravação
● Eficiência na leitura
● Não existe mágica, é necessário entender o
funcionamento da aplicação
● Bom schema, bom código = sucesso garantido
● Índices e agregadores podem ser necessários.

43. Obrigado!
Christiano Anderson
Twitter: dump