Tukar Ganti Reka Bentuk Pangkalan Data

1. Pengindeksan vs Prestasi Tulis

Kebaikan Pengindeksan

• Operasi membaca yang lebih pantas
• Pelaksanaan pertanyaan pantas
• Pendapatan data yang cekap

Keburukan Pengindeksan

• Memperlahankan operasi tulis
• Meningkatkan keperluan storan
• Overhed semasa kemas kini dokumen

Contoh Praktikal:

// Creating an index
db.users.createIndex({ email: 1 })

// Performance trade-off
// Read: O(log n)  -> Very fast
// Write: O(log n) -> Slower due to index maintenance

2. Data Dinormalisasi lwn Tidak Normal

Data Dinormalisasi

Kebaikan:

• Integriti data
• Lewahan data yang dikurangkan
• Selenggara data yang lebih mudah
• Jejak storan yang lebih kecil

Keburukan:

• Penyertaan kompleks
• Prestasi bacaan yang lebih perlahan
• Pertanyaan yang lebih kompleks

Data Nyahnormal

Kebaikan:

• Operasi membaca yang lebih pantas
• Pertanyaan yang lebih ringkas
• Kerumitan gabungan yang dikurangkan
• Prestasi bacaan yang lebih baik

Keburukan:

• Lewahan data
• Peningkatan keperluan storan
• Potensi data tidak konsisten
• Lebih sukar diselenggara

Contoh Perbandingan:

// Normalized Approach
// Users Collection
{ _id: 1, name: "John" }

// Orders Collection
{ 
  _id: 101, 
  user_id: 1, 
  total: 100 
}

// Denormalized Approach
{
  _id: 1,
  name: "John",
  orders: [
    { total: 100 },
    { total: 200 }
  ]
}

3. Konsisten vs Ketersediaan

Konsisten yang Kuat

Kebaikan:

• Ketepatan data terjamin
• Pantulan serta-merta perubahan
• Keadaan sistem yang boleh diramal

Keburukan:

• Potensi kesesakan prestasi
• Latensi yang lebih tinggi
• Mengurangkan ketersediaan semasa isu rangkaian

Konsisten Akhirnya

Kebaikan:

• Ketersediaan yang lebih tinggi
• Prestasi yang lebih baik
• Lebih berskala

Keburukan:

• Ketidakkonsistenan data sementara
• Penyelesaian konflik yang rumit
• Cabaran baca-sendiri-tulis yang berpotensi

4. Penskalaan Menegak vs Mendatar

Penskalaan Menegak (Tingkatkan)

Kebaikan:

• Pelaksanaan yang lebih mudah
• Tiada kerumitan pengedaran data
• Penyelenggaraan yang lebih mudah

Keburukan:

• Penghadan perkakasan
• Satu titik kegagalan
• Perkakasan mewah yang mahal
• Skala terhad

Skala Mendatar (Skala Keluar)

Kebaikan:

• Penskalaan hampir tanpa had
• Kos efektif
• Toleransi kesalahan yang lebih baik
• Pemprosesan teragih

Keburukan:

• Pengagihan data yang kompleks
• Peningkatan overhed rangkaian
• Lebih sukar untuk mengekalkan konsistensi
• Seni bina yang lebih kompleks

5. Dalam Memori vs Storan Berasaskan Cakera

Storan Dalam Memori

Kebaikan:

• Membaca/menulis yang sangat pantas
• Latensi rendah
• Sesuai untuk caching
• Pemprosesan masa nyata

Keburukan:

• Terhad oleh RAM
• Mahal
• Kehilangan data akibat kegagalan kuasa
• Kos yang lebih tinggi setiap GB

Storan Berasaskan Cakera

Kebaikan:

• Storan yang lebih murah
• Data berterusan
• Kapasiti storan yang lebih besar
• Bertahan daripada kegagalan kuasa

Keburukan:

• Baca/tulis lebih perlahan
• Latensi yang lebih tinggi
• I/O kesesakan
• Prestasi bergantung pada jenis cakera

6. Pangkalan Data Hubungan vs Dokumen

Pangkalan Data Hubungan

Kebaikan:

• Integriti data yang kukuh
• Transaksi ACID
• Keupayaan bergabung yang kompleks
• Bahasa pertanyaan piawai (SQL)

Keburukan:

• Skema yang kurang fleksibel
• Cabaran penskalaan menegak
• Penskalaan mendatar yang kompleks
• Overhed prestasi untuk pertanyaan kompleks

Pangkalan Data Dokumen

Kebaikan:

• Skema fleksibel
• Penskalaan mendatar
• Baca/tulis pantas
• Perwakilan data semula jadi

Keburukan:

• Keupayaan penyertaan terhad
• Potensi data tidak konsisten
• Sokongan transaksi yang kurang mantap
• Pengoptimuman pertanyaan kompleks

7. Strategi Caching

Caching Tulis Melalui

Kebaikan:

• Ketekalan data
• Kegigihan serta-merta
• Sandaran yang boleh dipercayai

Keburukan:

• Latensi tulis yang lebih tinggi
• Overhed prestasi

Caching Tulis Balik

Kebaikan:

• Prestasi penulisan yang lebih pantas
• Latensi dikurangkan
• Keupayaan yang dipertingkatkan

Keburukan:

• Risiko kehilangan data
• Potensi ketidakkonsistenan
• Pengendalian ralat yang rumit

Rangka Kerja Membuat Keputusan

Pertimbangan untuk Tukar Ganti

1. Keperluan Prestasi

   • Beban kerja berat baca vs. berat tulis
   • Sensitiviti latensi
   • Keperluan throughput

2. Ciri Data

   • Jumlah data
   • Kerumitan data
   • Kefleksibelan skema
   • Jenis perhubungan

3. Keperluan Konsisten

   • Keperluan masa nyata
   • Toleransi terhadap ketidakkonsistenan sementara
   • Pematuhan kawal selia

4. Skalabiliti

   • Pertumbuhan yang dijangkakan
   • Taburan geografi
   • Kekangan belanjawan

Syor Praktikal

• Mulakan dengan penyelesaian paling mudah
• Ukur dan profil
• Lelar dan optimumkan
• Gunakan alat penanda aras
• Pertimbangkan pendekatan hibrid

Aliran Muncul

• Kegigihan poliglot
• Pangkalan data berbilang model
• Pangkalan data tanpa pelayan
• Pangkalan data pengkomputeran tepi

Atas ialah kandungan terperinci Tukar Ganti Reka Bentuk Pangkalan Data. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!