Embedding در مقابل Referencing در MongoDB

مقدمه

در MongoDB و Mongoose، مدیریت روابط بین اسناد بخش مهمی از طراحی یک مدل داده مقیاس پذیر و کارآمد است. برخلاف پایگاه‌های داده رابطه‌ای که از جداول و کلیدهای خارجی استفاده می‌کنند، MongoDB به شما امکان می‌دهد بین جاسازی داده‌های مرتبط در اسناد یا ارجاع داده‌ها در مجموعه‌ها یکی را انتخاب کنید. هر رویکردی مزایا و معایب خود را دارد و انتخاب صحیح به ساختار و الزامات برنامه شما بستگی دارد.

در این راهنما، ما در مورد زمان جاسازی داده ها در مقابل زمان ارجاع به آن، همراه با مثال های عملی برای کمک به مدل سازی موثر روابط در Mongoose بحث خواهیم کرد.

درک روابط در MongoDB

MongoDB یک پایگاه داده NoSQL است که انعطاف پذیری را در مدیریت روابط داده ارائه می دهد. شما می توانید روابط را در MongoDB به دو روش اصلی طراحی کنید:

• Embedding: داده های مرتبط را در یک سند ذخیره کنید.
• Referencing: داده‌های مرتبط را در مجموعه‌ای جداگانه ذخیره کنید و با استفاده از منابع (ObjectIds) آنها را پیوند دهید.

انتخاب بین جاسازی و ارجاع به الگوهای دسترسی به داده، اندازه سند، الزامات سازگاری و تعداد دفعات به‌روزرسانی داده‌های مرتبط بستگی دارد.

1. Embedding Documents

جاسازی شامل ذخیره داده های مرتبط به طور مستقیم در سند والد به عنوان یک شی یا آرایه تو در تو است. این برای داده هایی که اغلب با هم در دسترس هستند و رابطه یک به چند یا یک به چند دارند ایده آل است.

مزایای جاسازی

• دسترسی به سند واحد: همه داده ها در یک سند قرار می گیرند و نیاز به پیوستن یا درخواست های اضافی را کاهش می دهند.
• عملیات اتمی: به‌روزرسانی‌ها و خواندن‌ها اتمی هستند و حفظ ثبات داده‌ها را آسان‌تر می‌کنند.
• عملکرد خواندن سریع: از آنجایی که داده های مرتبط با هم ذخیره می شوند، بازیابی سند سریعتر است و از تماس های اضافی پایگاه داده جلوگیری می کند.

محدودیت های جاسازی

• محدودیت اندازه سند: اسناد MongoDB به 16 مگابایت محدود شده است. آرایه های جاسازی شده بزرگ می توانند به سرعت به این حد نزدیک شوند.
• تکرار در به روز رسانی: به روز رسانی داده های تو در تو در اسناد می تواند منجر به تکرار داده ها و ناسازگاری های احتمالی شود.
• انعطاف پذیری محدود: اسناد جاسازی شده برای پرس و جو در روابط کمتر انعطاف پذیر هستند، به خصوص اگر داده ها در طول زمان رشد کنند.

مثال: تعبیه نظرات در یک پست وبلاگ

در یک برنامه وبلاگ، ممکن است نظرات را مستقیماً در یک سند پست جاسازی کنید، زیرا نظرات کاملاً با پست مرتبط هستند.

const mongoose = require("mongoose");
const commentSchema = new mongoose.Schema({
user: { type: String, required: true },
message: { type: String, required: true },
date: { type: Date, default: Date.now }
});
const postSchema = new mongoose.Schema({
title: { type: String, required: true },
content: { type: String, required: true },
comments: [commentSchema] // Embedding comments in the post
});
const Post = mongoose.model("Post", postSchema);

در این تنظیمات، هر سند پست حاوی آرایه‌ای از نظرات است که بازیابی پست همراه با نظرات آن را در یک پرس و جو ساده می‌کند.

2. Referencing Documents

ارجاع (یا عادی سازی) داده های مرتبط را در مجموعه های جداگانه ذخیره می کند و از ObjectIds برای پیوند دادن آنها استفاده می کند. این برای مجموعه داده های بزرگ یا زمانی که داده های مرتبط نیاز به پرس و جو مستقل دارند، ایده آل است.

مزایای ارجاع دادن

• قابلیت استفاده مجدد از داده ها: داده های به اشتراک گذاشته شده، مانند پروفایل های کاربر، فقط باید یک بار ذخیره شوند و می توانند توسط چندین سند ارجاع داده شوند.
• کاهش اندازه سند: ارجاع دادن اندازه سند را کوچک نگه می دارد و از ساختارهای تو در تو بزرگ جلوگیری می کند.
• مقیاس پذیری: مراجع انعطاف پذیری را با رشد داده ها فراهم می کنند و شما را قادر می سازند تا روابط چند به چند را کارآمدتر مدیریت کنید.

محدودیت های ارجاع

• پرس و جوهای چندگانه: بازیابی داده های مرتبط به پرس و جوهای اضافی یا عملیات پر کردن نیاز دارد که می تواند زمان پاسخ را افزایش دهد.
• چالش های سازگاری: اسناد جداگانه باید به صورت جداگانه به روز شوند، که به طور بالقوه منجر به ناسازگاری داده ها می شود.
• پیچیدگی: مراجع پیچیدگی بیشتری را برای مدیریت روابط و تضمین یکپارچگی داده ها معرفی می کند.

مثال: ارجاع به نویسنده و نظرات در یک پست وبلاگ

در تنظیمات پیچیده‌تر، ممکن است نویسندگان و نظرات را در مجموعه‌های جداگانه ذخیره کنید و به آنها در سند پست ارجاع دهید.

const authorSchema = new mongoose.Schema({
name: String,
bio: String
});
const commentSchema = new mongoose.Schema({
userId: { type: mongoose.Schema.Types.ObjectId, ref: "User" },
message: String,
date: { type: Date, default: Date.now }
});
const postSchema = new mongoose.Schema({
title: String,
content: String,
author: { type: mongoose.Schema.Types.ObjectId, ref: "Author" },
comments: [{ type: mongoose.Schema.Types.ObjectId, ref: "Comment" }]
});
const Author = mongoose.model("Author", authorSchema);
const Comment = mongoose.model("Comment", commentSchema);
const Post = mongoose.model("Post", postSchema);

در این تنظیمات، مدل Post با استفاده از ObjectIds به اسناد نویسنده و Comment ارجاع می‌دهد. این رویکرد برای برنامه‌هایی که ممکن است نیاز به دسترسی به نظرات و نویسندگان مستقل از پست‌ها داشته باشند یا به‌روزرسانی شوند، بهتر است.

پر کردن مراجع

برای واکشی داده های ارجاع شده می توانید از روش پر کردن Mongoose استفاده کنید.

const post = await Post.findById(postId)
.populate("author")
.populate("comments");

این سند پست را به همراه اسناد کامل نویسنده و نظر بازیابی می کند و نمای کاملی از پست، نویسنده آن و نظرات ارائه می دهد.

رویکرد ترکیبی: ترکیب جاسازی و ارجاع

در برنامه های پیچیده، ممکن است به یک رویکرد ترکیبی نیاز داشته باشید، که در آن داده های خاصی را جاسازی کنید و به دیگران ارجاع دهید. به عنوان مثال، در یک برنامه تجارت الکترونیک، ممکن است جزئیات محصول را در یک سفارش جاسازی کنید اما به جزئیات مشتری اشاره کنید.

مثال: جاسازی محصولات و ارجاع به مشتری در یک سفارش

const productSchema = new mongoose.Schema({
productId: mongoose.Schema.Types.ObjectId,
name: String,
price: Number,
quantity: Number
});
const orderSchema = new mongoose.Schema({
customer: { type: mongoose.Schema.Types.ObjectId, ref: "Customer" },
products: [productSchema], // Embedding products
orderDate: { type: Date, default: Date.now }
});
const Order = mongoose.model("Order", orderSchema);

در این مثال:

• به مشتری ارجاع داده می شود زیرا ممکن است سفارشات زیادی داشته باشد و به طور مستقل قابل استعلام باشد.
• محصولات در داخل سفارش تعبیه شده اند زیرا مستقیماً با هر سفارش خاص مرتبط هستند.

این رویکرد داده‌هایی را که اغلب به آنها دسترسی پیدا می‌کند با هم نگه می‌دارد در حالی که اجازه می‌دهد روابط پیچیده‌تر به‌طور جداگانه مدیریت شوند.

نتیجه

مدیریت روابط در Mongoose با جاسازی و ارجاع، انعطاف‌پذیری را برای طراحی مدل‌های داده کارآمد در MongoDB فراهم می‌کند. جاسازی برای داده های نزدیک به هم و روابط یک به چند به خوبی کار می کند، در حالی که ارجاع برای روابط بزرگتر، اغلب به روز می شود یا روابط چند به چند بهتر است.

با درک نقاط قوت و محدودیت های هر رویکرد، و با در نظر گرفتن عواملی مانند الگوهای دسترسی به داده ها، اندازه سند

و فرکانس به‌روزرسانی، می‌توانید یک طرحواره MongoDB طراحی کنید که هم مقیاس‌پذیر و هم کارآمد باشد. این استراتژی‌ها را در برنامه‌های Mongoose خود برای مدیریت مؤثر روابط و ایجاد مدل‌های داده‌ای قوی و قابل نگهداری پیاده‌سازی کنید.