NoSQL: MongoDB¶
In dit hoofdstuk behandelen we MongoDB als voorbeeld van een NoSQL database. NoSQL betekent dat we niet met een klassieke relationele database te maken hebben. Als vraagtaal wordt soms wel een variant van SQL gebruikt: NoSQL betekent dan “not only SQL”.
We geven eerst een samenvatting van een aantal belangrijke eigenschappen van relationele databases. Daarna geven we een aantal eigenschappen van MongoDB, om het verschil duidelijk te maken.
Als voorbeeld gebruiken we een database met contacten, bijvoorbeeld personen en organisaties, en met agenda-items. Een dergelijke database is eenvoudiger te maken met MongoDB dan met een relationele database.
In een ander hoofdstuk beschrijven we Linked Data; we geven aan hoe je dat in combinatie met MongoDB kunt gebruiken.
Relationele databases¶
Stuctuur van de data
Een relationele database bestaat uit een aantal tabellen. Een tabel bestaat uit rijen (records) en kolommen (de velden van de records). Alle rijen in een tabel hebben dezelfde structuur (dezelfde velden): de rijen zijn gelijkvormig. Sommige velden in een rij kunnen een lege waarde bevatten (NULL); een lege waarde kun je zien als een “gat” in de rij.
Relationele database: tabellen¶
Beschrijving van de data
Het fysieke schema van een relationele database beschrijft voor elke tabel: de naam van de tabel, en de namen en types van de kolommen. Je geeft hiermee voor het DBMS aan welke de waarden in de tabellen kunnen voorkomen. Bovendien vormt dit de documentatie voor de toepassingsprogrammeurs en andere gebruikers van de database.
Je bepaalt de types van de waarden in de database vooraf. Dit kun je vergelijken met statische typering in programmeertalen als Pascal en Java.
MongoDB¶
Stuctuur van de data
Een MongoDB-database bestaat uit een aantal collections. Een collection bevat gelijksoortige documenten. Deze documenten hoeven niet gelijkvormig te zijn: ze kunnen een verschillende structuur hebben.
Dit is een belangrijk verschil met een relationele (“SQL”) database, waarbij alle rijen in een tabel dezelfde structuur hebben.
Beschrijving van de data
Elk document in de database bevat zijn eigen beschrijving: de namen van de velden (properties) en het type van de waarde. Dit noemen we ook wel “self describing data”.
Voorbeeld van enkele documenten:
{"name": "Adrie Vierhuis",
"address": {"street": "Beukenweg 12",
"city": "Rotterdam",
"postcode": "2001 BC"
},
"tel": "010-123 123 9",
"birthDate": {"$date": "1959-05-11T00:00:00.000Z" }
}
{"name": "Anna Verschuur",
"email": "anna@hotmail.com",
"address": {"street": "Noorderkade 102",
"city": "Amsterdam",
"postcode": "1000 AA"
}
}
Dit kunnen documenten in eenzelfde collection zijn: elk document heeft een eigen structuur, met meestal de nodige overlap tussen de structuur van de verschillende documenten in eenzelfde collection. Later komen we daarop terug. Er is geen vaste koppeling tussen een veld(naam) en een type. Het type van een waarde blijkt uit de waarde zelf. (In de meeste gevallen hier gewoon “string”, behalve de $date.)
De types van de waarden van de velden kunnen verschillen van document tot document. Je legt deze pas vast bij toekenning aan een veld. Dit kun je vergelijken met de dynamische typering in programmeertalen als Python en JavaScript.
Te doen
voorbeelden van andere waarden in het voorbeeld-document opnemen.
Andere voorbeelden van “self describing data” zijn JSON en XML.
JSON en BSON¶
JSON (JavaScript Object Notation) is een tekstformaat voor het uitwisselen van objecten tussen verschillende programma’s. Veel programmeertalen bieden de mogelijkheid om objecten in JSON-formaat te schrijven en in te lezen. JSON wordt onder andere gebruikt voor de uitwisseling van data tussen de browser (web client) en de web server, in AJAX-interacties.
JSON heeft een aantal beperkingen:
een JSON-object kan geen functies bevatten, alleen data;
een JSON-object kan geen cykels (lussen) bevatten: het moet een “plat” object zijn.
Er is geen standaardnotatie voor verwijzingen tussen JSON-objecten: dat moet je als programmeur zelf oplossen.
Enkele voorbeelden van objecten in JSON:
{"name": "Anna Verschuur",
"email": "anna@hotmail.com",
"age": 27,
"address": {"street": "Noorderkade 102",
"city": "Amsterdam",
"postcode": "1000 AA"
}
}
in Python (dictionary):
{"name": "Anna Verschuur",
"email": "anna@hotmail.com",
"age": 27,
"address": {"street": "Noorderkade 102",
"city": "Amsterdam",
"postcode": "1000 AA"
}
}
en in JavaScript:
{name: "Anna Verschuur",
email: "anna@hotmail.com",
age: 27,
address: {street: "Noorderkade 102",
city: "Amsterdam",
postcode: "1000 AA"
}
}
Zoals je hierboven ziet is er een grote overeenkomst tussen de JSON-notatie en de notatie van een Python dictionary.
We hebben hier als voorbeeld een eigenschap age gebruikt; in een database gebruik je de geboortedatum in plaats van een dergelijke tijdsafhankelijke waarde.
MongoDB gebruikt een variant van JSON: BSON, voor de notatie van documenten in de database. BSON bevat meer types dan JSON, en heeft een standaardnotatie voor verwijzingen naar andere documenten. Het BSON-type Date komt bijvoorbeeld voor in JSON.
Collections¶
In MongoDB breng je documenten van eenzelfde soort onder in een collection. In de voorbeelden hebben we bijvoorbeeld een collection met contact-documenten, en een collection met agenda-documenten.
Een collection komt ongeveen overeen met een SQL tabel.