Best practices khi thiết kế MongoDB schema

Thiết kế một MongoDB schema hiệu quả rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất, khả năng mở rộng và bảo trì của database. Dưới đây là một số best practices dựa trên các hướng dẫn từ MongoDB:

1. Hiểu các mẫu truy vấn của ứng dụng – Query patterns

Trước khi thiết kế schema, hãy phân tích các queries mà ứng dụng của bạn sẽ chạy. Điều này giúp tạo ra một schema hiệu quả phù hợp với nhu cầu cụ thể. Tập trung vào:

• Những queries được sử dụng thường xuyên.
• Các trường thường được truy vấn cùng nhau.
• Thao tác (đọc, ghi, cập nhật) mà ứng dụng của bạn sẽ thực hiện.

2. Embedding và Referencing

Embedding

Phù hợp với:

• Các mối quan hệ một-nhiều mà phía “nhiều” luôn được truy cập cùng với phía “một”.
• Dữ liệu thường xuyên được đọc cùng nhau.
• Kích thước document nằm trong giới hạn 16MB của MongoDB.

Ví dụ:

{  "title": "Post Title",
  "content": "Post content...",
  "comments": [
    {
      "author": "User1",
      "comment": "Great post!"
    },
    {
      "author": "User2",
      "comment": "Thanks for sharing!"
    }
  ]
}

Referencing

Phù hợp với:

• Các mối quan hệ nhiều-nhiều.
• Dữ liệu được truy cập độc lập.
• Datasets lớn, có thể vượt quá giới hạn kích thước document nếu embedded.

Ví dụ:

// Post Document
{
  "title": "Post Title",
  "content": "Post content...",
  "comments": [
    ObjectId("60d5f5e7f3a5e2d887ff436e"),
    ObjectId("60d5f5e7f3a5e2d887ff436f")
  ]
}

// Comment Document
{
  "_id": ObjectId("60d5f5e7f3a5e2d887ff436e"),
  "author": "User1",
  "comment": "Great post!",
  "post_id": ObjectId("60d5f5e7f3a5e2d887ff436d")
}

3. Tối ưu hóa cho các thao tác đọc

Thiết kế schema để giảm thiểu số lượng thao tác đọc. Bao gồm:

• Embed dữ liệu liên quan để giảm số lần call database.
• Sử dụng index để tăng tốc độ query.

4. Tối ưu hóa cho các thao tác ghi

Trong các ứng dụng có tần suất ghi cao, hãy xem xét:

• Giữ documents nhỏ, tránh cập nhật thường xuyên trên các documents lớn.
• Sử dụng phân mảnh (sharding) để phân phối các thao tác ghi trên nhiều servers.

5. Sử dụng Indexes

Indexes là yếu tố quan trọng cho query performance. Sử dụng chúng để:

• Cải thiện hiệu suất đọc bằng cách index các trường được truy vấn thường xuyên.
• Unique constraints để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu (data integrity).

Các loại index

• Single Field Index: Index trên một trường đơn lẻ.
• Compound Index: Index trên nhiều trường để hỗ trợ các truy vấn liên quan đến nhiều điều kiện.
• Multikey Index: Chỉ mục trên một trường dạng mảng.
• Text Index: Chỉ mục trên các trường string để phục vụ text search.

Ví dụ:

db.collection.createIndex({ "title": 1 })
db.collection.createIndex({ "author": 1, "date": -1 })

6. Sử dụng kiểu dữ liệu phù hợp

Chọn các kiểu dữ liệu phù hợp cho các trường của bạn để đảm bảo lưu trữ và index hiệu quả. Tránh sử dụng các kiểu dữ liệu lớn không cần thiết.

Ví dụ:

• Sử dụng int cho các giá trị số khi có thể thay vì double.
• Sử dụng kiểu Date cho các trường ngày và giờ.

7. Cân bằng tính linh hoạt của schema và độ phức tạp

Schema linh hoạt của MongoDB cho phép các data models động và đa hình. Tuy nhiên, cần duy trì sự cân bằng giữa tính linh hoạt và độ phức tạp:

• Sử dụng cấu trúc schema nhất quán.
• Tránh quá nhiều đa hình (polymorphism) làm phức tạp logic query & index.

8. Giám sát và phát triển schema

Thường xuyên giám sát hiệu suất của database và điều chỉnh schema khi cần. Sử dụng các công cụ như MongoDB Atlas, Ops Manager hoặc các công cụ giám sát của bên thứ ba để xác định các performance bottlenecks và tối ưu hóa schema phù hợp.

Kết luận

Thiết kế một schema MongoDB hiệu quả bao gồm việc hiểu rõ nhu cầu của ứng dụng, cân nhắc giữa embedding & referencing, tối ưu hóa các thao tác đọc và ghi, và liên tục giám sát và phát triển schema của bạn. Bằng cách tuân theo các best practices này, có thể đảm bảo MongoDB hoạt động hiệu quả và mở rộng cùng với ứng dụng của bạn.

Để biết thêm các hướng dẫn chi tiết và ví dụ, bạn có thể tham khảo MongoDB Schema Design Best Practices.

Một ví dụ về tối ưu performance trong Mongo: https://ant.ncc.asia/phan-trang-tot-hon-khong-dung-offset/