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摘要：在學(xué)習(xí)更多關(guān)于的知識和技能現(xiàn)在到了我們總結(jié)使用模式構(gòu)建系列的時候，這是一個很好的機會回顧一下這個系列涵蓋的模式所解決的問題，并著重復(fù)習(xí)每個模式所具有的一些好處以及做出的權(quán)衡。長期關(guān)注分布式系統(tǒng)及通用型數(shù)據(jù)庫技術(shù)。
在MongoDB University
學(xué)習(xí)更多關(guān)于MongoDB的知識和技能
現(xiàn)在到了我們總結(jié)使用模式構(gòu)建系列的時候，這是一個很好的機會回顧一下這個系列涵蓋的模式所解決的問題，并著重復(fù)習(xí)每個模式所具有的一些好處以及做出的權(quán)衡。關(guān)于模式設(shè)計，最常見的問題是“我正在設(shè)計一個要做某某事情的應(yīng)用程序，如何對數(shù)據(jù)建模？”正如我們希望你在學(xué)習(xí)本系列過程中可以體會到的那樣，要回答這個問題，需要考慮很多事情。不過我們提供了一個應(yīng)用場景示例圖，這至少有助于為通用的數(shù)據(jù)建模提供一些初級的指導(dǎo)。
應(yīng)用場景示例
下圖是我們在與客戶合作多年后發(fā)現(xiàn)的用于各種應(yīng)用程序中設(shè)計模式的指導(dǎo)原則。對于哪種設(shè)計模式可以用于某類特定的應(yīng)用程序不是“一成不變”的。你需要仔細查看用例中經(jīng)常使用的那些，但是不要忽略其它的，它們可能仍然適用。如何設(shè)計應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)模式非常依賴于數(shù)據(jù)訪問的方式。
設(shè)計模式總結(jié)
近似值
近似值模式適用于當(dāng)昂貴的計算很頻繁，而這些計算的精度要求通常不是首要考慮的時候。
優(yōu)點
? 對數(shù)據(jù)庫更少的寫入
? 保持在統(tǒng)計學(xué)上有效的數(shù)字
缺點
? 無法展示精確的數(shù)字
? 需要在應(yīng)用層實現(xiàn)
屬性
屬性模式適用于解決這樣一類問題：我們有一些大文檔，它們有很多相似的字段，而這些字段的一個子集具有共同的特征，我們希望對該子集字段進行排序或查詢。當(dāng)需要排序的字段只能在一小部分文檔中找到?；蛘咴谖臋n中同時滿足這兩個條件時。
優(yōu)點
? 需要更少的索引
? 查詢變得更容易編寫，而且通常更快
分桶
當(dāng)需要管理流式數(shù)據(jù)，如時間序列、實時分析或物聯(lián)網(wǎng)（IOT）應(yīng)用程序時，分桶模式是一個很好的解決方案。
優(yōu)點
? 減少了集合中的文檔總數(shù)
? 提高了索引性能
? 可以通過預(yù)聚合簡化數(shù)據(jù)的訪問
計算
當(dāng)數(shù)據(jù)訪問模式為讀取密集型并且應(yīng)用程序需要重復(fù)計算這些數(shù)據(jù)時，計算模式是一個很好的選項。
優(yōu)點
? 對于頻繁的計算可以減少CPU的工作負(fù)載
? 查詢變得更容易編寫，而且通常更快
缺點
? 識別出需要使用此模式的的場景可能比較困難
? 除非必要，請勿過度使用此模式
文檔版本控制
當(dāng)你需要在MongoDB中維護以前版本的文檔時，文檔版本控制模式是一種可行的解決方案。
優(yōu)點
? 容易實現(xiàn)，即使是在現(xiàn)存的系統(tǒng)中
? 在最新版本上進行請求時，沒有性能上的影響
缺點
? 寫操作的數(shù)量會翻倍
? 請求需要被定位到正確的集合
擴展引用
當(dāng)你的應(yīng)用程序使用了大量的JOIN操作來將頻繁訪問的數(shù)據(jù)集中在一起時，你會發(fā)現(xiàn)擴展引用模式非常有用。
優(yōu)點
? 當(dāng)有大量的JOIN操作時可以提升性能
? 讀操作會更快，并且可以減少JOIN操作的數(shù)量
缺點
? 會有重復(fù)數(shù)據(jù)
異常值
你是否發(fā)現(xiàn)有一些查詢或文檔和其它典型數(shù)據(jù)的模式不一樣？這些例外情況是否驅(qū)動了你應(yīng)用程序的解決方案？如果是這樣，那么異常值模式就是解決這種情況的一個很好的方法。
優(yōu)點
? 防止整個應(yīng)用的解決方案被某些個別的文檔或請求所左右
? 請求會針對那些典型的用例進行優(yōu)化，而異常值仍將得到處理
缺點
? 通常會為特定的查詢而進行定制，因此一些臨時產(chǎn)生的查詢可能性能不太理想
? 此模式的大部分工作是在應(yīng)用程序代碼中完成的
預(yù)分配
當(dāng)你事先知道文檔的結(jié)構(gòu)，而應(yīng)用程序只需要用數(shù)據(jù)填充它時，預(yù)分配模式是正確的選擇。
優(yōu)點
? 當(dāng)預(yù)先知道文檔結(jié)構(gòu)時，可以簡化設(shè)計
缺點
? 簡單和性能之間的權(quán)衡
多態(tài)
當(dāng)有多種文檔它們的相似性比差異更多，并且需要將這些文檔保存在同一個集合中時，多態(tài)模式是一種解決方案。
優(yōu)點
? 實現(xiàn)簡單
? 查詢可以在單個集合中運行
模式版本控制
幾乎每個應(yīng)用程序都可以從模式版本控制模式中獲益，因為數(shù)據(jù)模式的更改經(jīng)常發(fā)生在應(yīng)用程序的生命周期中。此模式允許歷史版本和當(dāng)前版本的文檔在集合中同時存在。
優(yōu)點
? 不需要停機時間
? 模式遷移可控
? 減少未來的技術(shù)債務(wù)
缺點
? 在遷移過程中，對相同的字段可能需要兩個索引
子集
子集模式解決了有大量數(shù)據(jù)的大文檔沒有被應(yīng)用程序使用而導(dǎo)致的工作集超過RAM容量的問題。
優(yōu)點
? 在總體上減小了工作集的大小
? 縮短了最常用數(shù)據(jù)的磁盤訪問時間
缺點
? 必須管理子集
? 請求附加的數(shù)據(jù)需要額外的數(shù)據(jù)庫訪問
樹形
當(dāng)數(shù)據(jù)是分層結(jié)構(gòu)并且經(jīng)常被查詢時，樹形模式就是你要使用的。
優(yōu)點
? 通過避免多次JOIN操作提高了性能
缺點
? 需要在應(yīng)用層管理圖的更新
結(jié)論
正如我們希望你在本系列文章中看到的，MongoDB文檔模型在如何建模數(shù)據(jù)方面提供了很大的靈活性。這種靈活性是非常強大的，但是這種能力需要根據(jù)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問模式去駕馭利用。MongoDB中的模式設(shè)計對應(yīng)用程序的性能有著巨大的影響。我們發(fā)現(xiàn)性能問題常常可以追溯到糟糕的模式設(shè)計。
請記住，為了進一步增強文檔模型的能力，這些設(shè)計模式在合理的情況下可以一起使用。例如，隨著應(yīng)用程序的發(fā)展，模式版本控制可以與任何其它模式一起使用。學(xué)習(xí)完已經(jīng)介紹的十二種設(shè)計模式，你已經(jīng)擁有了利用文檔模型強大的靈活性所需的工具和知識。
精彩內(nèi)容
利用模式進行構(gòu)建第一講——多態(tài)模式
利用模式進行構(gòu)建第二講——屬性模式
利用模式進行構(gòu)建第三講——桶模式
利用模式進行構(gòu)建第四講——異常值模式
利用模式進行構(gòu)建第五講——計算模式
利用模式進行構(gòu)建第六講——子集模式
利用模式進行構(gòu)建第七講——擴展引用模式
利用模式進行構(gòu)建第八講——近似值模式
利用模式進行構(gòu)建第九講——樹形模式
利用模式進行構(gòu)建第十講——預(yù)分配模式
利用模式進行構(gòu)建第十一講——文檔版本控制模式
譯者：牟天壘
野生程序員一枚。
長期關(guān)注分布式系統(tǒng)及通用型數(shù)據(jù)庫技術(shù)。
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