Đâu là điểm khác biệt giữa MongoDB và PostgreSQL?
MongoDB và PostgreSQL là hai loại cơ sở dữ liệu khác nhau. MongoDB là cơ sở dữ liệu phi quan hệ hay NoSQL, với một mô hình dữ liệu linh hoạt. Bạn có thể lưu trữ tất cả các loại dữ liệu dưới dạng tài liệu JSON để truy xuất, sao chép và phân tích nhanh chóng. Ngược lại, PostgreSQL là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ đối tượng mà bạn có thể sử dụng để lưu trữ dữ liệu dưới dạng bảng với các hàng và cột. Hệ thống này đem lại sự linh hoạt trong các kiểu dữ liệu, khả năng điều chỉnh quy mô, tính đồng thời và tính toàn vẹn của dữ liệu cho dữ liệu có cấu trúc.
Điểm khác biệt về mô hình dữ liệu giữa MongoDB và PostgreSQL
MongoDB và PostgreSQL là các loại cơ sở dữ liệu khác nhau có các mô hình dữ liệu riêng biệt.
MongoDB
MongoDB là một cơ sở dữ liệu tài liệu lưu trữ dữ liệu dưới dạng cặp khóa-giá trị trong tài liệu JSON. Mỗi tài liệu có thể chứa nhiều loại dữ liệu khác nhau, bao gồm mảng, Boolean, số, chuỗi và tài liệu lồng nhau. Thông qua JSON nhị phân (BSON), MongoDB lưu giữ các kiểu dữ liệu bổ sung và xử lý dữ liệu một cách hiệu quả. Với tính linh hoạt của kho lưu trữ dữ liệu trong MongoDB, bạn có thể lưu trữ dữ liệu động, không có cấu trúc và không ngừng thay đổi.
MongoDB sắp xếp mỗi tài liệu vào các bộ sưu tập, trong đó mỗi bộ có một ObjectId không trùng lặp cho bạn sử dụng để xác định một tài liệu. Bảng sau đây cho thấy một ví dụ về dữ liệu khách hàng trong MongoDB.
| customers:[ { customer_id: "1", name: “John Doe”, country: "Hoa Kỳ" }, { customer_id: "2", age: “35” email: "jane_doe@example.com" }] |
PostgreSQL
Ngược lại, PostgreSQL là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ đối tượng (ORDBMS) kết hợp các tính năng hướng đối tượng với các tính năng cơ sở dữ liệu quan hệ. Trong bảng, mỗi hàng đại diện cho từng điểm dữ liệu riêng lẻ và mỗi cột xác định loại thông tin mà bạn lưu trữ ở đó. PostgreSQL hỗ trợ một loạt các kiểu dữ liệu, bao gồm ngày tháng, văn bản, số nguyên và Boolean.
Không giống như MongoDB, PostgreSQL sử dụng lược đồ được xác định trước để lưu trữ dữ liệu. Một lược đồ tạo điều kiện cho tính nhất quán và toàn vẹn của dữ liệu, vì mỗi cột chứa một kiểu dữ liệu cụ thể. Tuy nhiên, hệ thống này kém linh hoạt hơn. Trong bảng sau là một ví dụ.
| dbo.customers |
|||
| customer_id |
tên |
tuổi |
|
| 1 |
John Doe |
24 |
john_doe@example.com |
| 2 |
Jane Doe |
35 |
jane_doe@example.com |
Điểm khác biệt về kiến trúc giữa MongoDB và PostgreSQL
MongoDB và PostgreSQL có một số điểm khác biệt về kiến trúc.
Đơn vị lưu trữ cơ bản
Trong MongoDB, đơn vị lưu trữ cơ bản là một tài liệu JSON được tuần tự hóa. Văn bản là một cấu trúc dữ liệu JSON có chứa các cặp khóa-giá trị. Trong những cặp này, các khóa là chuỗi và các giá trị là các loại dữ liệu. MongoDB hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu khác nhau, bao gồm các tài liệu lồng nhau, mảng, chuỗi, ngày tháng, giá trị Boolean và số.
Không giống như trong cơ sở dữ liệu NoSQL, đơn vị lưu trữ cơ bản của PostgreSQL là một hàng, được gọi là bộ. Mỗi bộ chứa một bản ghi duy nhất theo một kiểu dữ liệu cụ thể do cột xác định. Bộ có thể lưu trữ các số nguyên, chuỗi, ngày tháng, Boolean và nhiều kiểu dữ liệu khác. Ngoài các giá trị dữ liệu, mỗi bộ còn chứa siêu dữ liệu như khóa chính, với chức năng xác định từng bộ trong một bảng.
Ngôn ngữ truy vấn
MongoDB sử dụng Ngôn ngữ truy vấn MongoDB (MQL), qua đó bạn cho phép tương tác với cấu trúc chuyên văn bản của MongoDB. MQL có nhiều tính năng phong phú và hỗ trợ chiếu, khung tổng hợp, truy vấn tài liệu, quy trình tổng hợp, truy vấn dữ liệu không gian địa lý và tìm kiếm văn bản.
PostgreSQL sử dụng một biến thể SQL được gọi là Postgres SQL làm ngôn ngữ truy vấn. Mặc dù tương tự như SQL nhưng biến thể này có các tính năng bổ sung như hệ thống kiểu có thể mở rộng, các chức năng và kế thừa. Tuy nhiên, PostgreSQL vẫn tương thích với SQL tiêu chuẩn, vì vậy bạn cũng có thể sử dụng các truy vấn SQL.
Lập chỉ mục
Chỉ mục là một cấu trúc dữ liệu ánh xạ các giá trị của một hoặc nhiều cột đến một vị trí vật lý của dữ liệu tương ứng trên ổ đĩa. Chỉ mục gia tăng hiệu quả của các thao tác truy xuất dữ liệu cơ sở dữ liệu.
MongoDB sử dụng các chỉ mục để tối ưu hóa hiệu suất truy vấn. Hệ thống này hỗ trợ lập chỉ mục ở cả cấp trường và bộ sưu tập. Đồng thời cung cấp một số loại chỉ mục như B-tree, phức hợp, văn bản, không gian địa lý, hàm băm và nhóm cụm.
PostgreSQL cũng cung cấp nhiều loại chỉ mục khác nhau, bao gồm B-tree, hàm băm, GIN, GiST và Sp-GiST. Lệnh tạo chỉ mục tạo chỉ mục B-tree theo mặc định.
Tính đồng thời
Tính đồng thời là khả năng của một hệ thống cơ sở dữ liệu có thể quản lý nhiều giao dịch cùng lúc. Tính đồng thời cho phép nhiều người dùng truy cập và sửa đổi dữ liệu mà không gây ra các vấn đề thiếu nhất quán hoặc xung đột.
MongoDB có các cơ chế kiểm soát tính hiện thời, các cơ chế này sử dụng tính không thể phân chia ở cấp tài liệu và khóa tức thời. MongoDB giả định không có xung đột giữa hầu hết các thao tác ghi đồng thời, qua đó cho phép mọi người sửa đổi dữ liệu cùng lúc mà không cần phải có khóa. Mọi biến đổi đều không thể phân chia. Điều này có nghĩa là các thao tác được áp dụng toàn bộ hoặc hoàn toàn không được áp dụng. MongoDB cũng tạo ra một ID sửa đổi mới cho tài liệu, qua đó cho phép tồn tại đồng thời nhiều tài liệu có cùng dữ liệu.
PostgreSQL cũng sử dụng tính năng kiểm soát đồng thời nhiều phiên bản (MVCC) để quản lý dữ liệu và các giao dịch đồng thời. MVCC tạo các hàng riêng biệt khi người dùng thực hiện thay đổi dữ liệu, qua đó đảm bảo không có xung đột giữa các giao dịch. MVCC hỗ trợ các mức cô lập sau: đọc dữ liệu chưa chuyển giao, đọc dữ liệu đã chuyển giao, đọc dữ liệu có thể tuần tự hóa và đọc dữ liệu có thể lặp lại. PostgreSQL cũng sử dụng tính năng ghi nhật ký trước (WAL), trong đó ghi lại mọi thay đổi đối với cơ sở dữ liệu trước khi ghi những thay đổi này vào ổ đĩa.
Độ sẵn sàng
Độ sẵn sàng đảm bảo không có thời gian dữ liệu ngừng hoạt động, ngay cả khi máy chủ ngừng hoạt động. MongoDB sử dụng tính năng sao chép nút chính, qua đó sao chép dữ liệu thành các tập bản sao. Một nút chính duy nhất nhận các lượt ghi và sau đó, các nút phụ sao chép dữ liệu này. MongoDB tự động kích hoạt chuyển đổi dự phòng để chọn một nút chính mới nếu một nút chính không khả dụng. Các quy trình này giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của MongoDB.
Ngược lại, PostgreSQL sử dụng sao chép logic và truyền phát để đảm bảo độ sẵn sàng cao. Sao chép logic sao chép chọn lọc các bảng hoặc tập con dữ liệu cụ thể. Sao chép truyền phát tạo các bản sao dự phòng sẽ nhận các thay đổi trong cơ sở dữ liệu chính. Ngoài ra, PostgreSQL sử dụng Chuyển đổi dự phòng tự động PostgreSQL (PAF) để phân bổ cơ sở dữ liệu chính mới nếu có sự kiện lỗi.
Khả năng điều chỉnh quy mô
Cả PostgreSQL và MongoDB đều sử dụng một hình thức cân bằng tải để phân phối đều các thao tác đọc trên nhiều bản sao trong khi vẫn đạt được khả năng điều chỉnh quy mô mức độ cao. Các quy trình kiến trúc phân tán của hai hệ thống này di chuyển dữ liệu để cải thiện hiệu suất. Dữ liệu di chuyển giữa các bản sao trong PostgreSQL và giữa các phân vùng trong MongoDB.
MongoDB cũng sử dụng khả năng điều chỉnh quy mô đọc và phân mảnh để đảm bảo khả năng điều chỉnh quy mô theo chiều ngang ở mức độ cao. Việc phân mảnh phân phối dữ liệu trên nhiều phân vùng và mỗi phân mảnh chứa một tập con dữ liệu. Việc phân mảnh phân phối khối lượng công việc cho các tập dữ liệu có lưu lượng truy cập cao trên nhiều máy chủ. Các bản sao thứ cấp có thể xử lý các thao tác đọc, qua đó giúp phân phối khối lượng công việc đọc và nâng cao hiệu suất.
PostgreSQL cũng có tính năng phân vùng, qua đó chia các bảng lớn thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Bạn có thể phân vùng dựa trên hàm băm, phạm vi, danh sách hoặc tiêu chí khác.
Điểm khác biệt chính giữa MongoDB và PostgreSQL
Ngoài những khác biệt về kiến trúc và hiệu suất cốt lõi giữa MongoDB và PostgreSQL, còn có những khác biệt chủ yếu khác.
Tuân thủ ACID
PostgreSQL đảm bảo các giao dịch đều không thể phân chia, có tính nhất quán, cô lập và độ bền cao (ACID). Qua đó nâng cao tính nhất quán của dữ liệu cao. Vì là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ nên PostgreSQL có thể đảm bảo các giao dịch tuân thủ từng thuộc tính của ACID.
MongoDB đã ra mắt các giao dịch tuân thủ ACID từ phiên bản 4.0. Tuy nhiên, bạn chỉ sử dụng tùy chọn này trong một số ít tình huống, trong khi tuân thủ ACID là một phần cốt lõi của PostgreSQL.
Mối quan hệ dữ liệu
Trong PostgreSQL, bạn có thể xác định mối quan hệ giữa các bảng bằng khóa ngoại. Thông qua hệ thống này, bạn có thể thực hiện các liên kết phức tạp và hình thành mối quan hệ giữa các bảng. Chức năng này đặc biệt hữu ích khi bạn truy vấn dữ liệu trên nhiều bảng, thông qua các mối quan hệ đã xác định để kết nối các tập dữ liệu.
MongoDB là một cơ sở dữ liệu NoSQL không sử dụng các mối quan hệ được xác định trước giữa các bộ sưu tập. MongoDB sử dụng tùy chọn không chuẩn hóa, qua đó nhúng dữ liệu có liên quan trong các tài liệu. Việc không chuẩn hóa giúp tối ưu hóa các hoạt động đọc, vì tất cả dữ liệu bạn cần để truy vấn sẽ có trong tài liệu đó. Hệ thống này giảm thiểu nhu cầu liên kết dữ liệu với nhau.
Hỗ trợ cộng đồng
Cộng đồng của PostgreSQL đã phát triển kể từ khi ra mắt vào năm 1996. Hệ thống này có một cộng đồng mã nguồn mở mạnh mẽ, đồng thời có sẵn rất nhiều thư viện, công cụ, phần mở rộng hỗ trợ PostgreSQL và hỗ trợ chung.
Mặc dù cộng đồng của MongoDB không hoàn thiện bằng nhưng phần mềm này vẫn cung cấp trình điều khiển cho nhiều ngôn ngữ lập trình. Có rất nhiều cộng đồng và phương tiện trợ giúp để trợ giúp bạn tương tác với MongoDB bằng một trong những ngôn ngữ lập trình ưa thích của mình.
So sánh về thời điểm nên sử dụng MongoDB hay PostgreSQL
Dữ liệu của bạn sẽ quyết định phần lớn lựa chọn giữa MongoDB và PostgreSQL.
Các trường hợp sử dụng MongoDB
MongoDB là cơ sở dữ liệu NoSQL với mô hình dữ liệu linh hoạt, hiệu suất cao và khả năng điều chỉnh quy mô theo chiều ngang hiệu quả. Những ví dụ sau đây là các trường hợp sử dụng MongoDB.
Hệ thống quản lý nội dung
MongoDB có thể lưu trữ và truy xuất dữ liệu phi cấu trúc như hình ảnh, video và văn bản. Hệ thống này có thể truy vấn và truy xuất nội dung nhanh chóng và xử lý nhiều thao tác đọc và ghi đồng thời. Nhờ đó, hệ thống này là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng quản lý nội dung có lưu lượng truy cập cao.
Dữ liệu giao dịch
Nhờ khả năng điều chỉnh quy mô theo chiều ngang và độ sẵn sàng cao, MongoDB là lựa chọn lý tưởng để xử lý dữ liệu giao dịch trong các hệ thống tài chính.
Phân tích luồng
Khả năng điều chỉnh quy mô cao, phân vùng theo chiều ngang và lược đồ linh hoạt giúp MongoDB trở nên hữu ích cho các ứng dụng truyền phát dữ liệu như nền tảng Internet vạn vật (IoT) và phân tích theo thời gian thực.
Các trường hợp sử dụng PostgreSQL
Hệ thống có cấu trúc và giàu tính năng của PostgreSQL giúp hỗ trợ các trường hợp sử dụng như các ví dụ sau.
Lưu kho dữ liệu
PostgreSQL có thể xử lý các liên kết phức tạp, chỉ ra các mối quan hệ và truy vấn dữ liệu nhanh chóng. Vì có cấu trúc nên hệ thống này có thể xử lý khối lượng lớn dữ liệu, đồng thời nhanh chóng cung cấp thông tin chi tiết và phân tích nâng cao. Các tính năng này cũng cho phép hệ thống tích hợp hiệu quả vào các công cụ nghiệp vụ thông minh và hoạt động hiệu quả như một kho dữ liệu.
Ứng dụng web và thương mại điện tử
Vì tương tự như cơ sở dữ liệu SQL nên PostgreSQL đảm bảo tuân thủ ACID. Đây là hệ thống đáng tin cậy để xử lý các giao dịch và đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu. Các truy vấn và lập chỉ mục phức tạp của PostgreSQL mang lại hiệu suất cao cho các công ty cần xử lý đơn đặt hàng, xác thực người dùng và quản lý hàng tồn kho.
Kết nối linh hoạt
Trung tâm dữ liệu liên kết của PostgreSQL cho phép hệ thống này kết nối với nhiều kho dữ liệu khác nhau, bao gồm cả cơ sở dữ liệu quan hệ và phi quan hệ. PostgreSQL sử dụng hỗ trợ JSON và thư viện dữ liệu nguồn bên ngoài để kết nối và truy cập các hệ thống cơ sở dữ liệu khác. Các tính năng này giúp hệ thống có thể kết hợp với môi trường cơ sở dữ liệu polyglot, có nghĩa là hệ thống này phù hợp với các ngành công nghiệp phức tạp muốn tối ưu hóa lưu trữ.
Tóm tắt các điểm khác biệt giữa MongoDB và PostgreSQL
| MongoDB |
PostgreSQL |
|
| Lập mô hình dữ liệu |
MongoDB xử lý dữ liệu dưới dạng các tài liệu giống JSON trong các bộ sưu tập. |
PostgreSQL là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ đối tượng sử dụng các bảng, hàng và cột để lưu trữ dữ liệu. |
| Đơn vị lưu trữ cơ bản |
Tài liệu JSON được tuần tự hóa. |
Hàng, được gọi là bộ. |
| Lập chỉ mục |
MongoDB lập chỉ mục ở cấp trường và bộ sưu tập và sử dụng chỉ mục B-tree, phức hợp, văn bản, không gian địa lý, hàm băm và nhóm cụm. |
PostgreSQL hỗ trợ các loại chỉ mục B-tree, hàm băm, GIN, GiST và SP-GiST. |
| Ngôn ngữ truy vấn |
MongoDB sử dụng Ngôn ngữ truy vấn MongoDB (MQL). |
PostgreSQL sử dụng một biến thể SQL tương thích với các truy vấn SQL tiêu chuẩn. |
| Tính đồng thời |
MongoDB sử dụng các cơ chế kiểm soát tính hiện thời, tính không thể phân chia ở cấp tài liệu, khóa tức thời và MVCC để đem lại tính đồng thời. |
PostgreSQL sử dụng MVCC, ảnh chụp nhanh dữ liệu, mức độ cô lập linh hoạt và phát hiện tắc nghẽn để bảo đảm tính đồng thời. |
| Độ sẵn sàng |
MongoDB sử dụng sao chép nút chính và các nút phụ để đảm bảo độ sẵn sàng. Hệ thống này có thể xử lý các quy trình giao dịch. |
PostgreSQL sử dụng sao chép logic và truyền phát cộng với PAF để đảm bảo độ sẵn sàng. Hệ thống này có thể xử lý đồng thời khối lượng dữ liệu lớn. |
| Khả năng mở rộng |
MongoDB sử dụng phân mảnh, khả năng điều chỉnh quy mô đọc và cân bằng dữ liệu tự động để đảm bảo khả năng điều chỉnh quy mô theo chiều ngang. |
PostgreSQL sử dụng cân bằng tải, các công cụ gộp kết nối và phân vùng để đảm bảo khả năng điều chỉnh quy mô. |
AWS có thể hỗ trợ các yêu cầu MongoDB và PostgreSQL như thế nào?
Dịch vụ cơ sở dữ liệu quan hệ của Amazon (Amazon RDS) dành cho PostgreSQL giúp dễ dàng thiết lập, vận hành và điều chỉnh quy mô các công việc triển khai PostgreSQL trên đám mây. Dịch vụ này cũng quản lý các tác vụ quản trị phức tạp và tốn thời gian như nâng cấp phần mềm PostgreSQL, quản lý lưu trữ và sao lưu để phục hồi sau thảm họa.
Amazon DocumentDB (với khả năng tương thích MongoDB) tạo điều kiện để bạn dễ dàng quản lý cơ sở dữ liệu tài liệu JSON gốc trên đám mây. Qua đó giúp bạn mở rộng quy mô đến hàng triệu yêu cầu đọc và ghi tài liệu. Đồng thời cải thiện năng suất và giúp các doanh nghiệp có nhiều khả năng như độ sẵn sàng cao và độ trễ thấp.
Bắt đầu sử dụng MongoDB và PostgreSQL trên Amazon Web Services (AWS) bằng cách tạo tài khoản ngay hôm nay.
