Azure Cosmos DB: NoSQL globale

Azure Cosmos DB è il servizio di database NoSQL distribuito globalmente e multi-modello di Microsoft. È progettato per offrire una latenza di lettura e scrittura di pochi millisecondi a qualsiasi livello di scalabilità e in qualsiasi parte del mondo. A differenza dei database tradizionali, vincolati a una singola area, Cosmos DB può replicare in modo trasparente i dati contemporaneamente in decine di aree di Azure.

Cosmos DB supporta diverse API di database tramite un singolo servizio. Potete usare la NoSQL API nativa (documenti JSON), la MongoDB API per le app basate sui driver MongoDB, la Apache Cassandra API per i carichi di lavoro a colonne larghe, la Gremlin API per i dati a grafo e la Table API per i dati chiave-valore. Ogni API espone il motore sottostante di Cosmos DB tramite un'interfaccia familiare.

La gerarchia delle risorse di Cosmos DB è composta da tre livelli. Un account è la risorsa di livello superiore che definisce l'elenco delle aree di replica e il livello di coerenza. All'interno di un account create i database come spazi dei nomi logici. All'interno di ogni database create i container: l'unità che contiene gli elementi (documenti) e per la quale viene effettuato il provisioning del throughput.

Una chiave di partizione è una proprietà presente in ogni elemento che Cosmos DB usa per distribuire i dati tra le partizioni fisiche. Scegliere la chiave di partizione corretta è fondamentale: dovrebbe avere un'elevata cardinalità (molti valori distinti), distribuire uniformemente il traffico di scrittura e comparire nella maggior parte delle query. Una scelta errata della chiave di partizione porta a partizioni sovraccariche che limitano il throughput e riducono le prestazioni.

Cosmos DB addebita il throughput in Request Units al secondo (RU/s). Una RU corrisponde approssimativamente al costo della lettura tramite ID di un documento da 1 KB. Le operazioni di scrittura, le query e le eliminazioni consumano più RU in base alle dimensioni dell'elemento e alla complessità degli indici. Potete effettuare il provisioning delle RU/s a livello di container oppure condividere un pool tra tutti i container di un database, e passare alla modalità autoscale per consentire a Cosmos DB di ridimensionare automaticamente il throughput.

La funzionalità più potente di Cosmos DB è la capacità di replicare i dati a livello globale con pochi clic. Aggiungete aree all'account e Cosmos DB sincronizza automaticamente tutte le scritture in ogni area. In una configurazione multi-write (multi-master), ogni area può gestire contemporaneamente sia le letture sia le scritture, riducendo al minimo la latenza per gli utenti geograficamente distribuiti.

Cosmos DB offre cinque livelli di coerenza regolabili, disposti da quello più forte a quello più debole: Strong (letture linearizzabili, latenza maggiore), Bounded Staleness (le letture sono in ritardo rispetto alle scritture entro una finestra limitata), Session (impostazione predefinita: letture coerenti per le proprie scritture all'interno di una sessione), Consistent Prefix (le letture non visualizzano mai scritture fuori ordine) ed Eventual (letture più rapide, garanzie più deboli). Scegliete in base alla tolleranza dell'applicazione per i dati obsoleti.

Per impostazione predefinita, Cosmos DB indicizza automaticamente ogni proprietà di ogni elemento inserito, senza richiedere la definizione preventiva di uno schema. Questo consente query ad hoc flessibili senza manutenzione degli indici. Potete personalizzare i criteri di indicizzazione per escludere i percorsi che non vengono mai interrogati, riducendo così i costi di archiviazione, oppure aggiungere indici compositi per le query ORDER BY su più proprietà.

Il change feed è un log ordinato di tutte le operazioni di creazione e aggiornamento eseguite su un container Cosmos DB. Le applicazioni si sottoscrivono al change feed per attivare l'elaborazione a valle, ad esempio aggiornando un indice di ricerca, inviando notifiche o scrivendo in una vista materializzata. Il change feed è alla base dei pattern basati sugli eventi e CQRS nelle architetture Cosmos DB.

Cosmos DB supporta Time-to-Live (TTL), una proprietà che potete impostare su un container o su singoli elementi per eliminarli automaticamente dopo un numero di secondi specificato. È ideale per i dati di sessione, le voci della cache, i log di controllo con periodi di conservazione normativi o qualsiasi dato con una scadenza nota. Le eliminazioni TTL vengono eseguite come attività in background e non consumano le RU/s di cui è stato effettuato il provisioning.

Cosmos DB offre due modalità di fatturazione. Il throughput con provisioning viene fatturato per RU/s-ora indipendentemente dall'utilizzo effettivo ed è adatto a carichi di lavoro stabili e prevedibili. La modalità serverless viene fatturata in base alle RU consumate e ai GB archiviati, senza costi minimi, ed è quindi conveniente per sviluppo, prototipazione e picchi di traffico. Cosmos DB serverless è attualmente limitato a una singola area.

Verifichi la Sua comprensione dei concetti di Microsoft Azure Fundamentals (AZ-900) trattati in questa lezione.

In questa lezione ha imparato che: Cosmos DB è un servizio NoSQL multimodello distribuito a livello globale, le chiavi di partizione determinano il modo in cui i dati vengono distribuiti e devono essere scelte con attenzione e cinque livelli di coerenza consentono di bilanciare la latenza e l'aggiornamento dei dati. Ora esamineremo i servizi gestiti di Azure per i motori di database open source.