Azure Cosmos DB: global NoSQL

Azure Cosmos DB är Microsofts globalt distribuerade NoSQL-databastjänst med stöd för flera modeller. Den är utformad för att ge läs- och skrivlatens på ensiffriga millisekunder i valfri skala och var som helst i världen. Till skillnad från traditionella databaser som är begränsade till en enda region kan Cosmos DB transparent replikera data till dussintals Azure-regioner samtidigt.

Cosmos DB stöder flera databas-API:er via en enda tjänst. Ni kan använda det inbyggda NoSQL API (JSON-dokument), MongoDB API för appar som bygger på MongoDB-drivrutiner, Apache Cassandra API för arbetsbelastningar med breda kolumner, Gremlin API för grafdata och Table API för nyckelvärdesdata. Varje API exponerar Cosmos DB:s underliggande motor via ett välbekant gränssnitt.

Resurshierarkin i Cosmos DB består av tre nivåer. Ett konto är resursen på översta nivån och definierar listan över replikeringsregioner samt konsistensnivån. I ett konto skapar ni databaser som logiska namnrymder. I varje databas skapar ni containrar — den enhet som innehåller objekt (dokument) och där genomströmning allokeras.

En partitionsnyckel är en egenskap hos varje objekt som Cosmos DB använder för att distribuera data över fysiska partitioner. Det är avgörande att välja rätt partitionsnyckel: den bör ha hög kardinalitet (många unika värden), fördela skrivtrafiken jämnt och förekomma i majoriteten av era frågor. Dåliga val av partitionsnyckel leder till heta partitioner som stryper genomströmningen och försämrar prestandan.

Cosmos DB debiterar genomströmning i Request Units per second (RU/s). En RU motsvarar ungefär kostnaden för att läsa ett dokument på 1 KB med dess ID. Skrivningar, frågor och borttagningar kostar fler RU:er beroende på objektets storlek och indexens komplexitet. Ni kan tilldela RU/s på containernivå eller dela en pool mellan alla containrar i en databas och växla till läget autoscale så att Cosmos DB skalar genomströmningen automatiskt.

Cosmos DB:s mest kraftfulla funktion är möjligheten att replikera data globalt med några få klick. Ni lägger till regioner i ert konto, och Cosmos DB synkroniserar automatiskt alla skrivningar mellan varje region. Varje region kan samtidigt hantera både läsningar och skrivningar i en konfiguration med flera skrivregioner (multi-master), vilket minimerar latensen för geografiskt spridda användare.

Cosmos DB erbjuder fem justerbara konsistensnivåer på en skala från starkast till svagast: Strong (linjäriserbara läsningar, högst latens), Bounded Staleness (läsningar släpar efter skrivningar inom ett begränsat intervall), Session (standard — konsekventa läsningar av era egna skrivningar inom en session), Consistent Prefix (läsningar ser aldrig skrivningar i fel ordning) och Eventual (snabbast läsningar, svagast garantier). Välj nivå utifrån hur stor tolerans er applikation har för inaktuella data.

Som standard indexerar Cosmos DB automatiskt varje egenskap i varje objekt som ni infogar, utan att ni behöver definiera ett schema i förväg. Detta möjliggör flexibla ad hoc-frågor utan indexunderhåll. Ni kan anpassa indexeringsprincipen för att undanta sökvägar som aldrig används i frågor (vilket minskar lagringskostnaden) eller lägga till sammansatta index för ORDER BY-frågor över flera egenskaper.

Change feed är en sorterad logg över alla skapande- och uppdateringsåtgärder i en Cosmos DB-container. Applikationer prenumererar på change feed för att utlösa efterföljande bearbetning — till exempel uppdatera ett sökindex, skicka aviseringar eller skriva till en materialiserad vy. Change feed är grunden för händelsestyrda mönster och CQRS-mönster i Cosmos DB-arkitekturer.

Cosmos DB stöder Time-to-Live (TTL), en egenskap som ni anger för en container eller enskilda objekt för att automatiskt ta bort dem efter ett angivet antal sekunder. Detta är idealiskt för sessionsdata, cacheposter, granskningsloggar med lagringsperioder som krävs av regelverk eller andra data med ett känt utgångsdatum. TTL-borttagningar utförs som bakgrundsuppgifter och förbrukar inte tilldelade RU/s.

Cosmos DB erbjuder två debiteringslägen. Provisioned throughput debiteras per RU/s-timme oavsett faktisk användning och passar stabila, förutsägbara arbetsbelastningar. Läget Serverless debiteras per förbrukad RU och lagrad GB, utan någon minimiavgift, vilket gör det kostnadseffektivt för utveckling, prototyparbete och trafiktoppar. Serverless Cosmos DB är för närvarande begränsat till en enda region.

I den här lektionen har ni lärt er att: Cosmos DB är en globalt distribuerad NoSQL-tjänst med stöd för flera datamodeller, partitionsnycklar avgör hur data delas upp och måste väljas med omsorg och fem konsistensnivåer låter er balansera svarstid och dataaktualitet. Härnäst utforskar vi Azures hanterade tjänster för databasmotorer med öppen källkod.