10 Speicher-Engines in MongoDB

Speicher-Engines sind die Kernkomponenten einer Datenbank, die bestimmen, wie Daten gespeichert, abgerufen und verwaltet werden. MongoDB bietet mehrere Speicher-Engines an, die jeweils spezifische Anforderungen an Performance, Datenspeicherung und Konsistenz adressieren. Die Wahl der richtigen Engine kann den Unterschied zwischen einer optimalen und einer suboptimalen Datenbankleistung ausmachen.

10.1 Übersicht der Speicher-Engines

10.1.1 WiredTiger

• Status: Standard-Speicher-Engine seit MongoDB 3.2.
• Merkmale:
  • ACID-Transaktionen: Unterstützt Multi-Dokument-Transaktionen.
  • Kompression: Nutzt Snappy oder zlib, um den Speicherplatzbedarf zu reduzieren.
  • Concurrency: Optimistisches Concurrency Control, wodurch parallele Operationen effizienter ablaufen.
  • Speicherverwaltung: Nutzt B+ Bäume für Indexierung und speichert Daten effizient.
• Einsatzbereiche: Geeignet für allgemeine Anwendungen, die hohe Concurrency, gute Performance und effizienten Speicherbedarf erfordern.

10.1.2 MMAPv1

• Status: Veraltet und ab MongoDB 4.0 nicht mehr unterstützt.
• Merkmale:
  • In-Place-Updates: Aktualisierungen erfolgen direkt im Speicher, was zu Fragmentierung führen kann.
  • Concurrency: Unterstützt nur Dokument-Level-Locking, was die parallele Leistung begrenzt.
• Einsatzbereiche: Früher Standard für ältere MongoDB-Versionen, heute nicht mehr empfohlen.

10.1.3 In-Memory

• Status: Spezialisierte Engine für Hochleistungsanwendungen.
• Merkmale:
  • Speicher: Hält Daten ausschließlich im RAM. Änderungen sind nicht persistent.
  • Leistung: Extrem schneller Zugriff auf Daten durch Vermeidung von Festplattenspeicher.
  • Datensicherheit: Geeignet für flüchtige Daten oder als Cache-Lösung.
• Einsatzbereiche: Echtzeitanalysen, Caching und temporäre Datenspeicherung.

10.1.4 TokuMX/TokuMXse

• Status: Drittanbieter-Engine, nicht offiziell von MongoDB Inc. unterstützt.
• Merkmale:
  • Fractal Tree Indexing: Bietet hochkomprimierte Daten und reduziert Schreiboperationen.
  • Transaktionen: Unterstützt Multi-Dokument-ACID-Transaktionen.
• Einsatzbereiche: Anwendungen mit extrem großen Datenmengen und Anforderungen an effiziente Speicherplatznutzung.

10.1.5 RocksDB

• Status: Nicht offiziell von MongoDB unterstützt, wird oft von Drittanbietern genutzt.
• Merkmale:
  • Schlüssel-Wert-Speicher: Entwickelt für SSDs und hohe Schreibleistung.
  • Merge-Operationen: Optimierte Update-Strategien.
• Einsatzbereiche: Anwendungen mit intensiven Schreiboperationen und hohen Performance-Anforderungen.

10.2 Abfragen der verwendeten Speicher-Engine

Die aktuell verwendete Speicher-Engine kann über die MongoDB-Shell abgefragt werden:

db.serverStatus().storageEngine

Beispielausgabe:

{
  "name": "WiredTiger",
  "supportsCommittedReads": true,
  "readOnly": false,
  "persistent": true
}

10.3 Wechsel der Speicher-Engine

10.3.1 Konfigurationsänderungen

Die Speicher-Engine kann in der Konfigurationsdatei mongod.conf festgelegt werden:

storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb
  engine: WiredTiger

Oder direkt in der Kommandozeile:

mongod --storageEngine WiredTiger

10.3.2 Ablauf des Wechsels

1. Datenexport: Exportieren Sie bestehende Daten mit mongodump, da Speicher-Engines unterschiedliche Datenformate verwenden.
2. Konfigurationsanpassung: Ändern Sie die Speicher-Engine in der Konfigurationsdatei oder via Kommandozeilenargument.
3. Datenimport: Importieren Sie die Daten mit mongorestore.
4. Neustart: Starten Sie die MongoDB-Instanz neu.

10.4 Empfehlungen

• WiredTiger: Ideale Wahl für die meisten Anwendungen aufgrund von Effizienz, Kompression und Unterstützung moderner Funktionen wie Transaktionen.
• In-Memory: Für Anwendungen, die extrem schnelle Datenzugriffe erfordern und auf Persistenz verzichten können.
• Drittanbieter-Engines: Nur verwenden, wenn spezifische Anforderungen vorliegen, die von den offiziellen Engines nicht erfüllt werden.

Vor einem Wechsel sollten immer Backups erstellt und Tests durchgeführt werden, um Datenintegrität und Systemstabilität sicherzustellen.