在 DynamoDB 中製作關聯式資料模型的最佳實務 - Amazon DynamoDB
傳統關聯式資料庫模型DynamoDB 如何消除JOIN操作需求DynamoDB 交易如何消除寫入程序的負荷

本文為英文版的機器翻譯版本，如內容有任何歧義或不一致之處，概以英文版為準。

在 DynamoDB 中製作關聯式資料模型的最佳實務

本節提供在 Amazon DynamoDB 中建構關聯式資料模型的最佳實務。首先，我們要介紹傳統的資料模型建構概念。然後，我們會描述使用 DynamoDB 優於傳統關聯式資料庫管理系統的優點，它如何消除對JOIN操作的需求並降低額外負荷。

然後我們將說明如何設計可有效擴展的 DynamoDB 資料表。最後我們會提供一個範例來說明，如何在 DynamoDB 中建模關聯式資料的模型。

主題

傳統關聯式資料庫模型

傳統的關聯式資料庫管理系統 （RDBMS） 會將資料儲存在標準化的關聯式結構中。關聯式資料模型的目標是減少資料的重複 (透過標準化)，以支援參考完整性並減少資料異常。

下列結構描述是一般訂單輸入應用程式的關聯式資料模型範例。此應用程式支援人力資源結構描述，並用它來為虛擬製造商的營運和業務支援系統提供支援。

範例RDBMS結構描述。

由於 DynamoDB 是非關聯式資料庫服務，相較於傳統關聯式資料庫管理系統，它提供了更多優勢。

DynamoDB 如何消除JOIN操作需求

RDBMS 使用結構查詢語言 （SQL） 將資料傳回應用程式。由於資料模型的標準化，此類查詢通常需要使用 JOIN 運算子來合併來自一或多個資料表的資料。

例如，若要產生依可運送每個項目之所有倉儲庫存數量排序的採購訂單項目清單，您可以針對上述結構描述發出下列SQL查詢。

SELECT * FROM Orders
  INNER JOIN Order_Items ON Orders.Order_ID = Order_Items.Order_ID
  INNER JOIN Products ON Products.Product_ID = Order_Items.Product_ID
  INNER JOIN Inventories ON Products.Product_ID = Inventories.Product_ID
  ORDER BY Quantity_on_Hand DESC

SQL 這種查詢可以提供API存取資料的彈性，但需要大量的處理。查詢中的每個聯結都會增加查詢的執行期複雜度，因為每個資料表的資料必須暫存，然後再組裝以傳回結果集。

可能影響執行查詢時間長短的其他因素包括資料表的大小，以及要聯結的欄是否有索引。上述查詢會在數個資料表中起始複雜查詢，接著排序結果集。

消除對 的需求JOINs是無SQL資料建模的核心。這就是為什麼我們建置 DynamoDB 來支援 Amazon.com，以及為什麼 DynamoDB 可以在任何規模提供一致的效能。考慮到SQL查詢 和 的執行期複雜性JOINs，大規模RBDMS的效能不固定。這會隨著客戶應用程式的增長而導致效能問題。

雖然正規化資料確實會減少儲存到磁碟的資料量，但影響效能的最受限資源通常是CPU時間和網路延遲。

DynamoDB 的建置目的是消除 JOINs (並鼓勵取消資料標準化) 和最佳化資料庫架構，以便透過對項目的單一請求來完全回應應用程式查詢，將這兩種限制降到最低。這些品質讓 DynamoDB 能夠在任何規模下提供個位數的毫秒速度效能。這是因為 DynamoDB 操作的執行期複雜性對於常見存取模式來說是固定的，不會隨著資料大小而改變。

DynamoDB 交易如何消除寫入程序的負荷

另一個可以減慢 速度的因素RDBMS是使用交易來寫入標準化結構描述。如 範例所示，大多數線上交易處理 （OLTP） 應用程式所使用的關聯式資料結構，當存放在 中時，必須細分並分佈在多個邏輯資料表RDBMS。

因此，需要ACID符合 的交易架構，以避免在應用程式嘗試讀取正在寫入的物件時，可能會發生競爭條件和資料完整性問題。此類交易框架與關聯式結構描述結合使用時，會大幅增加寫入程序的負荷。

在 DynamoDB 中實作交易會禁止使用 常見的擴展問題RDBMS。DynamoDB 會透過將交易作為單一API呼叫發出，並限制單一交易中可存取的項目數量來執行此操作。長時間執行的交易可能因為交易永不關閉，所以長時間或永久鎖定資料，進而導致操作問題。

為了防止 DynamoDB 中發生此類問題，交易已透過兩個不同的API操作實作： TransactWriteItems和 TransactGetItems。這些API操作沒有 中常見的開始和結束語義RDBMS。此外，DynamoDB 在交易中有 100 個項目的存取限制，同樣是為了防止交易長時間執行。若要進一步了解 DynamoDB 交易，請參閱使用交易。

基於這些原因，當您的企業需要對高流量查詢進行低延遲回應時，請利用無SQL系統通常具有技術和經濟意義。Amazon DynamoDB 可避免這些問題，協助解決限制關聯式系統可擴展性的問題。

由於下列原因， 的效能通常RDBMS無法良好擴展：

  • 因此會使用昂貴的聯結來重新組合必要的查詢結果檢視。

  • 資料庫將資料標準化並存放在多個資料表中，這些資料表需要多個查詢來寫入至磁碟中。

  • 它通常會產生 ACID合規交易系統的效能成本。

DynamoDB 順利擴展的原因為下：

  • 結構描述靈活性可讓 DynamoDB 在單一項目中存放複雜階層資料。

  • 複合索引鍵設計可讓您將相關的項目存放在相同資料表的鄰近位置。

  • 交易以單一操作形式執行。可存取的項目數限制為 100 個，以避免操作長時間執行。

對資料存放的查詢變得簡單多了，通常是使用以下格式：

SELECT * FROM Table_X WHERE Attribute_Y = "somevalue"

DynamoDB 與RDBMS先前範例中的 相比，在傳回請求的資料時工作量大幅降低。