Apache CouchDB (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) ist eine Open-Source-NoSQL-Dokumentdatenbank, die Daten in JSON-basierten Dokumentformaten sammelt und speichert. Im Gegensatz zu relationalen Datenbanken verwendet CouchDB ein schemafreies Datenmodell, das die Verwaltung von Datensätzen über verschiedene Computer, Mobiltelefone und Webbrowser hinweg vereinfacht.

CouchDB wurde 2005 eingeführt und 2008 zu einem Apache Software Foundation-Projekt (Link befindet sich außerhalb von ibm.com). Als offenes Quellenprojekt wird CouchDB von einer aktiven Gemeinschaft von Entwicklern unterstützt, die die Software kontinuierlich verbessern, wobei der Schwerpunkt auf der Benutzerfreundlichkeit und der Einbeziehung des Webs liegt.

Für die meisten Unternehmen kann es eine Herausforderung sein, sich bei der Beschaffung von Datenmanagementtechnologie für einen Anbieter zu entscheiden. Proprietäre Software bringt nicht nur bestimmte Lizenzierungsbeschränkungen für die Nutzung der Technologie mit sich, es bestehen auch Bedenken hinsichtlich unterbrechungsfreier Geschäftsabläufe, wenn alle Unternehmensdaten in ein „Einheits“-Datenbankmanagementsystem (DBMS) verlagert werden, das keinen Einblick in seine interne Struktur bietet.

CouchDB ist anders. Im Gegensatz zu proprietärer Software, bei der das Risiko der Abhängigkeit von einem Anbieter besteht, ist CouchDB quelloffen, kostenfrei und lässt sich leicht in Ihre bestehende Datenmanagement-Infrastruktur integrieren. Da Sie mehr Kontrolle über die Software haben, sind Sie auch flexibler bei der Anpassung an die besonderen Bedürfnisse Ihres Unternehmens. Egal, ob es sich um einen universellen Dokumentenspeicher, eine effiziente Datensynchronisation oder eine „Offline zuerst“-Mentalität handelt, CouchDB gibt Unternehmen die Flexibilität, die sie benötigen, um permanente, zuverlässige und skalierbare Infrastrukturen aufzubauen.

Dieses Video erklärt mehr zu CouchDB und dessen Funktionsweise:

Die Motivation hinter der CouchDB-Entwicklung kann mit einem Wort definiert werden: Entspannen. CouchDB verfügt über eine Reihe von Funktionen, die den Aufwand für den Betrieb eines ausfallsicheren verteilten Systems verringern. Hier sind einige der wichtigen Funktionen von CouchDB und wie es sich von anderen NoSQL-Datenbanken unterscheidet.

Replikation. Eines der wichtigsten Merkmale von CouchDB ist die bidirektionale Replizierung, die die Synchronisierung von Daten über mehrere Server und Geräte hinweg ermöglicht. Diese Replizierung ermöglicht es Unternehmen, die Systemverfügbarkeit zu maximieren, die Datenwiederherstellungszeiten zu verkürzen, die Daten so nah wie möglich an den Endbenutzern zu platzieren und die Sicherungsprozesse zu vereinfachen.

In CouchDB wird nicht unterschieden, ob die Daten auf einem oder auf mehreren Servern liegen. Vielmehr erkennt CouchDB Änderungen an den Dokumenten, sobald sie aus einer beliebigen Quelle kommen und stellt sicher, dass alle Datenbankkopien mit den aktuellsten Informationen synchronisiert bleiben. So können mehrere Datenbankreplikationen unabhängig sein und verwaltet werden, während gleichzeitig genaue Echtzeitinformationen über mehrere Computerumgebungen hinweg zur Verfügung stehen.

Views. CouchDB verwendet Views als primäres Tool zum Ausführen von Abfragen und Erstellen von Berichten aus gespeicherten Dokumenten. Views ermöglichen es Ihnen, Dokumente zu filtern, um Informationen zu finden, die für einen bestimmten Datenbankprozess relevant sind. Diese Informationen können dann nach Ihren Benutzervorgaben zugeordnet und in einer bestimmten Reihenfolge extrahiert werden.

Das Besondere an CouchDB ist die Freiheit, die man bei der Darstellung der Informationen hat. Da CouchDB-Views dynamisch erstellt werden und keinen direkten Einfluss auf die zugrundeliegenden Dokumentenspeicher haben, gibt es keine Begrenzung, wie viele verschiedene Views auf dieselben Daten ausgeführt werden können. Diese Views werden in speziellen Entwurfsdokumenten erstellt und können wie normale gespeicherte Daten über mehrere Datenbankinstanzen repliziert werden.

Eine weitere hervorragende Funktion von CouchDB ist die Verfügbarkeit von Apache MapReduce, um leistungsfähige Indizes zu erstellen, die Dokumente basierend auf jedem darin enthaltenen Wert auffinden können. Anhand dieser Indizes können Sie dann Beziehungen zwischen den einzelnen Dokumenten herstellen und eine Vielzahl von Berechnungen auf der Grundlage dieser Verbindungen durchführen.

HTTP API. CouchDB verwendet eine REST-API, um standortunabhängig auf die Datenbank zuzugreifen, mit voller Flexibilität bei CRUD-Operationen (Create, Read, Update, Delete). Diese einfache und effektive Art der Datenbankanbindung macht CouchDB flexibel, schnell und leistungsfähig, während es gleichzeitig hoch zugänglich bleibt.

Entwickelt für den Offline-Betrieb. Wenn Sie die Nutzbarkeit und Zugänglichkeit Ihrer Datenbank skalieren wollen, müssen Sie in der Lage sein, Anwendungen zu erstellen, die offline genauso gut funktionieren wie online. CouchDB ermöglicht es Anwendungen, gesammelte Daten lokal auf mobilen Geräten und Browsern zu speichern und diese Daten dann zu synchronisieren, sobald sie wieder online sind.

Effizienter Dokumentspeicher. In CouchDB sind Dokumente die primären Dateneinheiten, die in JSON verwendet werden und aus verschiedenen Feldern und Anhängen bestehen, um sie einfach zu speichern. Es gibt keine Begrenzung für die Textgröße oder die Anzahl der Elemente eines jeden Dokuments, und die Daten können von mehreren Datenbankquellen und über weltweit verteilte Server-Cluster abgerufen und aktualisiert werden.

Kompatibilität. CouchDB ist sehr einfach zu verwenden und bietet eine Vielzahl von Kompatibilitätsvorteilen, wenn es in Ihre bestehende Infrastruktur integriert wird. CouchDB wurde in Erlang geschrieben (eine allgemeine, nebenläufige, Garbage-Collected Programmiersprache und Laufzeitsystem), was es für Entwickler sowohl zuverlässig als auch einfach zu verwenden macht.

Aufgrund seiner Open-Source-Fähigkeiten ist CouchDB extrem flexibel und kann auf verschiedenen Betriebssystemen und Virtualisierungs-Tools installiert und betrieben werden. Es ist auch kompatibel mit PouchDB, einer leichtgewichtigen Datenbank, die für die Ausführung im Browser von mobilen Geräten entwickelt wurde.

CouchDB bietet Nutzern und Entwicklern gleichermaßen Vorteile.

Skalierbarkeit. Das Architekturdesign von CouchDB macht es extrem anpassungsfähig bei der Partitionierung von Datenbanken und der Skalierung von Daten auf mehrere Knoten. CouchDB unterstützt sowohl horizontale Partitionierung als auch Replizierung, um eine einfach verwaltbare Lösung für den Ausgleich von Lese- und Schreiblasten während einer Datenbankbereitstellung zu schaffen.

CouchDB verfügt über eine sehr robuste und zuverlässige Speichersteuerkomponente, die von Grund auf für Multicloud- und Multi-Datenbank-Infrastrukturen entwickelt wurde. Als NoSQL-Datenbank ist CouchDB sehr anpassbar und öffnet die Tür für die Entwicklung von vorhersehbaren und leistungsfähigen Anwendungen, unabhängig vom Datenvolumen oder der Anzahl der Benutzer.

Keine Lese-Sperren. In den meisten relationalen Datenbanken, in denen Daten in Tabellen gespeichert werden, wird bei einer Aktualisierung oder Änderung einer Tabelle die zu ändernde Datenzeile für andere Benutzer gesperrt, bis die Änderungsanfrage bearbeitet wurde. Dies kann zu Problemen bei der Zugänglichkeit für Kunden und zu allgemeinen Engpässen in Ihren Datenmanagementprozessen führen.

CouchDB verwendet MVCC (Multi-Version Concurrency Control), um den gemeinsamen Zugriff auf Datenbanken zu steuern. Das bedeutet, dass CouchDB unabhängig von der aktuellen Datenbanklast mit voller Geschwindigkeit und ohne Einschränkungen für seine Nutzer läuft. Da Dokumente in CouchDB in Echtzeit versionsgesteuert und angehängt werden, sehen Datenbanklesevorgänge immer den aktuellsten Snapshot der Datenbank, unabhängig davon, wer zuerst auf das Dokument zugegriffen hat.

Open-Source-Entwicklung. Aufgrund der starken Unterstützung durch die Open-Source-Community bildet CouchDB eine starke und zuverlässige Grundlage für die Verwaltung von Unternehmensdatenbanken. CouchDB wurde über mehrere Jahre als schemalose Lösung entwickelt und bietet eine beispiellose Flexibilität, die in den meisten proprietären Datenbanklösungen nicht zu finden ist.