グローバルはデータを保存するための伝家の宝刀です。 木。 パート2

はじめに - パート 1 を参照してください。

3. グローバルを使用する場合の構造のバリエーション

順序付きツリーのような構造には、さまざまな特殊なケースがあります。グローバルを操作するときに実用的な価値があるものを考えてみましょう。

3.1 特殊なケース 1. 分岐のない XNUMX つのノード

グローバルは配列のように使用できるだけでなく、通常の変数のようにも使用できます。たとえば、カウンターとしては次のようになります。

Set ^counter = 0  ; установка счётчика
Set id=$Increment(^counter) ;  атомарное инкрементирование

この場合、グローバルは、その意味に加えて、分岐を持つこともできます。一方が他方を排除することはありません。

3.2 特殊なケース 2. XNUMX つの頂点と多数の枝

一般に、これは古典的なキーと値のベースです。そして、値のタプルを値として保存すると、主キーを持つごく普通のテーブルが得られます。

グローバルにテーブルを実装するには、列の値から行を自分で生成し、主キーを使用してグローバルに保存する必要があります。読み取り時に文字列を再度列に分割できるようにするには、次を使用できます。

1. 区切り文字。

   Set ^t(id1) = "col11/col21/col31"
   Set ^t(id2) = "col12/col22/col32"

2. 各フィールドが所定のバイト数を占める厳格なスキーム。リレーショナル データベースで行われるのと同じです。
3. 値の文字列を作成する特別な関数 $LB (キャッシュで利用可能)。

   Set ^t(id1) = $LB("col11", "col21", "col31")
   Set ^t(id2) = $LB("col12", "col22", "col32")

興味深いことに、グローバルを使用してリレーショナル データベースのセカンダリ インデックスと同様のことを行うのは難しくありません。このような構造をインデックス グローバルと呼びましょう。インデックス グローバルは、メイン グローバルの主キーの一部ではないフィールドを迅速に検索するための補助ツリーです。これに入力して使用するには、追加のコードを記述する必要があります。

最初の列にグローバル索引を作成しましょう。

Set ^i("col11", id1) = 1
Set ^i("col12", id2) = 1

ここで、最初の列の情報をすばやく検索するには、グローバルな情報を調べる必要があります。 ^i そして、最初の列の目的の値に対応する主キー (id) を見つけます。

値を挿入すると、必要なフィールドの値グローバルとインデックス グローバルの両方をすぐに作成できます。信頼性を高めるために、すべてをトランザクションにラップしましょう。

TSTART
Set ^t(id1) = $LB("col11", "col21", "col31")
Set ^i("col11", id1) = 1
TCOMMIT

Mでのやり方の詳細 グローバルのテーブル, セカンダリインデックスのエミュレーション.

このようなテーブルは、行の挿入/更新/削除の関数が COS/M で記述されコンパイルされていれば、従来のデータベースと同じくらい速く (またはさらに速く) 動作します。TSTART および TCOMMIT コマンド (トランザクション) の使用を含む、1 つの 2 列テーブルへの一括 INSERT および SELECT のテストでこのステートメントを確認しました。

同時アクセスと並列トランザクションを使用するより複雑なシナリオはテストしていません。

トランザクションを使用しない場合、挿入率は 778 万値あたり 361 挿入/秒でした。
300 億の値 - 422 挿入/秒。

トランザクションを使用する場合 - 572M 挿入の場合、082 挿入/秒。すべての操作はコンパイルされた M コードから実行されました。
ハードドライブはSSDではなく通常のものです。ライトバック付きの RAID5。 Phenom II 1100T プロセッサー。

同様の方法で SQL データベースをテストするには、ループ内で挿入を実行するストアド プロシージャを作成する必要があります。 MySQL 5.5 (InnoDB ストレージ) をテストしたとき、この方法を使用すると、11 秒あたり XNUMXK を超える挿入数は得られませんでした。
はい、グローバル上のテーブルの実装は、リレーショナル データベースよりも複雑に見えます。したがって、グローバル上の産業データベースには SQL アクセスがあり、表形式データの操作を簡素化できます。

一般に、データ スキーマが頻繁に変更されず、挿入速度が重要でなく、データベース全体を正規化されたテーブルの形式で簡単に表現できる場合は、より高いレベルの抽象化が提供される SQL を使用した方が簡単です。 。

この特定のケースで私が示したかったのは、 グローバルは、他のデータベースを作成するためのコンストラクターとして機能できます。。他の言語を記述できるアセンブラのようなもの。グローバルで類似物を作成する方法の例を次に示します。 キーと値、リスト、セット、表形式、ドキュメント指向のデータベース。

最小限の労力で何らかの非標準データベースを作成する必要がある場合は、グローバルに注目する必要があります。

3.3 特殊なケース 3. XNUMX レベルのツリー、第 XNUMX レベルの各ノードには固定数の分岐があります

おそらくご想像のとおり、これはグローバル上のテーブルの代替実装です。この実装を以前の実装と比較してみましょう。

2 レベルのツリー上のテーブルと単一レベルのツリー上で。

コンズ
プロたち

1. ノードの数を列の数と同じに設定する必要があるため、挿入が遅くなります。
2. ディスク容量の消費量が増加します。列名を含むグローバル インデックス (配列インデックスとして理解される) はディスク領域を占有し、行ごとに複製されるためです。

1. 文字列を解析する必要がないため、個々の列の値に高速にアクセスできます。私のテストによると、11,5 つの列では 2% 高速になり、多数の列ではそれ以上高速になりました。
2. データスキーマの変更が容易になる
3. より明確なコード

結論： 誰にとってもそうではありません。速度はグローバルの最も重要な利点の 1 つであるため、リレーショナル データベースのテーブルよりも高速に実行されない可能性が高く、この実装を使用する意味はほとんどありません。

3.4 一般的なケース。樹木と秩序ある樹木

ツリーとして表現できるデータ構造は、グローバルに完全に適合します。

3.4.1 サブオブジェクトを持つオブジェクト

これは、グローバルの伝統的な使用の領域です。医療現場には、膨大な数の病気、薬、症状、治療法があります。患者ごとに 99 万ものフィールドを含むテーブルを作成するのは非合理的です。さらに、フィールドの XNUMX% は空になります。

SQL データベースのテーブルを想像してください: 「患者」 - 100 フィールド、「医学」 - 000 フィールド、「治療」 - 100 フィールド、「合併症」 - 000 フィールドなど。等々。あるいは、それぞれが特定の種類の患者 (重複する可能性があります!)、治療法、薬剤、およびこれらのテーブル間の接続用のさらに数千のテーブルごとに、何千ものテーブルからなるデータベースを作成することもできます。

グローバルは、空の列に余分なディスク領域を無駄にすることなく、各患者の病歴、さまざまな治療法、および薬の作用の正確な説明をツリー形式で作成できるため、医療に最適です。関係の場合に当てはまります。

グローバルを使用すると、人物に関するデータを含むデータベースを作成するのに便利です、クライアントに関するさまざまな情報を最大限に蓄積し、体系化することが重要な場合。これは医療、銀行、マーケティング、アーカイブなどの分野で需要があります

.
もちろん、SQL では、いくつかのテーブルだけを含むツリーをエミュレートすることもできます (EAV, 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10) ただし、これは非常に複雑であり、速度が遅くなります。基本的に、テーブルで動作するグローバルを作成し、テーブルでのすべての作業を抽象化レイヤーの下に隠す必要があります。上位レベルのテクノロジ (SQL) を使用して下位レベルのテクノロジ (グローバル) をエミュレートするのは間違いです。不適切。

巨大なテーブルのデータ スキーマの変更 (ALTER TABLE) にかなりの時間がかかることは周知の事実です。たとえば、MySQL は、古いテーブルから新しいテーブル (テスト済みの MyISAM、InnoDB エンジン) に情報を完全にコピーすることによって、ALTER TABLE ADD|DROP COLUMN を実行します。これにより、数十億のレコードを含む稼働中のデータベースが数週間とは言わないまでも、数日間ハングアップする可能性があります。

グローバルを使用する場合、データ構造を変更しても費用はかかりません。 いつでも、階層の任意のレベルで、任意のオブジェクトに必要な新しいプロパティを追加できます。ブランチの名前変更に関連する変更は、実行中のデータベースのバックグラウンドで実行できます。


したがって、膨大な数のオプションのプロパティを持つオブジェクトを保存する場合には、グローバルが最適な選択肢となります。

さらに、グローバルではすべてのパスが B ツリーであるため、どのプロパティにも瞬時にアクセスできることを思い出してください。

一般に、グローバル データベースは、階層情報を格納する機能を備えたドキュメント指向データベースの一種です。したがって、ドキュメント指向のデータベースは、医療記録の保存の分野で世界のデータベースと競合することができます。 しかし、それはまだ全く同じではありません比較のために MongoDB を取り上げてみましょう。 このドメインでは 次の理由でグローバルに負けます。

1. ドキュメントのサイズ。 ストレージユニットは、最大約 16MB の JSON 形式 (より正確には BSON) のテキストです。この制限は、巨大な JSON ドキュメントが JSON データベースに保存され、フィールドからアクセスされた場合に、解析中に JSON データベースの速度が低下しないようにするために特別に設けられました。この文書には患者に関するすべての情報が含まれている必要があります。患者記録がいかに分厚いかは誰もが知っています。カードの最大サイズが 16 MB であるため、MRI ファイル、X 線スキャン、その他の研究が含まれる疾患カードを持つ患者は直ちに終了します。グローバルの XNUMX つのブランチに、ギガバイトやテラバイトの情報を含めることができます。原則的にはこれで終わらせることができますが、私は続けます。
2. 患者のカルテ内の新しいプロパティの意識/変更/削除の時間。 このようなデータベースは、マップ全体をメモリに読み取り (これは大量です!)、BSON を解析し、新しいノードを追加/変更/削除し、インデックスを更新し、BSON にパックしてディスクに保存する必要があります。グローバルは、特定のプロパティにアクセスして操作するだけで済みます。
3. 個々のプロパティにすばやくアクセスできます。 ドキュメント内に多くのプロパティがあり、そのマルチレベル構造がある場合、グローバル内の各パスが B ツリーであるため、個々のプロパティへのアクセスが高速になります。 BSON では、ドキュメントを線形に解析して目的のプロパティを見つける必要があります。

3.3.2 連想配列

連想配列は (ネストされた配列であっても) グローバルに完全に適合します。たとえば、PHP からのこのような配列は、最初の図 3.3.1 に表示されます。

$a = array(
  "name" => "Vince Medvedev",
  "city" => "Moscow",
  "threatments" => array(
    "surgeries" => array("apedicectomy", "biopsy"),
    "radiation" => array("gamma", "x-rays"),
    "physiotherapy" => array("knee", "shoulder")
  )
);

3.3.3 階層型ドキュメント: XML、JSON

グローバルにも簡単に保存できます。様々なレイアウトで収納が可能です。

XML
XML を解析してグローバルにする最も簡単な方法は、タグ属性をノードに格納することです。また、タグ属性にすばやくアクセスする必要がある場合は、それらを別のブランチに移動できます。

<note id=5>
<to>Вася</to>
<from>Света</from>
<heading>Напоминание</heading>
<body>Позвони мне завтра!</body>
</note>

COS では、これは次のコードに対応します。

Set ^xml("note")="id=5"
Set ^xml("note","to")="Саша"
Set ^xml("note","from")="Света"
Set ^xml("note","heading")="Напоминание"
Set ^xml("note","body")="Позвони мне завтра!"

注： XML、JSON、連想配列の場合、グローバルに表示するさまざまな方法を思いつくことができます。この場合、note タグ内のサブタグの順序は反映されませんでした。世界的に ^xml サブタグはアルファベット順に表示されます。順序を厳密に反映するには、たとえば次の表示を使用できます。

JSON。
セクション 3.3.1 の最初の図は、この JSON ドキュメントの反映を示しています。

var document = {
  "name": "Vince Medvedev",
  "city": "Moscow",
  "threatments": {
    "surgeries": ["apedicectomy", "biopsy"],
    "radiation": ["gamma", "x-rays"],
    "physiotherapy": ["knee", "shoulder"]
  },
};

3.3.4 階層関係によって接続された同一の構造

例: 営業所の構造、MLM 構造内の従業員の位置、チェスの求人データベース。

データベースデビュー。 ストローク力の推定値をグローバルノードの指標値として使用できます。次に、最も強い手を選択するには、最大の重みを持つ枝を選択すれば十分です。グローバルでは、各レベルのすべてのブランチが移動の強さによって並べ替えられます。

営業所の構造、MLMの人の構造。 ノードは、サブツリー全体の特性を反映する特定のキャッシュ値を保存できます。たとえば、特定のサブツリーの売上高などです。いつでも、どの支店の業績を反映した数字を得ることができます。

4. グローバルを使用するのが最も有益なのはどのような場合ですか?

最初の列では、グローバルを使用することで速度が大幅に向上するケースを示し、2 番目の列では、設計またはデータ モデルが簡素化されるケースを示します。

スピード
データ処理/プレゼンテーションの容易さ

1. 挿入 [レベルごとに自動ソート]、[マスターキーによるインデックス作成]
2. サブツリーの削除
3. 個別のアクセスを必要とする多数のネストされたプロパティを持つオブジェクト
4. 存在しないブランチであっても、子ブランチをバイパスできる階層構造
5. サブツリーの深さ優先走査

1. 膨大な数のオプション [および/またはネストされた] プロパティ/エンティティを持つオブジェクト/エンティティ
2. スキーマのないデータ。新しい物件が出現し、古い物件が消滅することがよくあるとき。
3. カスタム データベースを作成する必要があります。
4. パスベースとデシジョンツリー。パスをツリーとして表すと便利な場合。
5. 再帰を使用せずに階層構造を削除する

延長 「グローバルはデータを保存する宝剣です。スパース配列。パート3」.

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出所： habr.com