（十四）——實(shí)體化視圖模式

云計(jì)算設(shè)計(jì)模式（十四）——實(shí)體化視圖模式

產(chǎn)生過(guò)在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)預(yù)填充的觀點(diǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)被格式化以不利于所需的查詢操作的一種方式。這種模式可以幫助支持高效的查詢和提取數(shù)據(jù)，并提高應(yīng)用程序的性能。

背景和問題

何時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先級(jí)為開發(fā)者和數(shù)據(jù)管理員經(jīng)常集中在如何將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而不是它是如何讀出。所選擇的存儲(chǔ)格式通常是密切相關(guān)的數(shù)據(jù)，用于管理數(shù)據(jù)的大小和數(shù)據(jù)的完整性，并且在使用的那種存儲(chǔ)的要求的格式。例如，使用的 NoSQL 文獻(xiàn)商店時(shí)，該數(shù)據(jù)通常被表示為一系列的聚集體，其每一個(gè)包含了所有的信息，該實(shí)體。

然而，這可能對(duì)查詢產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)查詢需要從一些實(shí)體，如訂單的幾個(gè)客戶沒有所有的順序的信息的匯總的數(shù)據(jù)的一個(gè)子集，它必須提取所有的相關(guān)實(shí)體的數(shù)據(jù)，以獲得所需的信息。

解決方案

以支持高效的查詢，一個(gè)常見的解決方案是生成，預(yù)先，即物化數(shù)據(jù)中最適合于所要求的結(jié)果集的格式的圖。其中源數(shù)據(jù)不是一個(gè)格式適合于查詢，在那里產(chǎn)生一個(gè)合適的查詢中的實(shí)體化視圖模式描述產(chǎn)生數(shù)據(jù)的預(yù)先填充的觀點(diǎn)在環(huán)境中是困難的，或者其中的查詢性能差，由于該數(shù)據(jù)或該性質(zhì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。

這些實(shí)例化視圖，其中只包含一個(gè)查詢所需的數(shù)據(jù)，以便應(yīng)用程序能夠快速獲得他們需要的信息。除了連接表或組合的數(shù)據(jù)實(shí)體，物化視圖可以包括計(jì)算列或數(shù)據(jù)項(xiàng)的指定作為查詢的一部分的當(dāng)前值，組合值或?qū)?shù)據(jù)項(xiàng)執(zhí)行的轉(zhuǎn)換的結(jié)果，和值。物化視圖甚至可以就某一個(gè)單一的查詢優(yōu)化。

關(guān)鍵的一點(diǎn)是，一個(gè)實(shí)體化視圖，它包含的數(shù)據(jù)完全是一次性的，因?yàn)樗梢酝耆珡脑磾?shù)據(jù)存儲(chǔ)重建。實(shí)例化視圖是不能直接更新的應(yīng)用程序，因此它實(shí)際上是一個(gè)專門的緩存。

何時(shí)該視圖更改源數(shù)據(jù)，視圖必須被更新以包括新的信息。這可以在適當(dāng)?shù)娜粘套詣?dòng)發(fā)生，或在系統(tǒng)檢測(cè)到變化到原始數(shù)據(jù)的時(shí)候。在其他情況下，可能需要手動(dòng)重新生成視圖。

圖1示出如何實(shí)體化視圖圖案可能被使用的例子。

圖1 - 實(shí)體化視圖模式

問題和注意事項(xiàng)

在決定如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)模式時(shí)，請(qǐng)考慮以下幾點(diǎn)：

• 考慮如何以及何時(shí)該視圖將被更新。理想的情況下，將被再生響應(yīng)于一個(gè)事件，指示改變到所述源數(shù)據(jù)，盡管在某些情況下，這可能導(dǎo)致過(guò)度的開銷，如果源數(shù)據(jù)發(fā)生急劇的變化?；蛘?，考慮使用計(jì)劃任務(wù)，外部觸發(fā)或手動(dòng)操作來(lái)啟動(dòng)該視圖的再生。
• 在某些系統(tǒng)中，使用事件采購(gòu)圖案保持僅修改的數(shù)據(jù)的事件存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，例如，實(shí)體化視圖可能是必要的。通過(guò)檢查所有事件，以確定當(dāng)前狀態(tài)預(yù)先填充的觀點(diǎn)可以得到從事件存儲(chǔ)信息的唯一方式。在使用事件采購(gòu)時(shí)比其它情況下，有必要測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是物化視圖可以提供。物化視圖往往是專門針對(duì)一個(gè)或少數(shù)的查詢。如果許多查詢必須被使用，維護(hù)實(shí)例化視圖可能會(huì)導(dǎo)致不可接受的存儲(chǔ)容量的要求和存儲(chǔ)成本。
• 生成的視圖時(shí)，和更新視圖時(shí)，如果這發(fā)生在一個(gè)日程表考慮數(shù)據(jù)一致性的影響。如果源數(shù)據(jù)發(fā)生了變化時(shí)，生成的視圖時(shí)的點(diǎn)，在該視圖中的數(shù)據(jù)的復(fù)制可能會(huì)與原來(lái)的數(shù)據(jù)完全一致。
• 考慮在那里你將存儲(chǔ)的視圖。認(rèn)為不必位于同一商店或分區(qū)的原始數(shù)據(jù)。它可能是從幾個(gè)不同的分區(qū)合并的一個(gè)子集。
• 如果視圖是短暫的，僅僅是用來(lái)通過(guò)反映該數(shù)據(jù)的當(dāng)前狀態(tài)來(lái)提高查詢性能，或提高擴(kuò)展性，它可被存儲(chǔ)在高速緩存中或者在一個(gè)較不可靠的位置。它可以的，如果失去了重建。
• 當(dāng)定義一個(gè)實(shí)體化視圖中，在數(shù)據(jù)項(xiàng)或列的基礎(chǔ)上計(jì)算的或現(xiàn)有的數(shù)據(jù)項(xiàng)的轉(zhuǎn)換的視圖，在查詢傳遞的值，或者對(duì)這些值，其中，這是適當(dāng)?shù)慕M合發(fā)揮其最大價(jià)值。
• 凡存儲(chǔ)機(jī)制支持它，考慮索引實(shí)體化視圖，以進(jìn)一步提高性能。大多數(shù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)支持索引的意見，因?yàn)檫@樣做是基于Apache Hadoop的大數(shù)據(jù)解決方案。

何時(shí)使用這個(gè)模式

這種模式非常適合于：

• 創(chuàng)建實(shí)例化視圖以上數(shù)據(jù)是難以直接查詢，或者查詢必須以提取存儲(chǔ)在歸一化，半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的方式數(shù)據(jù)非常復(fù)雜。
• 創(chuàng)建臨時(shí)視圖，可以顯著提高查詢性能，或可直接充當(dāng)UI源視圖或數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象（DTO 的），進(jìn)行報(bào)告，或進(jìn)行顯示。
• 支持偶爾連接或斷開連接的情況，其中連接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并不總是可用的。該視圖可能在這種情況下被本地緩存。
• 簡(jiǎn)化查詢和在不需要源數(shù)據(jù)格式的知識(shí)的方式曝光數(shù)據(jù)用于實(shí)驗(yàn)。例如，通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，或在 NoSQL 的存儲(chǔ)的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)合不同的表，然后格式化的數(shù)據(jù)，以滿足它的最終用途。
• 提供訪問源數(shù)據(jù)的特定子集，出于安全或隱私原因，不應(yīng)該是一般訪問，公開進(jìn)行修改，或者完全暴露給用戶。
• 使用基于他們的個(gè)人能力不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在彌合脫節(jié)。例如，通過(guò)使用云存儲(chǔ)中是有效率的用于寫入作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并能提供良好的查詢和讀取性能保持實(shí)例化視圖的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。

這種模式可能不適合于下列情況：

• 源數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單，便于查詢。
• 源數(shù)據(jù)非常迅速的變化，或者可以在不使用視圖來(lái)訪問。中創(chuàng)建視圖處理開銷可能會(huì)避免在這些情況下。
• 一致性是一個(gè)高優(yōu)先級(jí)。的意見可能并不總是與原始數(shù)據(jù)完全一致。

例子

圖2示出了使用實(shí)體化視圖模式的一個(gè)例子。在訂單，訂單項(xiàng)數(shù)據(jù)，并在微軟的Azure存儲(chǔ)帳戶單獨(dú)的分區(qū)表的客戶相結(jié)合，生成包含在電子類別中的每個(gè)產(chǎn)品銷售總額的視圖，客戶是誰(shuí)的采購(gòu)數(shù)量的計(jì)數(shù)在一起每個(gè)項(xiàng)目。

圖2 - 使用實(shí)體化視圖模式產(chǎn)生銷售的總結(jié)

創(chuàng)建這個(gè)實(shí)例化視圖需要復(fù)雜的查詢。然而，通過(guò)將查詢結(jié)果作為實(shí)體化視圖，用戶可以輕松獲得的結(jié)果和直接使用它們，或?qū)⑵浼{入另一個(gè)查詢。觀點(diǎn)很可能在一個(gè)報(bào)告系統(tǒng)或儀表板中使用，所以可以更新計(jì)劃的基礎(chǔ)上，如每周一次。

注意： 雖然這個(gè)例子使用的 Azure 表存儲(chǔ)，許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)還提供了實(shí)例化視圖的原生支持。