MongoDB e Redis: differenze e affinità

MongoDB e Redis: due potentissimi database NoSQL, con priorità diverse. Mettiamoli a confronto. Mentre MongoDB è stato pensato soprattutto per grandi quantità di dati, Redis è apprezzato per la velocità. I due sistemi possono anche essere combinati fra loro.

MongoDB: scalabile e flessibile

MongoDB, il cui nome deriva dall’inglese “huMongous” (traducibile con “gigante”), è uno dei sistemi NoSQL più famosi e amati al mondo. Il database è stato sviluppato nel 2009 dall’azienda 10gen (oggi MongoDB Inc.) allo scopo di salvare ordinatamente grandi volumi di dati diversi e di gestirli in modo sicuro. Il sistema si contraddistingue in particolare per l’elevata scalabilità orizzontale e la conseguente flessibilità. MongoDB, scritto in C++, è distribuito come sistema di gestione di database open source con Server Side Public License e versioni proprietarie supplementari ed è sottoposto a sviluppo continuo.

Redis: la soluzione NoSQL che punta sulla velocità

MongoDB e Redis presentano tante differenze, ma sono accomunati dall’anno di uscita: anche Redis è stato rilasciato nel 2009. Il database in-memory, il cui nome deriva da “REmote DIctionary Server”, è stato programmato in ANSI C da Salvatore Sanfilippo. Anch’esso open source (con la licenza BSD a 3 clausole), non è relazionale, rinunciando quindi in gran parte al classico modello di tabelle. Il sistema è strutturato in modo molto semplice e convince soprattutto per la facilità d’uso e la velocità. Di per sé è molto leggero, ma può essere esteso in molti modi. Anche per questo motivo Redis è uno degli archivi chiave-valore più usati in tutto il mondo.

Scopi d’impiego

MongoDB è soprattutto un esperto assoluto nel campo dei big data. Questa soluzione NoSQL offre tutto ciò che serve per gestire grandi quantità di dati e tipi di dati diversi. È predisposta anche per adeguarsi all’aumento dei requisiti, crescendo insieme a essi. Si è affermato soprattutto per la gestione dei contenuti, per le soluzioni di e-commerce e per le applicazioni che devono restare liberamente configurabili e che necessitano di un’analisi continua in tempo reale.

Redis, invece, punta soprattutto sul fattore velocità. Anch’esso salva i dati in coppie chiave-valore e supporta svariati tipi di dati. Una delle sue particolarità è rappresentata dai tempi di reazione inferiori a un millisecondo, che permettono di elaborare contemporaneamente innumerevoli richieste in tempo reale. Redis si configura così come la scelta ottimale per il caching o i salvataggi delle sessioni, quando occorre mettere a disposizione dati di tipi diversi il più velocemente possibile. Altri settori in cui si ricorre prevalentemente a questo database sono i servizi di messaggistica istantanea e le chat room, i giochi (online), le analisi in tempo reale, lo streaming, i servizi finanziari e l’Internet of Things. Redis può essere scalato sia orizzontalmente sia verticalmente.

Funzionamento

Dal confronto tra MongoDB e Redis emerge che il modo di procedere e il funzionamento sono diversi. Entrambi i sistemi adottano un approccio non relazionale, interpretandolo però in modi diversi: MongoDB salva i dati come documenti in formato BSON, che poi riunisce in raccolte. Questi dati possono essere strutturati, semistrutturati o non strutturati. I documenti sono formati da coppie chiave-valore, dove la chiave è sempre una stringa e il valore può essere costituito, ad esempio, da altri documenti, array, valori booleani o altri tipi di file. Per garantire un’elevata disponibilità, MongoDB si basa sullo sharding, una tecnologia che distribuisce i dati tra più nodi. Le interrogazioni vengono eseguite con MongoDB Query Language.

Redis raggiunge velocità estreme perché salva tutti i dati direttamente nella RAM, che possono così essere messi a disposizione immediatamente. Rispetto a gran parte delle altre soluzioni, la latenza è quindi molto ridotta (ma allo stesso tempo lo spazio di archiviazione è limitato). Al pari dell’avversario di questo confronto, anche Redis si basa su coppie chiave-valore. Il database in-memory supporta diversi valori e strutture di dati quali hash, liste, set, stream e stringhe. Le chiavi vengono salvate in un dizionario, mentre per elaborare più valori si usa un parser. Per ulteriori funzioni di interrogazione ci sono i moduli.

Prestazioni

MongoDB è un database molto veloce, che permette di eseguire interrogazioni di lettura e scrittura ad alta velocità. Grazie alla struttura senza schema della soluzione NoSQL, anche in presenza di grandi volumi di dati non si verificano rallentamenti. Questa velocità viene raggiunta anche combinando i diversi archivi. Tuttavia, nel confronto tra MongoDB e Redis, solitamente il databaese in-memory è molto più veloce. Grazie al salvataggio diretto nella RAM, i dati sono disponibili subito, motivo per cui Redis è una soluzione ottimale quando occorre richiamare i contenuti il più velocemente possibile. Costa però in termini di RAM: usando 4 GB per 100.000 oggetti, ne consuma circa quattro volte di più di MongoDB.

Scalabilità

Se mettiamo a confronto le possibilità di ridimensionamento di MongoDB e Redis, otteniamo un quadro completamente diverso: nonostante entrambi i sistemi offrano ottime opzioni, da questo punto di vista MongoDB primeggia. Il database è progettato in modo da poter crescere orizzontalmente senza limitazioni, gestendo i più svariati tipi di dati. Con lo sharding i dati vengono distribuiti in modo da poter al contempo essere disponibili ed elaborati in modo particolarmente efficace. Redis offre scalabilità sia orizzontale sia verticale, ma per impostazione predefinita usa sempre un solo shard. Solo lo sharding con hash è possibile; l’amministrazione deve essere effettuata manualmente.

Disponibilità

Lo sharding incide positivamente anche sulla disponibilità dei dati in un database MongoDB. Il sistema utilizza set di repliche e consente agli utenti di creare fino a 50 repliche di un file, che possono poi essere salvate in nodi diversi. Grazie alle funzioni di failover automatico, non solo viene definito un punto primario, ma in caso di errore viene anche prontamente rimpiazzato.

In linea di principio anche Redis offre un’elevata disponibilità e, su richiesta, utilizza nodi diversi. Non prevede però il failover automatico, a meno che non sia configurato manualmente dall’amministratore o dall’amministratrice. Se non lo è, anche questo meccanismo deve essere avviato autonomamente.

Compatibilità

Confrontando MongoDB e Redis emerge la grande affinità in termini di compatibilità con i sistemi operativi e i linguaggi di programmazione. Essendo multipiattaforma, questi sistemi funzionano entrambi in Linux, macOS e Windows. MongoDB supporta inoltre Solaris; Redis prevede una licenza BSD. Anche la scelta dei possibili linguaggi di programmazione è molto vasta in entrambi i casi.

Linguaggio di query

Le interrogazioni in MongoDB e Redis si svolgono in maniera diversa. MongoDB si basa sul linguaggio proprietario MongoDB Query Language (MQL), che supporta una sintassi simile a JSON. È possibile eseguire anche analisi dei dati e interrogazioni in base a più campi e chiavi. Redis invece non prevede un proprio linguaggio di query, utilizzando invece comandi semplici che facilitano la ricerca dei dati e la velocizzano. Pertanto per impostazione predefinita permette di eseguire solo interrogazioni chiave-valore. Per utilizzare altre opzioni occorre integrare ulteriori moduli.

Due database open source

Un’altra caratteristica in comune fra MongoDB e Redis è l’approccio open source. Entrambi i sistemi si basano su standard aperti, usati e continuamente sviluppati da una community molto attiva. MongoDB mette a disposizione anche versioni commerciali come Enterprise o Atlas (per l’uso nel cloud), che offrono ulteriori funzionalità di sicurezza e per cui è disponibile un supporto professionale.

MongoDB e Redis: quali aziende si affidano a loro?

Molte sono le grandi aziende che hanno scelto una delle due soluzioni presentate in questo confronto. Tra le più famose che utilizzano MongoDB troviamo:

• Adobe
• Amadeus
• AppScale
• Craftbase
• Disney
• Etsy
• Foursquare
• Lyft
• MTV
• The New York Times
• Via Varejo

Redis è invece usato, tra l’altro, dalle seguenti aziende e piattaforme:

• Airbnb
• Craigslist
• GitHub
• HelloFresh
• InstaCart
• Instagram
• Pinterest
• Slack
• Snapchat
• StackOverflow
• Trello
• Uber
• X (l’ex Twitter)

MongoDB e Redis: qual è la soluzione più adatta a te?

Cosa scegliere tra MongoDB e Redis? La risposta a questa domanda dipende fortemente dalle tue esigenze. Se hai bisogno di un database che offra soprattutto una velocità elevata e una disponibilità dei dati immediata, Redis è la scelta ottimale. Se invece l’accento deve essere posto sui big data e sulla massima flessibilità possibile, MongoDB è una scelta quasi obbligata. Ma in caso di dubbio non si deve per forza scegliere: MongoDB e Redis lavorano in modo eccellente anche insieme, sommando i loro punti di forza. Così puoi sfruttare tutta la velocità di Redis sfruttando contemporaneamente tutte le opzioni di scalabilità di MongoDB.