Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ là gì?

Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ mang lại một số lợi thế mà chúng ta sẽ khám phá chi tiết ở bên dưới.

Độ trễ là khoảng thời gian trễ giữa yêu cầu truy cập dữ liệu và phản hồi của ứng dụng. Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ cung cấp độ trễ thấp có thể dự đoán được bất kể quy mô. Chúng cung cấp độ trễ đọc tính bằng micro giây, độ trễ ghi trong vài mili giây và thông lượng cao.

Do đó, lưu trữ trong bộ nhớ cho phép các doanh nghiệp đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu trong thời gian thực. Bạn có thể thiết kế các ứng dụng xử lý dữ liệu và phản hồi với các thay đổi trước khi quá muộn. Ví dụ: điện toán trong bộ nhớ dữ liệu cảm biến từ các phương tiện tự hành có thể cung cấp thời gian phản hồi tức thời như mong muốn để phanh khẩn cấp.

Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ nổi tiếng nhờ thông lượng cao. Thông lượng đề cập đến số lượng thao tác đọc (thông lượng đọc) hoặc ghi (thông lượng ghi) trong một khoảng thời gian nhất định. Ví dụ bao gồm byte/phút hoặc số giao dịch mỗi giây.

Bạn có thể điều chỉnh quy mô cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ của mình để đáp ứng nhu cầu luôn thay đổi của ứng dụng. Có thể điều chỉnh quy mô ghi và đọc mà không tác động xấu đến hiệu năng. Cơ sở dữ liệu vẫn trực tuyến và hỗ trợ các thao tác đọc và ghi trong quá trình thay đổi kích thước.

Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ là một lựa chọn phù hợp cho các ngành ngân hàng, viễn thông, trò chơi và quảng cáo di động. Dưới đây là một số ví dụ về các trường hợp sử dụng cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ.

Bộ nhớ đệm là một lớp lưu trữ dữ liệu tốc độ cao lưu trữ một tập hợp nhỏ dữ liệu thường có tính chất tạm thời. Mục đích chính của bộ nhớ đệm là tăng hiệu năng truy xuất dữ liệu bằng cách giảm nhu cầu truy cập lớp lưu trữ chậm hơn cơ bản. Điều này có nghĩa là các yêu cầu trong tương lai đối với dữ liệu đó được phục vụ nhanh hơn mức có thể bằng cách truy cập vào vị trí lưu trữ chính của dữ liệu.

Lưu bộ nhớ đệm cho phép bạn sử dụng lại dữ liệu đã điện toán hoặc truy xuất trước đó một cách hiệu quả. Kho lưu trữ dữ liệu nằm trong bộ nhớ rất phù hợp để truy cập nhanh hơn vào dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm. Lưu bộ nhớ đệm đánh đổi độ bền lấy thời gian phản hồi. Thời gian phản hồi nhanh hơn vì dữ liệu được truy xuất từ bộ nhớ, nhưng lưu bộ nhớ đệm không bảo vệ khỏi việc mất dữ liệu trong bộ nhớ. Đây là lý do tại sao lưu bộ nhớ đệm thường được sử dụng kết hợp với cơ sở dữ liệu bền bỉ dựa trên ổ đĩa.

Đặt giá thầu theo thời gian thực đề cập đến việc mua và bán lượt hiển thị quảng cáo trực tuyến. Thông thường, giá thầu phải được đưa ra khi người dùng tải trang web trong 100 đến 120 mili giây và đôi khi chỉ 50 mili giây. Trong khoảng thời gian này, các ứng dụng đặt giá thầu theo thời gian thực yêu cầu giá thầu cho vị trí quảng cáo từ tất cả người mua, chọn giá thầu chiến thắng dựa trên nhiều tiêu chí, hiển thị chào giá và thu thập thông tin sau khi hiển thị quảng cáo. Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ lý tưởng để tải nhập, xử lý và phân tích dữ liệu theo thời gian thực với độ trễ chưa đến một mili giây.

Bảng xếp hạng trò chơi tương đối cho thấy vị trí của người chơi so với những người chơi khác có thứ hạng tương tự. Những bảng xếp hạng này có thể giúp tạo dựng sự tương tác giữa người chơi và giúp người chơi không bị mất động lực so với những người chơi hàng đầu. Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ có thể nhanh chóng cung cấp kết quả sắp xếp và cập nhật bảng xếp hạng trong thời gian thực cho một trò chơi có hàng triệu người chơi.

Bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ dựa vào bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) để lưu trữ dữ liệu. Công nghệ này lưu trữ bảng dữ liệu trực tiếp trong RAM thay vì trên các ổ đĩa bên ngoài. Cấu trúc dữ liệu chuyên biệt cho phép lập chỉ mục các bản ghi dữ liệu của bạn. Các chỉ mục hoạt động như con trỏ trực tiếp đến các hàng và cột cụ thể. Tuy nhiên, dữ liệu vật lý thực tế được nén và có định dạng phi quan hệ. Khi bạn thực hiện yêu cầu truy cập, cơ sở dữ liệu sẽ điều hướng đến giá trị dữ liệu chính xác bằng cách sử dụng chỉ mục. Dữ liệu được lưu trữ luôn có sẵn ở định dạng có thể trực tiếp sử dụng.

Những yếu tố như điện toán 64 bit, giá RAM thấp hơn và máy chủ nhiều lõi giúp cho lưu trữ trong bộ nhớ trở nên phổ biến hơn. Ngoài ra, các kho dữ liệu dựa trên nền tảng đám mây cho phép bạn tăng hoặc giảm quy mô tài nguyên RAM của mình theo yêu cầu, giúp công nghệ nằm trong bộ nhớ trở nên linh hoạt và dễ tiếp cận hơn.

Một cơ sở dữ liệu truyền thống giữ lại tất cả dữ liệu trên ổ đĩa bên ngoài hoặc ổ đĩa thể rắn. Mỗi thao tác đọc và ghi đều yêu cầu truy cập ổ đĩa. Ngược lại, bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ không ưu tiên giữ lại dữ liệu. Ví dụ: bộ nhớ đệm có thể chỉ lưu dữ liệu định kỳ vào phương tiện lưu trữ bên ngoài. Tóm tắt về sự khác biệt giữa bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ và cơ sở dữ liệu truyền thống được nêu bên đưới.

Bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ cung cấp hiệu năng tốt hơn vì không giữ lại lượt ghi, loại bỏ thời gian bổ sung cần thiết để giữ lại dữ liệu. Cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ giữ lại lượt ghi, giúp các thay đổi về dữ liệu trở nên bền vững. Độ bền này phải đánh đổi bằng hiệu năng thấp hơn đối với lượt ghi. Tuy nhiên, cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ vẫn cung cấp hiệu năng tốt hơn cơ sở dữ liệu dựa trên ổ đĩa. Từ quan điểm về hiệu năng, cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ có hiệu năng nằm giữa bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ và cơ sở dữ liệu dựa trên ổ đĩa.

Bởi vì tất cả dữ liệu được lưu trữ và quản lý hoàn toàn trong bộ nhớ, bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ có nguy cơ mất dữ liệu khi xảy ra lỗi xử ký hoặc lỗi máy chủ. Để cải thiện độ bền, bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ có thể giữ lại dữ liệu định kỳ trên cơ sở dữ liệu trên ổ đĩa. Chúng tôi làm rõ một số cơ chế để cải thiện độ bền bên dưới.

Các tệp ảnh chụp nhanh ghi lại trạng thái của cơ sở dữ liệu tại một thời điểm nhất định. Bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ tạo ảnh chụp nhanh định kỳ hoặc trong quá trình tắt máy được kiểm soát. Mặc dù ảnh chụp nhanh cải thiện độ bền ở một mức độ nào đó, vẫn có thể xảy ra mất dữ liệu giữa các lần chụp nhanh.

Lập bản ghi giao dịch ghi lại các thay đổi với cơ sở dữ liệu trong một tệp nhật ký bên ngoài. Việc lập bản ghi giao dịch không phụ thuộc vào việc đọc/ghi dữ liệu và không ảnh hưởng đến hiệu năng. Tệp nhật ký tạo điều kiện khôi phục tự động bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ.

Một số bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ dựa vào khả năng dự phòng để cung cấp độ sẵn sàng cao. Chúng duy trì nhiều bản sao của cùng một dữ liệu trong các mô-đun bộ nhớ khác nhau. Lỗi mô-đun sẽ kích chuyển đổi dự phòng tự động sang bản sao lưu trùng lặp. Điều này giảm thiểu nguy cơ mất dữ liệu với bộ nhớ đệm.

AWS cung cấp một số dịch vụ bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ và cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ được quản lý đầy đủ khác nhau cho các nhu cầu cụ thể của bạn.

Amazon MemoryDB dành cho Redis là một dịch vụ cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ có tính bền bỉ, đem lại hiệu suất siêu nhanh. Nó tương thích với Redis, một kho dữ liệu nguồn mở phổ biến. Dịch vụ này cho phép khách hàng nhanh chóng xây dựng các ứng dụng bằng cách sử dụng chính các cấu trúc dữ liệu Redis, API cùng lệnh linh hoạt và thân thiện mà hiện họ đã sử dụng. Amazon MemoryDB cũng lưu trữ dữ liệu của bạn lâu dài trên nhiều Vùng sẵn sàng (AZ) bằng cách sử dụng một bản ghi giao dịch Nhiều AZ để cho phép nhanh chóng chuyển đổi dự phòng, khôi phục cơ sở dữ liệu và khởi động lại nút.

Amazon ElastiCache dành cho Redis là một dịch vụ lưu bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ cực kỳ nhanh, giúp hạ độ trễ thấp đến micro giây để hỗ trợ các ứng dụng có quy mô internet theo thời gian thực. Các nhà phát triển có thể sử dụng ElastiCache dành cho Redis như một bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ hoặc các trường hợp sử dụng không yêu cầu độ bền dữ liệu cao. Cấu hình cụm ElastiCache dành cho Redis hỗ trợ khách hàng chạy khối lượng công việc Redis với dung lượng trong bộ nhớ lên đến 6,1 TB trong một cụm duy nhất. ElastiCache dành cho Redis cũng cung cấp khả năng thêm và xóa phân mảnh khỏi một cụm đang chạy. Bạn có thể điều chỉnh quy mô khối lượng công việc cụm Redis của mình vào và ra một cách linh hoạt để thích ứng với những thay đổi về nhu cầu.

Amazon ElastiCache dành cho Memcached là dịch vụ lưu bộ nhớ đệm khóa-giá trị nằm trong bộ nhớ tương thích với Memcached. Dịch vụ này mang lại hiệu năng cao, dễ sử dụng và đơn giản tương tự như Memcached. ElastiCache dành cho Memcached được quản lý toàn phần, có quy mô linh hoạt và bảo mật, là lựa chọn lý tưởng cho các trường hợp sử dụng mà dữ liệu thường xuyên được truy cập phải nằm trong bộ nhớ.

Bắt đầu sử dụng bộ nhớ đệm nằm trong bộ nhớ hoặc cơ sở dữ liệu nằm trong bộ nhớ trên AWS bằng cách tạo tài khoản miễn phí ngay hôm nay!