MongoDBのメカニズム
MongoDB はドキュメント指向 NoSQL データベース システムです。その基盤となる原則は次のとおりです。
- ドキュメント格納：MongoDBの基本単位はドキュメントです。ドキュメントとはキーと値のペアからなるデータ構造です。ドキュメントはBSON（バイナリJSON）フォーマットでディスクに格納され、複雑なデータ構造を簡単に表現します。
- ドキュメントとデータベース：MongoDBでは、ドキュメントはコレクションに、コレクションはデータベースにまとめられます。データベースは、いったくかのコレクションを格納できる物理的な格納領域です。MongoDBは、データベースを管理・アクセスするために、独立したプロセスを使用しています。
- シャード化：MongoDBは水平スケールをサポートし、複数のマシンにデータを分散できます。シャード化とは、データを複数のチャンクに分割し、別のマシンに分散することです。これにより、データの格納容量と読み取り/書き込みパフォーマンスが向上します。
- レプリカセット：MongoDBはレプリカセット機能を備え、データの高可用性と耐障害性を実現します。レプリカセットはデータのコピーの集合で、そのうち1つのコピーがプライマリノードとして、すべての書き込み操作と読み取り操作を処理します。他のコピー（セカンダリ）は読み取り操作のロードバランシングと障害回復に使用されます。
- 検索とインデックス：MongoDBは、複雑なデータの検索にクエリ演算子を使用できる柔軟なクエリ言語をサポートします。クエリ速度を向上させるために、MongoDBはインデックスもサポートしています。インデックスは、特定のフィールドごとにデータをソートして検索し、クエリパフォーマンスを向上させます。
- メモリ管理：MongoDBはメモリマッピングファイルを使用してディスク上のデータを管理します。データファイルはメモリ上にマッピングされ、データの高速な読み書きが実現します。MongoDBはLRU（Least Recently Used：最近最も使用されていない）キャッシュアルゴリズムを使用してメモリを管理し、最も頻繁にアクセスされるデータを優先的にキャッシュします。
MongoDBは、ドキュメントストア型のNoSQLデータベースシステムであり、水平スケーリングとレプリカセットに対応し、柔軟なクエリとインデックス機能を提供し、メモリマップファイルにより高速なデータの読み書きを実現しています。
