SQLite در ابر: راه حل های مقیاس پذیر برای مدیریت داده ها

معرفی
در سال‌های اخیر، گسترش محاسبات ابری، شیوه‌ای را که توسعه‌دهندگان به مدیریت داده‌ها نگاه می‌کنند، متحول کرده است. به طور سنتی، SQLite مترادف با پایگاه داده های جاسازی شده در برنامه های موبایل و دسکتاپ بوده است. با این حال، طبیعت سبک و سادگی آن، آن را به گزینه ای جذاب برای راه حل های مبتنی بر ابر نیز تبدیل می کند. در این مقاله، استفاده از SQLite را در فضای ابری بررسی خواهیم کرد و راه حل های مقیاس پذیر برای مدیریت کارآمد داده ها را مورد بحث قرار خواهیم داد.

آشنایی با SQLite:
SQLite یک موتور پایگاه داده SQL تراکنشی، بدون سرور، بدون پیکربندی است. این به طور گسترده ای به دلیل سادگی، قابلیت اطمینان و ردپای کوچک خود شناخته شده است، که آن را به گزینه ای محبوب برای سیستم های تعبیه شده و برنامه های کاربردی مستقل تبدیل می کند. بر خلاف سیستم های مدیریت پایگاه داده مشتری-سرور مانند MySQL یا PostgreSQL، SQLite مستقیماً بر روی دیسک کار می کند و به فرآیند سرور جداگانه نیاز ندارد.

چالش‌های مدیریت داده‌های ابری:
در حالی که SQLite در سناریوهایی که در آن سادگی و مصرف کم منابع مهم است، برتری دارد، مناسب بودن آن برای برنامه‌های مبتنی بر ابر از لحاظ تاریخی به دلیل نگرانی‌های مقیاس‌پذیری زیر سوال رفته است. محیط‌های ابری معمولاً حجم زیادی از داده‌ها را مدیریت می‌کنند و به مقیاس‌پذیری قوی و ویژگی‌های همزمان نیاز دارند، مناطقی که SQLite به طور سنتی فاقد آن است.

راه حل های مقیاس پذیر با SQLite در فضای ابری:
علیرغم محدودیت‌های درک شده، SQLite می‌تواند به طور موثر در محیط‌های ابری با اجرای استراتژی‌ها و بهترین شیوه‌های خاص مورد استفاده قرار گیرد:

اشتراک گذاری داده ها:

یکی از روش‌های مقیاس‌بندی SQLite در فضای ابری، اشتراک‌گذاری داده است، که در آن مجموعه داده‌ها به صورت افقی در چندین پایگاه داده SQLite تقسیم می‌شوند.
هر قطعه را می توان در یک گره یا نمونه جداگانه در محیط ابر میزبانی کرد که امکان پردازش پرس و جو موازی و مقیاس پذیری بهبود یافته را فراهم می کند.
توسعه دهندگان می توانند منطق اشتراک گذاری سفارشی را بر اساس معیارهای خاصی مانند شناسه های کاربر، مکان های جغرافیایی یا فواصل زمانی پیاده سازی کنند.
تکرار و تعادل بار:

Replication شامل نگهداری چندین نسخه از پایگاه داده در گره های مختلف برای اطمینان از در دسترس بودن بالا و تحمل خطا است.
متعادل کننده های بار درخواست های دریافتی را در این نمونه های تکراری توزیع می کنند و از تبدیل شدن هر گره به گلوگاه جلوگیری می کنند.
پشتیبانی SQLite از کپی‌های فقط خواندنی، آن را برای سناریوهایی که بارهای کاری سنگین خواندنی باید در چندین گره توزیع شود، مناسب می‌سازد.
عملیات ذخیره سازی و حافظه داخلی:

استفاده از پایگاه‌های داده درون حافظه یا مکانیزم‌های کش می‌تواند عملکرد SQLite را در محیط‌های ابری به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
داده‌هایی که اغلب به آنها دسترسی پیدا می‌کند را می‌توان با استفاده از ابزارهایی مانند Redis یا Memcached در حافظه پنهان کرد، که سربار ورودی/خروجی دیسک را کاهش می‌دهد و اجرای پرس و جو را سرعت می‌بخشد.
توسعه‌دهندگان باید به دقت نقاط مهم را در برنامه‌های خود شناسایی کنند و استراتژی‌های کش را بر این اساس برای به حداکثر رساندن دستاوردهای عملکرد به کار گیرند.
صف های وظایف ناهمزمان:

از صف‌های وظایف ناهمزمان مانند Celery یا RabbitMQ می‌توان برای تخلیه عملیات طولانی‌مدت پایگاه داده از رشته برنامه اصلی استفاده کرد.
با جدا کردن عملیات پایگاه داده از رسیدگی به درخواست، توسعه دهندگان می توانند پاسخگویی و مقیاس پذیری را بدون به خطر انداختن عملکرد بهبود بخشند.
وظایف را می‌توان در پس‌زمینه پردازش کرد و به برنامه اجازه می‌دهد بدون وقفه به ارائه درخواست‌ها ادامه دهد.
مطالعه موردی: SQLite در یک برنامه SaaS:
برای نشان دادن اجرای عملی SQLite در یک محیط مبتنی بر ابر، اجازه دهید یک نرم افزار فرضی Software-as-a-A-Service (SaaS) را در نظر بگیریم که از SQLite برای ذخیره سازی داده ها استفاده می کند:

سناریو:

برنامه SaaS ما خدمات مدیریت پروژه را به مشتریان ارائه می دهد و به آنها امکان ایجاد، سازماندهی و همکاری در پروژه های مختلف را می دهد.
هر پروژه از وظایف، نظرات و پیوست های متعددی تشکیل شده است که همه آنها باید به طور موثر ذخیره شوند و به آنها دسترسی داشته باشید.
معماری:

این برنامه بر روی یک پلت فرم ابری مانند خدمات وب آمازون (AWS) یا Microsoft Azure با استفاده از معماری میکروسرویس مستقر شده است.
پایگاه‌های داده SQLite بر اساس شناسه مستاجر تقسیم می‌شوند و هر مستاجر نمونه پایگاه داده اختصاصی خود را دارد.
Replication برای اطمینان از در دسترس بودن بالا و تحمل خطا، با کپی‌های فقط خواندنی اجرا می‌شود که درخواست‌های خواندنی سنگین را ارائه می‌کنند.
فواید:

ماهیت سبک وزن و سهولت استقرار SQLite آن را به انتخابی مقرون به صرفه برای استارت آپ ها و کسب و کارهای کوچک تبدیل کرده است.
این برنامه می‌تواند با افزودن خرده‌ها یا کپی‌های بیشتر با افزایش تعداد کاربران، بدون تغییرات معماری قابل توجه، به‌صورت افقی مقیاس‌بندی شود.
علیرغم مدیریت همزمان هزاران کاربر، برنامه به لطف استراتژی های مدیریت داده کارآمد، تاخیر کم و توان عملیاتی بالایی دارد.
نتیجه:
SQLite که زمانی عمدتاً برای سیستم‌های تعبیه‌شده و برنامه‌های کاربردی مستقل در نظر گرفته می‌شد، برای رسیدگی به نیازهای مقیاس‌پذیری محیط‌های مبتنی بر ابر مدرن تکامل یافته است. توسعه دهندگان با استفاده از تکنیک هایی مانند اشتراک گذاری داده ها، تکثیر، کش کردن، و پردازش وظایف ناهمزمان، می توانند از SQLite برای ساخت برنامه های کاربردی ابری مقیاس پذیر و کارآمد استفاده کنند. همانطور که رایانش ابری همچنان بر چشم انداز نرم افزار تسلط دارد، SQLite همچنان یک انتخاب قانع کننده برای توسعه دهندگانی است که به دنبال سادگی بدون به خطر انداختن عملکرد یا مقیاس پذیری هستند.