Kitap 04 · Özet sayfa

Veritabanları

Verinin nasıl saklandığı, sorgulandığı ve tutarlı tutulduğu: SQL, NoSQL, indeksler ve transaction'lar.

01ACIDAtomiklik, Tutarlılık, Yalıtım, Dayanıklılık: ACID; atomiklik, tutarlılık, yalıtım ve dayanıklılıktan oluşan, hata ya da çökme olsa bile veritabanı transaction'larını güvenilir tutan dört garantidir.
Atomiklik: bir transaction ya tamamen başarılı olur ya da tamamen geri alınır.
Tutarlılık: her transaction veriyi veritabanının kurallarına göre geçerli bırakır.
Yalıtım: eşzamanlı transaction'lar birbirlerinin bitmemiş işine karışmaz.
02Birincil Anahtar: Birincil anahtar, bir veritabanı tablosundaki her satırı benzersiz biçimde tanımlayan, asla boş ya da tekrarlı olamayan bir sütun veya sütun kümesidir.
Birincil anahtar, bir tablodaki her satırı benzersiz biçimde tanımlar.
Birincil anahtar değerleri benzersiz olmalı ve NULL olamaz.
Bir tablonun yalnızca bir birincil anahtarı vardır, ancak bu anahtar birkaç sütuna yayılabilir.
03CAP TeoremiTutarlılık, Erişilebilirlik, Bölünme Toleransı: CAP teoremi, ağ arızası dağıtık bir veritabanını böldüğünde sistemin tutarlılık ile erişilebilirlikten birini seçmesi gerektiğini söyler; ikisi birden olamaz.
CAP; tutarlılık, erişilebilirlik ve bölünme toleransının kısaltmasıdır.
Ağ bölünmesi sırasında dağıtık bir sistem tutarlılık ya da erişilebilirliği seçmek zorundadır.
Pratikte bölünme toleransı zorunludur; dolayısıyla gerçek seçim CP ya da AP'dir.
04Connection PoolBağlantı Havuzu: Connection pool, bir uygulamanın istekler arasında yeniden kullandığı açık veritabanı bağlantıları önbelleğidir; her seferinde bağlantı açma maliyetini önler.
Havuz, veritabanı bağlantılarını açık tutar ve istekler arasında yeniden kullanır.
Her sorgu için yeni bir bağlantının yavaş kurulumundan kaçınır.
Temel ayarlar en büyük boyut, boşta bağlantılar ve bekleme zaman aşımıdır.
05Çizge Veritabanı: Çizge veritabanı, veriyi ilişkilerle bağlı düğümler olarak saklar; arkadaşların arkadaşları ya da öğe bağımlılıkları gibi bağlantıları izlemeyi hızlandırır.
Veri, ikisi de özellik taşıyabilen düğümler ve ilişkiler olarak saklanır.
Bir ilişkiyi izlemek doğrudan bir sıçramadır; bu yüzden derin gezinmeler hızlı kalır.
Yaygın sorgu dilleri arasında Cypher, GQL ve SPARQL vardır.
06Data LakeVeri Gölü: Data lake, büyük miktarda ham veriyi, yapılandırılmış olsun ya da olmasın, biri analiz etmek isteyene kadar özgün biçiminde tutan merkezi bir depolama alanıdır.
Data lake, her türden ham veriyi, genellikle nesne depolamasında dosya olarak saklar.
Yapı, veri yazılırken değil, okunurken uygulanır.
Parquet gibi sütunlu biçimler ve bir veri kataloğu göllerin kullanılabilir olmasını sağlar.
07Data WarehouseVeri Ambarı: Data warehouse, birçok kaynaktan geçmiş veriyi toplayan ve ekiplerin büyük raporlama sorgularını hızla çalıştırdığı analitik amaçlı merkezi bir veritabanıdır.
Data warehouse, bir uygulamayı çalıştırmak için değil, analitik için optimize edilmiştir.
Birçok kaynaktan gelen veriyi tutarlı tek bir yapıda birleştirir.
Veri ETL ya da ELT hatlarıyla yüklenir.
08Denormalizasyon: Denormalizasyon, sık okumalar daha az birleştirme gerektirsin diye verinin tablo ya da dokümanlara bilerek çoğaltılmasıdır; bedeli daha karmaşık yazmalardır.
Denormalizasyon, okumaları hızlandırmak için bilerek veri kopyaları ekler.
Sık sorgularda birleştirmeleri ve tekrarlanan hesaplamaları azaltır.
Her kopya senkron tutulmalıdır; bu da yazmaları daha karmaşık yapar.
09Doküman Veritabanı: Doküman veritabanı, kayıtları genellikle JSON benzeri, kendi içinde bütün dokümanlar olarak saklayan, alanları kayıttan kayda değişebilen NoSQL veritabanıdır.
Her kayıt, bir koleksiyonda saklanan, kendi içinde bütün, JSON benzeri bir dokümandır.
Dokümanlar nesne ve dizileri iç içe barındırabilir ve alanları değişebilir.
İç içe olanlar dahil her alan indekslenip sorgulanabilir.
10DynamoDBAmazon DynamoDB: Amazon DynamoDB, öğeleri anahtarla saklayan, otomatik ölçeklenen ve sorguları tek haneli milisaniyelerde yanıtlayan, AWS'de tam yönetilen NoSQL veritabanıdır.
DynamoDB, AWS üzerinde tamamen yönetilen bir key-value ve doküman veritabanıdır.
Öğeler bir bölüm anahtarıyla, isteğe bağlı olarak bir sıralama anahtarıyla bulunur.
Bölümleri birçok makineye dağıtarak yatay ölçeklenir.
11Elasticsearch: Elasticsearch, JSON belgelerini indeksleyip büyük veri üzerinde hızlı tam metin arama, filtreleme ve toplama yapan dağıtık bir arama ve analiz motorudur.
Elasticsearch, Lucene üzerine kurulu dağıtık bir arama ve analiz motorudur.
Ters indeks, hızlı tam metin arama için kelimeleri belgelere eşler.
Alakaya göre sıralar, yazım hatalarını tolere eder ve toplamalar hesaplar.
12ETLÇıkar, Dönüştür, Yükle (Extract, Transform, Load): ETL, kaynak sistemlerden veriyi çıkaran, temiz ve tutarlı bir biçime dönüştüren ve bir hedef depoya yükleyen bir veri entegrasyonu sürecidir.
Extract kaynaklardan veri çeker, transform onu temizler ve yeniden biçimlendirir, load bir hedefe yazar.
Hatlar genellikle bir orkestratörün yönettiği zamanlanmış toplu işler olarak çalışır.
Artımlı yüklemeler ve değişiklik verisi yakalama, her seferinde her şeyi kopyalamaktan kaçınır.
13Firebase: Firebase, Google'ın web ve mobil uygulamalara veritabanı, kimlik doğrulama, depolama, hosting ve fonksiyonları backend yönetmeden sunan platformudur.
Firebase, Google'ın web ve mobil uygulamalar için backend platformudur.
Cloud Firestore, gerçek zamanlı güncellemeleri olan bir NoSQL doküman veritabanıdır.
Kimlik doğrulama, depolama, hosting, fonksiyonlar ve anlık bildirimler de sunar.
14İlişkisel Veritabanı: İlişkisel veritabanı, veriyi satır ve sütunlardan oluşan tablolarda saklar, tabloları anahtarlarla bağlar ve veriyi SQL ile sorgulayıp birleştirmeyi sağlar.
Veri, türlü sütunları olan tablolarda yaşar ve kayıt başına bir satır vardır.
Birincil anahtarlar satırları tanımlar, yabancı anahtarlar tablolar arasında satırları bağlar.
Veriyi sorgulamak için SQL kullanılır ve birleştirmeler okuma zamanında tabloları bir araya getirir.
15İyimser Kilitleme: İyimser kilitleme, transaction'ları kilit tutmadan ilerleten ve çakışmaları kayıt anında sürüm numarasına bakarak yakalayan bir eşzamanlılık tekniğidir.
Her satır, her güncellemede kontrol edilen bir sürüm numarası taşır.
Sıfır satırla eşleşen bir güncelleme çakışma anlamına gelir.
Kullanıcı ya da program veri üzerinde çalışırken kilit tutulmaz.
16Key-Value StoreAnahtar-Değer Deposu: Key-value store, her veriyi benzersiz bir anahtar altında saklayan bir NoSQL veritabanıdır; uygulama veriyi bu anahtarla çok hızlı okuyup yazabilir.
Her kayıt, bir değerle eşleşen benzersiz bir anahtardır.
Anahtarla arama çok hızlıdır, genellikle sabit zamana yakındır.
Yaygın kullanımlar arasında önbellekleme, oturumlar, sayaçlar ve özellik bayrakları vardır.
17MongoDB: MongoDB, veriyi tablo satırı yerine esnek, JSON benzeri belgelerde saklayan bir belge veritabanıdır; aynı koleksiyondaki kayıtların alanları farklı olabilir.
MongoDB, JSON benzeri belgeleri (BSON) tablolardaki satırlar yerine koleksiyonlarda saklar.
Bir koleksiyondaki belgelerin farklı alanları olabilir.
Birlikte okunan veri genellikle birlikte saklanır; join'lere gerek kalmaz.
18MySQL: MySQL, SQL ile sorgulanan popüler, açık kaynaklı bir ilişkisel veritabanıdır; uzun süredir WordPress'in ve klasik LAMP yığınının veritabanı olarak bilinir.
MySQL, SQL kullanan açık kaynaklı bir ilişkisel veritabanıdır.
Klasik LAMP yığınının M'sidir ve WordPress'in varsayılan veritabanıdır.
InnoDB motoru transaction'lar, satır kilitleme ve dış anahtarlar sağlar.
19N+1 Sorgu Sorunu: N+1 sorgu sorunu, kodun bir listeyi tek sorguyla yükleyip sonra her öğe için bir sorgu daha çalıştırdığı, hepsini birden getirmediği bir performans hatasıdır.
N+1, bir liste için bir sorgu artı listedeki her öğe için bir sorgu demektir.
ORM lazy loading'i en yaygın gizli nedendir.
Her sorgu hızlıdır, ancak liste büyüdükçe gidiş-dönüşler birikir.
20Nihai Tutarlılık: Nihai tutarlılık, yeni güncelleme yapılmazsa dağıtık bir sistemdeki bir verinin tüm kopyalarının zamanla özdeş hale geleceğine dair bir garantidir.
Replikalar kısa süre uyuşmayabilir, ancak güncellemeler durduğunda birleşir.
Yazmalar hızla onaylanır ve arka planda diğer replikalara yayılır.
Çakışan yazmalar son yazan kazanır ya da CRDT'ler gibi kurallarla çözülür.
21NoSQLNot Only SQL (Yalnızca SQL Değil): NoSQL, veriyi ilişkisel tablolar yerine doküman, anahtar-değer çifti, geniş sütun ya da çizge gibi başka modellerde saklayan veritabanı ailesidir.
NoSQL, "hiç SQL yok" değil, "yalnızca SQL değil" anlamına gelir.
Ana türler doküman, anahtar-değer, geniş sütun ve çizge veritabanlarıdır.
Birçok NoSQL veritabanı, çok sayıda sunucuya yatay olarak ölçeklenir.
22OLAPÇevrimiçi Analitik İşleme: OLAP (online analytical processing), büyük miktarda geçmiş veri üzerindeki karmaşık analitik sorulara hızla yanıt vermek için kurulmuş sistemleri anlatır.
OLAP sistemleri büyük geçmiş veriler üzerinde karmaşık analitik sorgular çalıştırır.
Hızlı tarama ve sıkıştırma için veriyi genellikle sütun sütun saklar.
BigQuery, Snowflake, Redshift ve ClickHouse birer OLAP sistemidir.
23OLTPÇevrimiçi İşlem İşleme: OLTP (online transaction processing), sipariş vermek gibi günlük işlemlerin çok sayıda küçük, hızlı okuma ve yazması için kurulmuş veritabanlarını anlatır.
OLTP sistemleri, günlük işlemlerden gelen çok sayıda küçük ve hızlı transaction'ı ele alır.
Genellikle ACID transaction'lı ilişkisel veritabanlarıdır.
Şemalar normalizedir ve veri satır satır saklanır.
24ORMNesne-İlişkisel Eşleme: ORM, veritabanı tablolarını programlama dilinizdeki nesnelere eşleyen ve ham SQL yerine kodla veri okuyup yazmanızı sağlayan bir kütüphanedir.
ORM, veritabanı tablolarını sınıflara, satırları nesnelere eşler.
Sizin için SQL üretir; böylece programlama dilinizde çalışırsınız.
Çoğu ORM ilişkileri, migration'ları ve parametreli sorguları yönetir.
25PartitioningBölümleme: Partitioning (bölümleme), büyük bir tabloyu tarih aralığı gibi bir kurala göre partition'lara böler; sorgular ilgisiz veriyi atlar, eski veri kolayca silinir.
Partitioning, büyük bir tabloyu tek bir adın arkasında daha küçük partition'lara böler.
Range, list ve hash partitioning, partition anahtarı üzerinde farklı kurallar kullanır.
Partition pruning, sorguların yalnızca ilgili partition'ları okumasını sağlar.
26PostgreSQL: PostgreSQL, güvenilirliği, standartlara sıkı uyumu ve eklentileriyle bilinen ücretsiz, açık kaynaklı ilişkisel veritabanıdır; web uygulamalarında yaygındır.
PostgreSQL, SQL kullanan ücretsiz ve açık kaynaklı bir ilişkisel veritabanıdır.
Transaction'lar ACID'dir; MVCC okuyanların ve yazanların aynı anda çalışmasını sağlar.
JSONB sütunları belge tarzı veriyi saklayıp indekslemesini sağlar.
27RedisRemote Dictionary Server: Redis, okuma ve yazmayı milisaniyenin çok altında yapan bellek içi bir anahtar-değer deposudur; önbellek, oturum deposu ve mesaj aracısı olarak yaygındır.
Redis bellek içi bir anahtar-değer deposudur; okuma ve yazma son derece hızlıdır.
Değerler metin, liste, küme, sıralı küme, hash ve akış olabilir.
Anahtarlar kendiliğinden sona erebilir; bu da önbelleklere ve oturumlara uyar.
28Sharding: Sharding, bir veritabanının verisini shard adı verilen birkaç sunucuya bölerek ölçeklendirme yöntemidir; her biri toplamın yalnızca bir kısmını saklar ve işler.
Sharding, bir veritabanının satırlarını birden fazla sunucuya böler.
Bir shard anahtarı, her satırı hangi shard'ın saklayacağını belirler.
Yaygın stratejiler aralık tabanlı, hash tabanlı ve dizin tabanlı sharding'dir.
29SQLYapılandırılmış Sorgulama Dili: SQL, ilişkisel veritabanlarıyla çalışmanın standart dilidir; tablo oluşturmak ve içindeki veriyi eklemek, sorgulamak, güncellemek ve silmek için kullanılır.
SQL, ilişkisel veritabanları için standart dildir.
Bildirimseldir: adımları değil, sonucu tarif edersiniz.
Temel komutlar SELECT, INSERT, UPDATE ve DELETE'tir.
30SQL JOIN: SQL JOIN, iki ya da daha fazla tablonun satırlarını yabancı anahtar gibi ilişkili sütunlar üzerinden eşleştirerek tek bir sonuçta birleştiren sorgu işlemidir.
JOIN, bir eşleşme koşuluna göre birden fazla tablonun satırlarını birleştirir.
INNER JOIN yalnızca iki tabloda da eşleşen satırları tutar.
LEFT JOIN sol tablonun her satırını tutar; eşleşme olmayan yerlerde NULL bulunur.
31SQL ServerMicrosoft SQL Server: Microsoft SQL Server, T-SQL lehçesiyle sorgulanan, iş uygulamalarında özellikle .NET ve Windows ile yaygın kullanılan, Microsoft'un ilişkisel veritabanıdır.
SQL Server, ilk olarak 1989'da çıkan Microsoft'un ilişkisel veritabanıdır.
Microsoft'un genişletilmiş SQL lehçesi T-SQL ile sorgulanır.
ETL, raporlama ve analitik araçları onunla birlikte gelir.
32SQLite: SQLite, uygulamanızın içinde çalışan ve bütün bir veritabanını tek bir dosyada saklayan küçük bir SQL veritabanı motorudur; yönetilecek ayrı sunucu yoktur.
SQLite gömülü bir SQL veritabanıdır: sunucu değil, bir kütüphanedir.
Bütün bir veritabanı diskteki sıradan tek bir dosyadır.
ACID transaction'ları destekler ve çökmelere güvenle dayanır.
33Stored ProcedureSaklı Yordam: Stored procedure, veritabanında saklanan adlandırılmış bir SQL ifadeleri kümesidir; uygulamalar her sorguyu göndermek yerine onu tek çağrıyla çalıştırabilir.
Stored procedure, veritabanında saklanan, adlandırılmış ve yeniden kullanılabilir SQL kodudur.
Parametre alabilir ve tek bir ağ gidiş-dönüşünde birçok ifade çalıştırabilir.
Her veritabanı kendi prosedürel dilini kullanır; bu yüzden procedure'ler nadiren taşınabilirdir.
34Supabase: Supabase, veritabanı, kimlik doğrulama, depolama, gerçek zamanlı güncelleme ve anında API sunan, PostgreSQL tabanlı açık kaynaklı bir backend platformudur.
Supabase, PostgreSQL üzerine kurulu açık kaynaklı bir backend platformudur.
Kimlik doğrulama, depolama, gerçek zamanlı güncellemeler ve edge fonksiyonları ekler.
API'ler veritabanı şemasından otomatik olarak üretilir.
35Tam Metin Arama: Tam metin arama, verilen sözcükleri ya da ifadeleri içeren dokümanları bir metin indeksinde arayarak bulan ve sonuçları alaka düzeyine göre sıralayan tekniktir.
Tam metin arama yalnızca tam alan değerlerini değil, metnin içindeki sözcükleri eşleştirir.
Her sözcüğü onu içeren dokümanlara eşleyen bir ters indekse dayanır.
Tokenizasyon, dur sözcükleri ve kök çıkarma farklı sözcük biçimlerinin eşleşmesini sağlar.
36TransactionVeritabanı İşlemi: Transaction, tek bir bütün olarak başarılı ya da başarısız olan veritabanı işlemleri grubudur; böylece veri asla yarım kalmış, tutarsız bir durumda bırakılmaz.
Transaction, işlemleri hep ya da hiç şeklinde tek bir birimde toplar.
COMMIT değişiklikleri kaydeder; ROLLBACK geri alır.
ACID; atomiklik, tutarlılık, yalıtım ve dayanıklılığın kısaltmasıdır.
37Veritabanı: Veritabanı, bilgisayarda düzenli biçimde saklanan ve uygulamaların verimlice kaydedip arayıp güncelleyebildiği, bir yazılımla yönetilen veri topluluğudur.
Veritabanı, uygulamaların veriyi güvenilir biçimde kaydedip geri alabilmesi için veriyi saklar.
PostgreSQL ya da MongoDB gibi bir DBMS, veriyi yöneten yazılımdır.
İlişkisel veritabanları tablo ve SQL kullanır; NoSQL veritabanları başka veri modelleri kullanır.
38Veritabanı İndeksi: Veritabanı indeksi, tüm tabloyu taramadan satırları hızla bulmayı sağlayan, bir kitabın sonundaki dizine benzeyen bir veri yapısıdır.
İndeksler, tam tablo taramalarından kaçınarak okumaları hızlandırır.
Çoğu indeks, değerleri hızlı arama için sıralı tutan B-ağaçlarıdır.
Birincil anahtarlar otomatik olarak indekslenir.
39Veritabanı Migration'ı: Veritabanı migration'ı, bir sütun eklemek gibi veritabanı şemasını değiştiren sürümlü bir betiktir; her ortam aynı değişiklikleri aynı sırayla uygular.
Migration, tek bir şema değişikliğini tarif eden sürümlü bir dosyadır.
Migration'lar kodla birlikte commit edilir ve sabit bir sırayla uygulanır.
Araç uygulanan migration'ları kaydeder; böylece her biri veritabanı başına yalnızca bir kez çalışır.
40Veritabanı Normalizasyonu: Veritabanı normalizasyonu, her bilginin yalnızca bir kez saklanması için tabloları düzenleme sürecidir; tekrarlı veriyi azaltıp tutarsız güncellemeleri önler.
Normalizasyon, tekrarlı ve çelişkili veriyi önlemek için her bilgiyi bir kez saklar.
Tablolar veri kopyalamak yerine birincil ve yabancı anahtarlarla bağlanır.
1NF, 2NF ve 3NF normal formları giderek daha katı kurallardır.
41Veritabanı Replikasyonu: Veritabanı replikasyonu, verinin bir sunucudan diğerlerine sürekli kopyalanmasıdır; böylece birkaç sunucu güvenilirlik ve ölçek için aynı veriyi tutar.
Replikasyon, aynı veriyi birden fazla veritabanı sunucusuna kopyalar.
Birincil-replika kurulumlarında birincil yazmaları, replikalar okumaları karşılar.
Birincil sunucu çökerse failover bir replikayı terfi ettirir.
42Veritabanı Şeması: Veritabanı şeması, bir veritabanının tablolarını, sütunlarını, veri türlerini, ilişkilerini ve saklanan verinin uyması gereken kuralları tanımlayan planıdır.
Şema, verinin kendisini değil, veritabanının yapısını tanımlar.
Tabloları, sütunları, veri türlerini, anahtarları ve kısıtları kapsar.
Şema değişiklikleri genellikle sürümlü migration'larla uygulanır.
43Veritabanı Trigger'ıVeritabanı Tetikleyicisi: Veritabanı trigger'ı, bir tabloda ekleme, güncelleme ya da silme gibi seçilmiş bir olay gerçekleştiğinde otomatik çalışan, veritabanında saklanan koddur.
Trigger, bir tabloya veri eklendiğinde, güncellendiğinde veya silindiğinde otomatik çalışır.
BEFORE trigger'ları gelen veriyi kontrol edebilir ya da değiştirebilir; AFTER trigger'ları tamamlanmış değişikliklere tepki verir.
Satır düzeyindeki trigger'lar bir satırın hem eski hem yeni değerlerini okuyabilir.
44Veritabanı View'ıVeritabanı Görünümü: Veritabanı view'ı, sanal bir tablo gibi davranan kayıtlı bir SQL sorgusudur; alttaki sorguyu her seferinde tekrarlamak yerine ondan adıyla seçim yapabilirsiniz.
View, bir tablo gibi seçim yapabileceğiniz, adlandırılmış ve kaydedilmiş bir sorgudur.
Normal bir view veri saklamaz ve her zaman güncel sonuçları gösterir.
View'lar karmaşık birleştirmeleri basitleştirir ve kullanıcıların görebileceği sütunları sınırlayabilir.
45Yabancı Anahtar: Yabancı anahtar, bir veritabanı tablosunda başka bir tablonun birincil anahtarına başvuran sütundur; ilişkili satırları bağlar ve başvuruları geçerli tutar.
Yabancı anahtar, başka bir tablonun birincil anahtarına ya da benzersiz bir sütununa başvurur.
Referans bütünlüğünü uygular: başvurular var olan satırlara işaret etmelidir.
CASCADE ya da RESTRICT gibi ON DELETE kuralları, bir üst satır kaldırıldığında ne olacağına karar verir.
46Yalıtım Düzeyi: Yalıtım düzeyi, eşzamanlı transaction'ların birbirinin değişikliklerini ne kadar görebileceğini belirleyen ve katılıkla hızı dengeleyen veritabanı ayarıdır.
Standart düzeyler Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read ve Serializable'dır.
Yüksek düzeyler daha fazla anomaliyi önler: kirli okumalar, tekrarlanamayan okumalar ve hayalet okumalar.
Serializable, transaction'lar birbiri ardına çalışmış gibi davranır.
47Zaman Serisi Veritabanı: Zaman serisi veritabanı, sensör okumaları ya da metrikler gibi zaman damgalı ölçümleri sırayla saklayıp sorgulamak için optimize edilmiş bir veritabanıdır.
Her veri noktasının bir zaman damgası, değerleri ve tanımlayıcı etiketleri vardır.
Veri çoğunlukla sona eklenir ve zaman aralığına göre sorgulanır.
Zamana göre bölümleme ve sıkıştırma, devasa hacimleri saklamayı ucuz tutar.

Kitaba dönİpucu: Bir kopyasını saklamak için yazdırma penceresinde “PDF olarak kaydet”i seçin.