Apache CouchDB^[1] — документо-ориентированная система управления базами данных, не требующая описания схемы данных. Эта программа является свободной, открытой, и написана на языке Erlang.

CouchDB можно рассматривать как сервер веб-приложений; для реализации этой идеи в CouchDB встроен производительный CouchApp.

Архитектура системы

Подобно иным документно-ориентированным СУБД (Mnesia, Lotus Notes, MongoDB), и в отличие от реляционных СУБД, CouchDB предназначена для работы с полу-структурированной информацией и имеет следующие особенности:

• данные сохраняются не в строках и колонках, а в виде JSON-подобных документов, моделью которых является не таблицы, а деревья;
• типизация элементов данных, то есть сопоставление отдельным полям документов типов INTEGER, DATE и пр., не поддерживается — вместо этого пользователь может написать функцию-валидатор;
• целостность базы данных обеспечивается исключительно на уровне отдельных записей (но не на уровне связей между ними);
• связи между таблицами или записями принципиально не поддерживаются, соответственно операция объединения (JOIN) между таблицами не определена;
• для построения индексов и выполнения запросов используются функции представления (view)^[2];
• функции-валидаторы, функции-представления, функции-фильтры сохраняются в текстовом виде в самой базе данных;
• эти функции, как правило, написаны на языках JavaScript или Erlang, а для их выполнения запускается отдельный сервер запросов, взаимодействие с которым происходит посредством сокетов и текстового JSON-протокола;
• каждой базе данных в системе CouchDB соответствует единственное B-дерево (не путать с двоичным деревом);
• каждое B-дерево хранится в виде отдельного файла на диске;
• одновременно может быть запущено несколько потоков для чтения базы данных и только один — для записи;
• целостность базы данных обеспечивается только при записи данных на диск;
• представления хранятся в БД и их индексы обновляются непрерывно, однако при каждом обновлении функций представления или отображения обновляется всё B-дерево целиком;
• при обработке данных с помощью функций-представлений используется упрощённая модель технологии MapReduce, что позволяет производить параллельные вычисления, в том числе и на многоядерном процессоре;
• распределение вычислений на несколько узлов не поддерживается — вместо этого используется механизм репликации;
• обработка данных с помощью цепочки последовательных функций MapReduce не поддерживается;
• поддерживается вертикальная масштабируемость, что означает поддержку не только огромных кластеров, но и портативных устройств (нетбуки, смартфоны и пр.);
• внешний интерфейс (API) к данной СУБД построен на основе архитектуры REST, то есть сама база данных, отдельные записи, отображения и запросы — суть ресурсы, которые имеют уникальный адрес (URL) и поддерживают операции GET, PUT, POST, DELETE;
• поэтому для взаимодействия с базой данных было написано много клиентских библиотек, в том числе на таких языках JavaScript^[3], PHP, Ruby, Python и Erlang;
• взаимодействие между отдельными компонентами СУБД, то есть с серверами представлений осуществляется опять-таки с помощью текстового протокола, а данные передаются в формате JSON; это позволило использовать различные языки программирования для написания этих компонентов — Java, Python, JavaScript и пр.

История развития

Проект CouchDB был принят в инкубатор Apache в феврале 2008 года. Несмотря на то, что CouchDB изначально предназначался для работы в операционной системе Linux, уже разработаны варианты этой системы для операционных систем Microsoft Windows^[4] и Mac OS. Более того, дистрибутив Linux Ubuntu с 9.10 (Karmic Koala) поставляется с системой CouchDB.

Использование CouchDB

CouchDB используется во многих программных продуктах и на множестве веб-сайтов ^[5], в том числе:

• UbuntuOne, Firefox, TomBoy, Akonadi, Evolution — для синхронизации адресов, заметок и закладок^[6].
• [7].

Примечания