Usando TypeScript con Bases de Datos Clave/Valor

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Las bases de datos clave/valor (KV) se están volviendo cada vez más populares en las aplicaciones web. Sus tiempos de respuesta súper rápidos y su capacidad para admitir lecturas de consistencia eventual las hacen especialmente adecuadas para aplicaciones que se ejecutan en servidores distribuidos globalmente. Pero con lo rápido que avanza esta tecnología, es posible que no esté completamente actualizado sobre cómo usar este tipo de base de datos con TypeScript. En esta sesión, exploraremos buenos casos de uso para las bases de datos KV, examinaremos varias opciones de implementación en producción y demostraremos cómo hidratar de manera efectiva objetos TypeScript a partir de valores en una base de datos KV.

Kevin Whinnery
Kevin Whinnery
31 min
21 Sep, 2023

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Las bases de datos clave/valor están optimizadas para alta disponibilidad y tolerancia a particiones, lo que las hace ideales para almacenar estructuras de datos no relacionales. Priorizan la velocidad y la alta disponibilidad sobre la consistencia, lo que las hace adecuadas para modelos de datos simples o mapeos uno a uno. Sin embargo, tienen capacidades de consulta limitadas en comparación con las bases de datos relacionales. Algunas opciones disponibles para bases de datos clave/valor incluyen DynamoDB, CloudFlare Worker KV, Redis y FoundationDB. El uso de bases de datos clave/valor en TypeScript requiere abordar desafíos como la serialización, deserialización, índices secundarios, relaciones y validación. La charla incluye una demostración de una aplicación que muestra el uso de índices secundarios y la implementación de una base de datos clave/valor en Deno o Redis.

Available in English

1. Introducción a las bases de datos clave-valor

Short description:

En esta parte, discutiremos las características clave de una base de datos clave-valor, incluyendo su capacidad para almacenar estructuras de datos no relacionales y su optimización para alta disponibilidad y tolerancia a particiones. También exploraremos diferentes variantes de bases de datos clave-valor y cómo utilizarlas en aplicaciones TypeScript.

¿Cómo les va, gente? Mi nombre es Kevin Winery y hoy vamos a hablar un poco sobre las bases de datos clave-valor. Y si nunca has utilizado una base de datos KV antes en el contexto de una aplicación web JavaScript, creo que realmente lo disfrutarás y aprenderás cómo es un poco diferente a algunas de las otras bases de datos que has utilizado antes y cuándo podrías querer aplicar esta tecnología en el código que ya estás escribiendo.

Entonces, en esta presentación específicamente, vamos a echar un vistazo a algunas de las características clave que hacen que una base de datos KV sea diferente de una base de datos relacional que podrías haber utilizado en el pasado. También examinaremos algunos de los casos de uso para los cuales una base de datos KV es especialmente adecuada y podría ser la herramienta que elijas en esos contextos. También veremos algunas de las diferentes opciones de bases de datos KV que existen. Hay una serie de plataformas alojadas, proveedores y proyectos de código abierto que ofrecen bases de datos KV. Así que echaremos un vistazo a algunas de las diferentes variantes de bases de datos KV que existen y qué las hace diferentes. Y finalmente, veremos cómo utilizar una base de datos KV en el contexto de una aplicación TypeScript, y cómo resolver algunos de los desafíos de programación comunes a los que probablemente te enfrentarás si estás utilizando una base de datos KV.

Así que vamos a sumergirnos hablando un poco sobre las características clave de una base de datos KV. Y lo que realmente se reduce a dos cosas clave. Una base de datos KV es realmente buena para almacenar estructuras de datos no relacionales. Y también está optimizada para ser altamente disponible y tolerante a particiones. Y nos adentraremos un poco más en ambos aspectos para entender qué significa eso. Pero comenzaremos con lo que quiero decir cuando digo estructuras de datos no relacionales, específicamente, y por qué una base de datos KV está optimizada para esas cosas. Entonces, como desarrollador de JavaScript, una estructura de datos como esta es probablemente algo que has visto antes. Es un objeto literal con claves que se asignan a otros objetos literales que contienen datos sobre un usuario que está dentro de tu aplicación, su nombre completo, su dirección de correo electrónico y cosas así. Y una base de datos KV funciona de manera similar a un objeto literal o un mapa del mundo de JavaScript. donde tienes una clave que se asigna uno a uno a un valor en tu aplicación de algún tipo.

2. Características clave y técnicas de las bases de datos clave-valor

Short description:

En esta parte, discutiremos las características clave de una base de datos clave-valor, incluyendo su capacidad para almacenar estructuras de datos no relacionales y su optimización para alta disponibilidad y tolerancia a particiones. También exploraremos diferentes técnicas, como estructuras de datos jerárquicas e índices secundarios, que se pueden utilizar para crear modelos de datos complejos dentro de una base de datos clave-valor.

Y esos valores pueden ser objetos JavaScript arbitrarios estructurados como desees. Y las claves, dependiendo de la base de datos que estés utilizando, pueden ser simplemente una cadena simple o una clave podría ser como un valor compuesto, como un array que podría tener múltiples tipos diferentes de valores que se combinan para formar un identificador único para uno de los valores en tu base de datos.

Ahora, la característica clave allí, sin embargo, es esa correspondencia uno a uno entre una clave y algún tipo de valor que existe en tu base de datos. Y la forma en que normalmente interactúas con una base de datos KV desde tu código es que especificarás una clave, crearás un valor, a menudo en un contexto de TypeScript habrá información de tipo asociada con ese valor antes de que se elimine en tiempo de ejecución y se convierta en un simple objeto JavaScript. Y hay una API de obtener y establecer que generalmente estará disponible en cada base de datos KV donde puedes asociar algún fragmento de datos con una clave particular en tu base de datos.

Y además de tener esta correspondencia uno a uno, también hay un par de técnicas que utilizarás para datos más complejos dentro de tu aplicación. Y una de esas cosas es el concepto de una jerarquía que podría existir en tu aplicación también. Porque una base de datos KV, por sí sola, es bastante limitada en lo que puede expresar en términos de la estructura de tus datos. Hay una clave, hay un valor, eso es prácticamente todo.

Y para casos de uso más simples como almacenar preferencias de usuario u otros casos de uso que veremos en un momento, eso podría estar bien. Pero al emplear solo un par de trucos diferentes en cómo piensas en tus datos, puedes obtener mucho más valor y expresar mucho más significado en tu base de datos clave-valor al introducir algunas técnicas diferentes en cómo administras tu espacio de claves o el conjunto de claves que utilizas para asignar tus datos. Y una de esas cosas es una jerarquía.

Entonces, si has estado en el desarrollo web durante un tiempo, es posible que hayas utilizado una API RESTful donde este concepto de datos jerárquicos y a medida que construyes URLs, puedes inferir a partir de la estructura de la URL cómo se puede utilizar el datos que se encuentra en un recurso particular dentro de tu aplicación. Y cuando estás diseñando claves para los datos en tu base de datos, en realidad puedes pensar en ello de una manera muy similar donde puedes crear una jerarquía de datos en cómo estructuras tus claves. Así que verás ejemplos aquí donde si estás almacenando datos en una base de datos KV para una publicación de blog, podrías estructurar la clave de tal manera que haya una clave de publicación que luego se siga por un año clave y luego puedes construir una clave progresivamente utilizando las diferentes partes del slug de la publicación del blog o como el mes y el día en que se publicó. Y ahora tienes como parte de tu clave en realidad codificado algún datos útil que luego podrías usar más adelante para tal vez obtener todas las publicaciones de blog de un año o de un mes en particular. Entonces, estructurar tus datos de manera jerárquica te brinda una forma de agregar un poco de valor y significado adicional a las claves que estás utilizando para tus datos.

La otra técnica muy común que vas a utilizar en una base de datos KV es esta idea de un índice secundario. Las bases de datos KV no son relacionales, por lo que no vas a almacenar una tabla de unión que mapee un registro en una tabla de datos a otro. Pero eso no significa que no puedas mantener ningún tipo de relaciones o tener diferentes formas de abordar tus datos.

Entonces, una necesidad común es poder acceder al mismo tipo de información mediante una clave ligeramente diferente. Así que imaginemos que tienes una base de datos de usuarios y la clave principal que utilizas para eso es el nombre de usuario del usuario. Esa es la identificación principal que tienes para ellos en tu sistema. Sin embargo, la dirección de correo electrónico de un usuario podría ser otra forma de distinguir de manera única a un usuario en tu aplicación, por lo que deseas poder abordar y obtener datos de un usuario basado en eso también. Entonces, lo que harías es, cuando almacenes la información en tu almacén KV bajo una ID, al mismo tiempo almacenarías esa misma información bajo otra ID o un índice secundario que te permitiría buscar la misma información utilizando ese índice secundario. Y típicamente lo que harías es que almacenarías en ese índice secundario, simplemente almacenarías cualquiera que sea el valor de clave para el índice principal y luego usarías eso para que, sabes, solo un valor en tu base de datos sea la fuente de verdad para los datos asociados con ese registro.

Entonces, con una combinación de estructuras de datos jerárquicas e índices secundarios, puedes crear modelos de datos bastante complejos dentro de una base de datos KV. Tal vez no al mismo nivel que una base de datos relacional, pero te sorprendería cuánto puedes lograr con solo estas dos técnicas.

Así que hablamos un poco sobre una base de datos KV siendo una estructura de datos no relacional, hablemos un poco sobre algunas de las partes técnicas que la hacen diferente de una base de datos relacional, y específicamente sobre cómo este tipo de bases de datos tienden a ser muy altamente disponibles y tolerantes a particiones. Y para entender qué significan esas palabras, haremos un rápido y profundo recorrido para hablar de esta idea del teorema CAP.

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