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NoSQL é um termo, relativamente recente, que tem aparecido com frequência na agenda de desenvolvedores e arquitetos de soluções. Embora ainda não tenha uma definição precisa, o termo é usado para classificar um conjunto de ferramentas de armazenamento de dados que possuem um modelo de dados diferente do tradicional modelo relacional, e/ou que se diferenciam dele em algum aspecto arquitetural, tal como no modelo de consistência, de distribuição ou de linguagem para manipulação de dados. Tal termo também é utilizado para falar sobre uma “corrente” de arquitetura, que prega uma análise mais profunda das necessidades de persistência das aplicações e o uso das ferramentas citadas complementando os tradicionais SGBDs relacionais. Este aspecto complementar é enfatizado pelo significado da sigla ser “Not Only SQL” (Não Somente SQL) – ao contrário do sugerido por um contato inicial (Não SQL).

Em edições anteriores da revista, o tema NoSQL foi abordado em uma série de artigos de Alexandre Porcelli, um dos maiores especialistas do assunto no Brasil, no qual apresentou-se os principais conceitos e paradigmas relacionados ao tema, as ferramentas mais utilizados e como escolher entre as diversas opções disponíveis.

Este artigo explora em maior profundidade um dos bancos NoSQL mais comentados e utilizados atualmente: o MongoDB (de humongous, gíria americana que significa extraordinariamente grande). Para tal, construímos uma aplicação exemplo baseada nos mais recentes padrões do Java EE 6, tais como JSF 2.0, CDI 1.0 e EJB 3.1, e implementamos a persistência através do MongoDB.

A aplicação consiste em um player de músicas acessado através da web, com recursos de redes sociais para compartilhamento de opiniões. Através desse rico estudo de caso, exemplificamos como a modelagem orientada a documentos, utilizada pelo Mongo, difere da tradicional modelagem entidade-relacional. Mostramos também como interagir com o MongoDB através do driver Java, além de ilustrar técnicas de construção de aplicações e boas práticas das APIs Java EE quando utilizadas em conjunto. Por fim, exploramos recursos avançados disponíveis na plataforma, tais como a injeção de dependências e a implementação do padrão Observer disponíveis no CDI, o uso de mensagens assíncronas através do JMS e chamadas Ajax na camada de apresentação.

Como veremos, o MongoDB oferece uma boa alternativa para a persistência de dados, provendo facilidades para um desenvolvimento altamente produtivo e um produto final de ótimo desempenho. Esperamos com isso incentivar o leitor ao seu uso e ao estudo de outras ferramentas NoSQL, ampliando o seu leque de opções e ajudando-o a fazer as escolhas mais adequadas de ferramentas de armazenamento de dados.

Aplicação exemplo

A aplicação a ser construída é um player de músicas online, acessado pela Web, com recursos de redes sociais para compartilhamento de opiniões e notas, e um mecanismo automatizado para inserção de novas músicas no repositório.

Algumas das funcionalidades que estão disponíveis para o usuário são:

· Criação de Playlists: o usuário pode criar listas de execuções com suas músicas preferidas. No momento da criação, ele busca as músicas cadastradas no sistema através do nome e as adiciona à lista;

· Escutar Playlists: o usuário tem a disposição um player de música, em que ele seleciona uma playlist anteriormente criada para tocar. Neste momento, ele pode também comentar sobre as músicas e avaliá-las, além de visualizar os comentários e notas de outros;

· Inserir Músicas: o processo de inserção de novas músicas no repositório da aplicação é feito através de um processo de indexação de diretórios. O usuário aponta um diretório e a aplicação encarrega-se de ler todas as músicas no formato MP3, cadastrando-as automaticamente.

Como todo serviço de sucesso, essa aplicação possui também alguns requisitos extras que precisam ser atendidos:

· Tempo muito pequeno para seu lançamento inicial;

· Preparação para explosão, a qualquer momento, no número de usuários;

· Adição de funcionalidades constantes e não disruptivas.

Analisando-se estas características, além da necessidade de bom desempenho para pequenas (e muitas) leituras e escritas e a expectativa da geração de grande volume de dados, o MongoDB torna-se um bom candidato para implementação da persistência da aplicação.

Preparando o ambiente

Para a execução da aplicação, iremos precisar de um servidor de aplicações Java EE 6 e um servidor de banco de dados MongoDB. O servidor Java EE 6 utilizado foi o GlassFish 3.1, mas não deve haver problemas com outros servidores.

Configurando o GlassFish

O processo de instalação do GlassFish pode ser consultado em seu próprio site (ver seção Links [2]). Adicionalmente, é necessária a criação de uma fila JMS no servidor. Como veremos a frente, ela é necessária para a comunicação assíncrona e fracamente acoplada entre dois módulos da aplicação.

Podemos criar esse recurso diretamente pela interface de administração do GlassFish ou podemos utilizar a ferramenta de linha de comando asadmin. Para utilizar essa ferramenta, o primeiro passo é criar um arquivo de configuração com os recursos que serão adicionados. Assim, crie um arquivo chamado glassfish-resources.xml em uma pasta de sua preferência com o conteúdo da Listagem 1.

Listagem 1. Arquivo de configuração de recursos para o GlassFish – glassfish-resources.xml.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE resources PUBLIC "-//GlassFish.org//DTD GlassFish Application Server 3.1 Resource Definitions//EN" "http://glassfish.org/dtds/glassfish-resources_1_5.dtd"> <resources> <connector-connection-pool name="musicIndexerConnectionFactory" resource-adapter-name="jmsra" connection-definition-name="javax.jms.QueueConnectionFactory" /> <connector-resource pool-name="musicIndexerConnectionFactory" jndi-name="musicIndexerConnectionFactory" /> <admin-object-resource res-adapter="jmsra" res-type="javax.jms.Queue" jndi-name="queue/musicIndexerQueue"> <property name="Name" value="musicIndexerQueue" /> </admin-object-resource> </resources>

O próximo passo é adicionar esses recursos no servidor de aplicação. Para tal, abra um console e execute o seguinte comando:

$ cd <GLASSFISH_HOME>/glassfish/domains/domain1/bin $ asadmin add-resources <PASTA_DO_ARQUIVO>/glassfish-resources.xml

A correta execução do comando deverá resultar em:

Command : Connector connection pool musicIndexerConnectionFactory created. Command : Connector resource musicIndexerConnectionFactory created. Command : Administered object queue/musicIndexerQueue created. Command add-resources executed successfully.

Após a conclusão desse passo, os recursos necessários para a nossa aplicação estarão devidamente configurados no servidor de aplicações.

Instalando o MongoDB

Utilizamos neste artigo a versão 1.8.2 do MongoDB. Para instalá-lo, acesse a sua página (ver seção Links [1]) e faça o download de acordo com o ambiente e arquitetura (32 ou 64 bits) em que ele irá executar. Após o término do download, descompacte o arquivo em uma pasta de sua preferência e ele estará pronto para utilização. Use o seguinte comando no console para iniciar o servidor:

$ cd <MONGODB_HOME>/bin $ mongod --dbpath <PASTA_BD>

O parâmetro --dbpath especifica o diretório que o MongoDB utiliza para armazenar a sua base de dados. Se tudo correr bem, mensagens semelhantes às seguintes serão mostradas:

Sun Sep 11 12:14:56 [initandlisten] MongoDB starting : pid=5240 port=27017 dbpath=c:\database 64-bit Sun Sep 11 12:14:56 [initandlisten] db version v1.8.2, pdfile version 4.5 Sun Sep 11 12:14:56 [initandlisten] git version: 433bbaa14aaba6860da15bd4de8edf600f56501b Sun Sep 11 12:14:56 [initandlisten] build sys info: windows (6, 1, 7600, 2, '')BOOST_LIB_VERSION=1_42 Sun Sep 11 12:14:56 [initandlisten] waiting for connections on port 27017 Sun Sep 11 12:14:56 [websvr] web admin interface listening on port 28017

A fim de verificar o funcionamento do MongoDB, você pode conectar-se a ele utilizando o comando mongo no diretório <MONGODB_HOME>/bin. Este comando executa a shell da ferramenta, que por padrão conecta-se a base de dados de nome test.

$ ./mongo MongoDB shell version: 1.8.2 connecting to: test

Um fato interessante é que esta shell aceita qualquer comando JavaScript válido. Assim, podemos criar um primeiro documento utilizando a sintaxe JavaScript para definição de objetos JSON:

> x = {nome : "Wilson", idade : 99 }

Tudo que está entre as chaves representa um único documento. Um documento, por sua vez, é composto por um conjunto de atributos, que são definidos separados por vírgulas na forma de pares nome:valor. No MongoDB, esses documentos constituem a unidade básica de armazenamento.

Podemos inserir o documento x em uma coleção de nome nomes utilizando:

> db.nomes.insert(x)

Para verificar se a inserção foi corretamente realizada, executamos uma consulta na mesma coleção:

> db.nomes.find()

O que deve retornar algo como:

{ "_id" : ObjectId("4e6eb264a7d31fef3583d14d"), "nome" : "Wilson", "idade" : 99 }

Observe que _id não foi definido explicitamente em x, mas foi retornado. Este atributo foi gerado automaticamente e representa um identificador único para o documento recém-inserido. Note também que em nenhum momento precisamos definir a estrutura da coleção nomes e nem criá-la explicitamente. Outro ponto interessante é que, em uma mesma coleção, podemos ter documentos com estruturas diferentes. Esta flexibilidade é um dos pontos fortes do Mongo, como perceberemos no decorrer do artigo. "