Aerospike 應用程式開發入門：從核心概念到實戰

Aerospike 作為一款專為低延遲、高吞吐量場景設計的高效能 NoSQL 資料庫，其獨特的資料模型與架構是開發者入門時必須掌握的基礎。本文將作為一份入門指南，從解析 Aerospike 的核心概念開始，引導您使用最通用的 Docker 方式快速搭建開發環境，並最終編寫您的第一個 Aerospike 應用程式。

第一部分：理解 Aerospike 資料模型

在接觸程式碼之前，理解 Aerospike 的資料組織方式至關重要。其資料模型與傳統關聯式資料庫 (RDBMS) 有顯著差異。

| Aerospike | RDBMS (類比) | 說明 | |

|

-|

| | Namespace | Database / Tablespace | 資料儲存的最高層級容器，定義了資料的儲存策略，如儲存位置（記憶體或 SSD）、副本數等。 | | Set | Table | 記錄 (Record) 的邏輯分組，但 Set 是無模式 (schemaless) 的，不強制其下的記錄有一致的結構。 | | Record | Row | 資料的基本單位，相當於一行資料。每筆 Record 由一個唯一的鍵 (Key) 和一或多個 Bin 組成。 | | Bin | Column | 儲存單一資料值的容器，類似一欄。每個 Bin 都有一個名稱，且同一筆 Record 中的 Bin 可以有不同的資料型別。 |

圖表解說：Aerospike 資料模型層次結構

此組件圖清晰地展示了 Aerospike 資料模型中各個核心概念之間的層次與包含關係。

@startuml
!theme _none_
skinparam dpi auto
skinparam defaultFontName "Microsoft JhengHei UI"
skinparam minClassWidth 100
skinparam defaultFontSize 16
title Aerospike 資料模型

package "Namespace" {
  package "Set" {
    package "Record (Key)" {
      [Bin 1]
      [Bin 2]
      [Bin N]
    }
  }
}
@enduml

第二部分：最簡環境設定 - Docker

對於 Windows 和 Mac 開發者，或任何不希望在本機直接安裝資料庫的使用者，Docker 提供了最便捷、最乾淨的環境設定方式。

1. 安裝 Docker

請根據您的作業系統，參考官方文件安裝 Docker Desktop 或其他相容的容器化工具（如 Podman）。

2. 啟動 Aerospike 容器

開啟您的終端機，執行以下指令來下載並啟動 Aerospike 企業版（單節點免費）的容器：

docker run -d --name aerospike -p 3000-3002:3000-3002 aerospike/aerospike-server-enterprise

指令解說：

• -d: 以分離模式 (detached) 在背景執行容器。
• --name aerospike: 為容器指定一個易於記憶的名稱。
• -p 3000-3002:3000-3002: 將容器的 3000-3002 連接埠映射到本機的相同連接埠。
  • 3000: 客戶端應用程式連接埠。
  • 3001: 叢集內部資料交換 (fabric) 連接埠。
  • 3002: 叢集心跳 (heartbeat) 連接埠。
• aerospike/aerospike-server-enterprise: 指定要使用的 Docker 映像檔。

3. 驗證容器狀態

執行 docker ps 來確認容器是否正在運行。您應該能看到名為 aerospike 的容器在列表中。

第三部分：進階工具 - AeroLab 簡介

雖然單一 Docker 容器足以應付入門開發，但在需要模擬真實多節點叢集環境時，AeroLab 是一個極其強大的工具。它是一個開源的部署與管理工具，可以讓您用幾行指令就快速建立、銷毀和管理複雜的 Aerospike 叢集。

• 安裝 AeroLab: 參考其 GitHub 頁面進行安裝。
• 設定後端: aerolab config backend -t docker
• 建立叢集: aerolab cluster create -n mycluster -c 3 (建立一個名為 mycluster 的 3 節點叢集)

對於進階開發和測試，強烈建議學習使用 AeroLab。

第四部分：編寫您的第一個應用程式

現在，環境已經就緒，我們可以編寫程式碼來與 Aerospike 互動了。

Java 範例

import com.aerospike.client.AerospikeClient;
import com.aerospike.client.Bin;
import com.aerospike.client.Key;
import com.aerospike.client.Record;
import com.aerospike.client.policy.WritePolicy;

public class FirstApp {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 建立客戶端連線
        AerospikeClient client = new AerospikeClient("localhost", 3000);

        try {
            // 2. 定義寫入策略和鍵
            WritePolicy policy = new WritePolicy();
            Key key = new Key("test", "demo", "mykey"); // Namespace: test, Set: demo, Key: mykey

            // 3. 建立 Bins 並寫入資料
            Bin bin1 = new Bin("name", "玄貓");
            Bin bin2 = new Bin("age", 5);
            client.put(policy, key, bin1, bin2);
            System.out.println("資料寫入成功！");

            // 4. 讀取資料
            Record record = client.get(null, key);
            System.out.println("讀取到的資料: " + record.bins);

        } finally {
            // 5. 關閉連線
            client.close();
        }
    }
}

圖表解說：應用程式互動流程

此循序圖展示了一個典型的應用程式與 Aerospike 互動的流程。

@startuml
!theme _none_
skinparam dpi auto
skinparam defaultFontName "Microsoft JhengHei UI"
skinparam minClassWidth 100
skinparam defaultFontSize 16
title Aerospike 應用程式互動流程

participant "應用程式" as App
participant "Aerospike Client" as Client
participant "Aerospike Server" as Server

App -> Client : new AerospikeClient()
Client -> Server : 建立連線
App -> Client : client.put(key, bins)
Client -> Server : 傳送寫入請求
Server --> Client : 回應寫入結果
Client --> App : 回傳結果
App -> Client : client.get(key)
Client -> Server : 傳送讀取請求
Server --> Client : 回應 Record
Client --> App : 回傳 Record
App -> Client : client.close()
Client -> Server : 關閉連線

@enduml

透過以上步驟，您不僅理解了 Aerospike 的核心資料模型，還成功地搭建了開發環境，並完成了第一次資料的讀寫操作，為後續更深入的開發奠定了堅實的基礎。