Apache CouchDB

Запити до CouchDB та індексація даних можуть виконуватися відповідно до парадигми MapReduce, використовуючи для формування логіки вибірки даних мову JavaScript. Доступ до БД здійснюється за допомогою протоколу HTTP з використанням RESTful JSON API. Як одиниця зберігання даних виступає документ, що має унікальний ідентифікатор, версію і містить довільний набір іменованих полів у форматі ключ/значення. Для організації псевдо-структурованого набору даних з довільних документів (агрегування та формування вибірок) застосовується концепція формування видів (view), для визначення яких використовується мова JavaScript. На JavaScript також можна визначати функції для перевірки коректності даних при додаванні в рамках певного представлення нових документів.

CouchDB зберігає дані в форматі впорядкованого списку і дозволяє проводити часткову реплікацію даних між декількома БД в режимі «майстер-майстер» з одночасним виявленням і вирішенням конфліктних ситуацій. Кожен сервер зберігає свій локальний набір даних, синхронізований з іншими серверами, які можуть переводитися в offline-режим і періодично реплікувати зміни. Зокрема, така можливість робить CouchDB привабливим рішенням для організації синхронізації налаштувань програм між різними комп'ютерами (наприклад, це використовувалося для синхронізації вмісту адресної книги ПК c мобільним телефоном через сервіс Ubuntu One.

Ядро системи написано на мові Erlang, оптимізованої для створення обслуговуючих множину паралельних запитів розподілених систем. View-сервер написаний на мові C і базується на JavaScript-рушії Mozilla Spidermonkey. Сирцеві тексти проекту поширюються під ліцензією Apache 2.

Подібно іншим документно-орієнтованим СКБД (Mnesia, Lotus Notes, MongoDB), і на відміну від реляційних СКБД, CouchDB призначена для роботи з напів-структурованою інформацією і має такі особливості:

• дані зберігаються не в рядках і колонках, а у вигляді JSON-подібних документів, моделлю яких є не таблиці, а дерева;
• типізація елементів даних, тобто зіставлення окремим полям документів типів INTEGER, DATE тощо, не підтримується — замість цього користувач може написати функцію-валідатор;
• цілісність бази даних забезпечується виключно на рівні окремих записів (але не на рівні зв'язків між ними);
• зв'язки між таблицями або записами принципово не підтримуються, відповідно операція об'єднання (JOIN) між таблицями не визначена;
• для побудови індексів і виконання запитів використовуються функції виду (view)^[1];
• функції-валідатори, функції-види, функції-фільтри зберігаються в текстовому вигляді в самій базі даних;
• ці функції, як правило, написані на мовах JavaScript або Erlang, а для їхнього виконання запускається окремий сервер запитів, взаємодія з яким відбувається за допомогою сокетів і текстового JSON-протоколу;
• кожній базі даних в системі CouchDB відповідає єдине B-дерево (не плутати з двійковим деревом);
• кожне B-дерево зберігається у вигляді окремого файлу на диску;
• одночасно може бути запущено декілька нитей для читання бази даних і лише одна для запису;
• цілісність бази даних забезпечується тільки при записі даних на диск;
• види і їхні індекси, що зберігаються в БД, оновлюються безперервно, проте при кожному оновленні функцій видів або відображення оновлюється все B-дерево цілком;
• при обробці даних за допомогою функцій-видів використовується спрощена модель технології MapReduce, що дозволяє здійснювати паралельні обчислення, в тому числі і на багатоядерних процесорах;
• розподіл обчислень на кілька вузлів не підтримується — замість цього використовується механізм реплікації;
• обробка даних за допомогою ланцюжка послідовних функцій MapReduce не підтримується;
• підтримується вертикальна масштабованість, що означає підтримку не тільки величезних кластерів, але і портативних пристроїв (нетбуки, смартфони тощо);
• зовнішній інтерфейс (API) до цієї СКБД побудований на основі архітектури REST, тобто сама база даних, окремі записи, відображення і запити — суть ресурси, які мають унікальну адресу (URL) і підтримують операції GET, PUT, POST, DELETE;
• тому для взаємодії з базою даних було написано багато клієнтських бібліотек, у тому числі на таких мовах JavaScript^[2], PHP, Ruby , Python і Erlang;
• взаємодія між окремими компонентами СКБД, тобто з серверами видів здійснюється знову-таки за допомогою текстового протоколу, а дані передаються в форматі JSON; це дозволило використовувати різні мови програмування для написання цих компонентів — Java, Python, JavaScript тощо.

Проект CouchDB був прийнятий в інкубатор Apache в лютому 2008, а перший стабільний випуск вийшов 11 липня 2011.^[3]

Попри те, що CouchDB спочатку призначався для роботи в операційній системі Linux, розроблені варіанти цієї системи для операційних систем Microsoft Windows^[4] і Mac OS.

Дистрибутив Linux Ubuntu з 9.10 (Karmic Koala) поставляється з системою CouchDB.

CouchDB використовується в багатьох програмних продуктах і на безлічі вебсайтів^[5], в тому числі:

• UbuntuOne, Firefox, TomBoy, Akonadi, Evolution - для синхронізації адрес, заміток і закладок^[6]
• Mozilla Raindrop — агрегатор повідомлень електронної пошти, соціальних мереж, систем обміну миттєвими повідомленнями (Skype, Jabber)^[7]

• Anderson, J. Chris; Slater, Noah; Lehnardt, Jan (15 листопада 2009), CouchDB: The Definitive Guide (вид. 1st), O'Reilly Media, с. 300, ISBN 0596158165, архів оригіналу за 14 липня 2011, процитовано 4 квітня 2012
• Lennon, Joe (15 грудня 2009), Beginning CouchDB (вид. 1st), Apress, с. 300, ISBN 1430272376, архів оригіналу за 5 грудня 2010, процитовано 4 квітня 2012

• CouchDB: The Definitive Guide [Архівовано 3 квітня 2012 у Wayback Machine.]
• CouchDB: A Case Study [Архівовано 6 квітня 2012 у Wayback Machine.]
• Ricky Ho. CouchDB Implementation [Архівовано 23 лютого 2012 у Wayback Machine.]
• Проста бібліотека для роботи з CouchDB на PHP5 [Архівовано 11 червня 2018 у Wayback Machine.]