使用 Amazon DynamoDB 为移动应用程序设计数据库

操作步骤

• 创建二级索引

  要创建二级索引，您需要指定索引的主键，就像之前创建表一样。请注意，全局二级索引的主键不需要具有唯一性。然后，DynamoDB 会根据指定的属性将数据项复制到索引中，您可以像查询表一样查询索引。

  反向索引是 DynamoDB 中的常见模式，在此模式中，可以创建与表主键逆向的二级索引。表的 HASH 键在二级索引中指定为 RANGE 键，而表的 RANGE 键在二级索引中指定为 HASH 键。

  创建二级索引与创建表类似。在您下载的代码中，scripts/ 目录下有一个名为 add_inverted_index.py 的文件。该文件的内容如下所示。 

  import boto3
  
  dynamodb = boto3.client('dynamodb')
  
  try:
      dynamodb.update_table(
          TableName='quick-photos',
          AttributeDefinitions=[
              {
                  "AttributeName": "PK",
                  "AttributeType": "S"
              },
              {
                  "AttributeName": "SK",
                  "AttributeType": "S"
              }
          ],
          GlobalSecondaryIndexUpdates=[
              {
                  "Create": {
                      "IndexName": "InvertedIndex",
                      "KeySchema": [
                          {
                              "AttributeName": "SK",
                              "KeyType": "HASH"
                          },
                          {
                              "AttributeName": "PK",
                              "KeyType": "RANGE"
                          }
                      ],
                      "Projection": {
                          "ProjectionType": "ALL"
                      },
                      "ProvisionedThroughput": {
                          "ReadCapacityUnits": 5,
                          "WriteCapacityUnits": 5
                      }
                  }
              }
          ],
      )
      print("Table updated successfully.")
  except Exception as e:
      print("Could not update table. Error:")
      print(e)

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  要在表或二级索引的主键中使用属性，必须在 AttributeDefinitions 中定义这些属性。然后，我们在 GlobalSecondaryIndexUpdates 属性中创建一个新的二级索引。对于该二级索引，我们指定了索引名称、主键模式、预配吞吐量以及需要映射的属性。

  请注意，一个反向索引是某个设计模式的名称，而不是 DynamoDB 中的一个正式属性。反向索引的创建与其他二级索引类似。

  运行以下命令，创建反向索引。

  python scripts/add_inverted_index.py
  

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  您应该能在控制台中看到以下提示信息：“Table updated successfully.”（表更新成功。）

  在下一步中，我们将展示如何使用反向索引来查看照片。
  

• 使用反向索引查看照片的互动

  配置好二级索引后，我们现在可以用它来实现特定的访问模式了。

  使用二级索引时，只能选择两种 API 调用方式：Query 和 Scan。使用 Query 时，必须指定 HASH 键，并返回目标结果。使用 Scan 时，无需指定 HASH 键，该操作将遍历整个表。在 DynamoDB 中，除特定情况外，通常不建议进行 Scan 操作，因为它会访问数据库中的每个数据项。如果表中含有大量数据，进行扫描可能会花费很长时间

  我们可以使用 Query API 根据二级索引查看特定照片的所有互动。正如您在上一个模块中看到的，您可以使用此查询方式通过一个命令检索两种类型的实体。在此查询中，您可以检索照片及其对应的互动。

  在您下载的代码中，application/ 目录下有一个名为 fetch_photo_and_reactions.py 的文件。该脚本的内容如下所示。

  import boto3
  
  from entities import Photo, Reaction
  
  dynamodb = boto3.client('dynamodb')
  
  USER = "david25"
  TIMESTAMP = '2019-03-02T09:11:30'
  
  
  def fetch_photo_and_reactions(username, timestamp):
      try:
          resp = dynamodb.query(
              TableName='quick-photos',
              IndexName='InvertedIndex',
              KeyConditionExpression="SK = :sk AND PK BETWEEN :reactions AND :user",
              ExpressionAttributeValues={
                  ":sk": { "S": "PHOTO#{}#{}".format(username, timestamp) },
                  ":user": { "S": "USER$" },
                  ":reactions": { "S": "REACTION#" },
              },
              ScanIndexForward=True
          )
      except Exception as e:
          print("Index is still backfilling. Please try again in a moment.")
          return False
  
      items = resp['Items']
      items.reverse()
  
      photo = Photo(items[0])
      photo.reactions = [Reaction(item) for item in items[1:]]
  
      return photo
  
  
  photo = fetch_photo_and_reactions(USER, TIMESTAMP)
  
  if photo:
      print(photo)
      for reaction in photo.reactions:
          print(reaction)

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  fetch_photo_and_reactions 函数与应用程序中需要实现的函数类似。该函数接受用户名和时间戳，并根据 InvertedIndex 查看照片和照片的互动。然后，将返回的数据项组合成一个 Photo 实体和多个 Reaction 实体，供您在应用程序中使用。

  python application/fetch_photo_and_reactions.py
  

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  您应该会看到输出一张照片以及五个互动。

  Photo<david25 -- 2019-03-02T09:11:30>
  Reaction<ylee -- PHOTO#david25#2019-03-02T09:11:30 -- smiley>
  Reaction<kennedyheather -- PHOTO#david25#2019-03-02T09:11:30 -- smiley>
  Reaction<jenniferharris -- PHOTO#david25#2019-03-02T09:11:30 -- +1>
  Reaction<geoffrey32 -- PHOTO#david25#2019-03-02T09:11:30 -- +1>
  Reaction<chasevang -- PHOTO#david25#2019-03-02T09:11:30 -- +1>

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  请注意，二级索引回填需要一些时间才能完成。您可能会收到一条错误消息，表示正在进行回填。如果是这样，请在几分钟后重试。

  在下一步中，我们将了解如何使用反向索引来获取指定用户关注的所有用户列表。

• 查找关注的用户

  在上一步中，您了解了如何使用反向索引来获取具有一对多关系实体的一对多关系。在这一步中，使用反向索引来获取多对多关系的“另一方”。

  根据表的主键，您可以查询某个用户的所有关注者，但不能查到某个用户关注的所有用户。利用反向索引，该情况就迎刃而解了，您可以查询某个用户关注的所有用户。

  在您下载的代码中，application/ 目录下有一个名为 find_following_for_user.py 的文件。该脚本的内容如下所示。

  import boto3
  
  from entities import Friendship
  
  dynamodb = boto3.client('dynamodb')
  
  USERNAME = "haroldwatkins"
  
  
  def find_following_for_user(username):
      resp = dynamodb.query(
          TableName='quick-photos',
          IndexName='InvertedIndex',
          KeyConditionExpression="SK = :sk",
          ExpressionAttributeValues={
              ":sk": { "S": "#FRIEND#{}".format(username) }
          },
          ScanIndexForward=True
      )
  
      return [Friendship(item) for item in resp['Items']]
  
  
  
  follows = find_following_for_user(USERNAME)
  
  print("Users followed by {}:".format(USERNAME))
  for follow in follows:
      print(follow)

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  find_following_for_user 函数与应用程序中需要实现的函数类似。该函数接受用户名，可以帮助您查询该用户关注的用户。然后，该函数查询反向索引，查询指定用户名对应的关注者用户相关的所有 Friendship 实体。

  在终端使用以下命令运行该脚本。

  python application/find_following_for_user.py
  

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  控制台输出指定用户关注的用户列表：

  Users followed by haroldwatkins:
  Friendship<chasevang -- haroldwatkins>
  Friendship<david25 -- haroldwatkins>
  Friendship<frankhall -- haroldwatkins>
  Friendship<geoffrey32 -- haroldwatkins>
  Friendship<jacksonjason -- haroldwatkins>
  Friendship<natasha87 -- haroldwatkins>
  Friendship<nmitchell -- haroldwatkins>
  Friendship<ppierce -- haroldwatkins>
  Friendship<tmartinez -- haroldwatkins>
  Friendship<vpadilla -- haroldwatkins>

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  请注意，虽然这将返回用户的所有 Friendship 实体，但 Friendship 实体中的信息比较少。仅包含被关注用户的用户名，而不包含完整的用户个人资料。在下一个模块中，我们将讨论如何使用部分规范化来有效处理类似情况。

总结