CouchDB

Apache CouchDB ist ein Datenbankmanagementsystem nach dem Ansatz einer dokumentenorientierten Datenbank, das seit 2005 als freie Software entwickelt und unter den Bedingungen von Version 2.0 der Apache-Lizenz verbreitet wird. CouchDB ist größtenteils in der Programmiersprache Erlang geschrieben. Als Skriptsprache wird JavaScript eingesetzt, welches serverseitig von SpiderMonkey interpretiert wird.

Apache CouchDB
Administrationsoberfläche Futon
Basisdaten
Entwickler	Apache Software Foundation
Erscheinungsjahr	2005
Aktuelle Version	3.3.2 (25. April 2023)
Betriebssystem	Linux, Unix, Mac OS X, Windows
Programmiersprache	Erlang
Kategorie	dokumentenorientierte Datenbank
Lizenz	Apache
deutschsprachig	nein
couchdb.apache.org

Das Ziel von CouchDB ist es, das einfache Datenmodell einer dokumentenorientierten Datenbank mit der Skalierbarkeit und Leistung einer professionellen relationalen Datenbank zu verknüpfen. Dazu muss CouchDB auf Mehrkern-Systemen und in Multi-Server-Umgebungen einsetzbar sein.

Entwicklungsgeschichte

CouchDB wird seit 2005 von Damien Katz entwickelt, der vorher als Senior Developer an Lotus Notes gearbeitet hatte. Sein Ziel ist die Verbindung des dokumentenorientierten Ansatzes von Lotus Notes mit dem MapReduce-Ansatz von Bigtable, der verteilten High-Performance-Datenbank von Google, die als proprietäre Lösung nicht frei verfügbar ist. Mit CouchDB sollte ein schemaloses Datenbanksystem entstehen, das durch Verteilbarkeit eine hohe Durchsatzrate ermöglicht. Der Name CouchDB ist ein halbironisches Backronym, das für „Cluster of unreliable commodity hardware Data Base“ steht. (Zu deutsch: „Datenbank auf einem Cluster aus unzuverlässiger Standardhardware“.)

Im November 2007 wies die IANA CouchDB offiziell die Portnummer 5984 (tcp/udp) zu.

Nachdem Damien Katz die CouchDB-Entwicklung für zwei Jahre privat betrieb, arbeitete er von Januar 2008 bis 2009 als Vollzeitangestellter von IBM, und trieb dort die weitere Opensource-Entwicklung von CouchDB voran. Der für die Einstellung von Katz verantwortliche IBM-Manager bezeichnete diesen Schritt nicht als Akquisition, wenngleich in der Zukunft die Verwendung von CouchDB in IBM-Produkten vorstellbar sei. Neben Damien Katz arbeiten sechs weitere Entwickler aktiv an CouchDB. Ende 2009 gründete Katz mit 2 Millionen Dollar Venture-Kapital eine eigene Firma namens Relaxed Inc.

CouchDB war ab Februar 2008 im Incubator (zu Deutsch: Brutkasten) der Apache Software Foundation; dort werden Projekte an die Richtlinien der Apache Foundation angepasst, bevor sie ein Top-Level-Projekt werden. Im März und im Juli 2008 hielten Jan Lehnardt (CouchDB-Committer) und Damien Katz Vorträge auf den O’Reilly-Entwicklerkonferenzen ETech 2008 und OSCON 2008. Im November 2008 wurde CouchDB zu einem Apache Project aufgewertet. Trotz der Versionsnummer von 0.11 wurde CouchDB im Juni 2009 schon produktiv in etwa 13 Softwareprojekten und 40 Websites eingesetzt.

Version 1.0 erschien am 14. Juli 2010 mit drastisch verbesserter Arbeitsgeschwindigkeit und Unterstützung für Windows-Betriebssysteme. Ab der Version 1.1.0 von Anfang Juni 2011 wird SSL nativ unterstützt.

Außer der Referenzimplementierung im Apache CouchDB Projekt werden von den Herstellern IBM und Couchbase auch kommerzielle CouchDB-kompatible Datenbanken als SaaS angeboten und entwickelt.

Einsatz

Beim CERN in Genf werden am Large Hadron Collider Daten in der Menge von ca. 10 PB pro Jahr produziert. Hierfür wird Apache CouchDB als Data Management System aufgrund der großen Mengen unstrukturierter Daten eingesetzt. Das Disaster Action Team des Internationalen Roten Kreuz setzt in Katastrophengebieten die auf CouchDB basierende mobile Anwendung iDAT ein. CouchDB ermöglicht hiermit den Betrieb als fehlertolerante Multi-Node (Peer-to-Peer) Datenbank in Regionen mit stark eingeschränkter Netzverfügbarkeit. Bei IBM wird CouchDB als zentrales Fundament zur Bereitstellung und Orchestrierung der Infrastruktur der IBM Cloud-Dienste eingesetzt.

United Airlines verwendet CouchDB für Betrieb und Management des „In-Flight Entertainment System“ in seinen über 3.000 Flugzeugen. Auch Facebook verwendet CouchDB in diversen Softwareprojekten und Anwendungen. Die Node.js Paketverwaltung npm verwendet Apache CouchDB als zentrale verteilte Datenbank. Das dynamische Content-Management-System der englischen Sendergruppe BBC wurde mit CouchDB als Datenbank realisiert.

Eigenschaften

Die wichtigsten Eigenschaften von CouchDB:

Oft wird CouchDB mit spaltenorientierten Datenbanken verglichen, wie zum Beispiel Bigtable. CouchDB ist aber kein spaltenorientierter Speicher, da einzelne Dokumente innerhalb derselben Datenbank eine voneinander unterschiedliche Struktur besitzen können.

Integrierte Software

Da CouchDB eigenständig als Webserver Dokumente direkt an den Browser verteilen kann, kann auf jegliche zusätzliche Software wie Webserver und serverseitige Skriptsprachen (z. B. PHP, Ruby) verzichtet werden.

Fauxton

Fauxton ist ein Web-Interface zur Administration von CouchDB. Ähnlich wie phpMyAdmin, können auch Datenbanken auf fremden Rechnern über eine Netzwerkverbindung oder das Internet administriert werden. Seit Version 2.0 ist Fauxton in die CouchDB-Installation integriert und über „server:5984/_utils“ erreichbar.

Couchapp

Couchapp ist ein integriertes Javascript-Webframework für CouchDB. Couchapp nutzt stark das Paradigma Konvention vor Konfiguration und bietet clientseitige jQuery-Bibliotheken an. Über die Couchapp-Kommandozeile lässt sich ein strukturierter Dateibaum als Mustervorlage für eine CouchDB-Anwendung erzeugen und als Design-Dokument in die CouchDB laden.

In Couchapp sind folgende jQuery-Erweiterungen integriert:

Im Unterschied zu serverbasierten, klassischen großen Webframeworks kann Couchapp keine Bilder skalieren oder E-Mails verschicken.

PouchDB

PouchDB ist eine mit CouchDB API-Kompatible Datenbank in JavaScript geschrieben und sie kann als Ergänzung zur CouchDB verwendet werden. PouchDB läuft im Browser und auf Node.js und speichert die Dokumente im Web Storage des Browsers. Ein Anwendungsszenario ist die uneingeschränkte Funktion einer Webapplikation ohne permanenten Internetzugang. Eine Synchronisierung der Daten zwischen PouchDB und CouchDB kann zu einem Zeitpunkt erfolgen, wenn wieder eine Internetverbindung besteht.

Literatur

• J. Chris Anderson, Jan Lehnardt und Noah Slater: CouchDB: The Definitive Guide. O’Reilly, Sebastopol/CA Januar 2010, ISBN 0-596-15589-1. In englischer Sprache, Text ist lizenziert nach Creative Commons Attribution License. Eine Vorabversion, „Rough Cuts Version“, erschien 2008.
• Christopher Chandler: CouchDB in Action. Manning, Greenwich/CT 2009. ISBN 1-935182-28-5.
• Mario Scheliga: CouchDB kurz und gut. O’Reilly, Köln 30. April 2010, ISBN 3-89721-559-4. In deutscher Sprache.
• Oliver Frommel: Mal ausspannen. Auf: Linux-Magazin Online, 29. September 2009.
• Rudolf Jansen: CouchDB. Angesagter Vertreter der „NoSQL“-Datenbanken. Auf: heise developer, 12. Februar 2010.
• Andreas Wenk und Till Klampäckel: CouchDB: Das Praxisbuch für Entwickler und Administratoren. Galileo Computing, 28. September 2011, ISBN 978-3-8362-1670-8. In deutscher Sprache.
• Oliver Kurowski: CouchDB mit PHP entwickler.press, Juni 2012, ISBN 978-3-86802-068-7. In deutscher Sprache.

Weblinks

• Offizielle Website (englisch)
  • Offizielles Wiki (englisch)
• Podcast-Folge FS136 mit dem Thema CouchDB von Tim Pritlove auf Freak Show (Juli 2014)
• Podcast-Folge CRE125 über CouchDB von Tim Pritlove auf Chaosradio Express (Juni 2009)

Einzelnachweise

1. Release 3.3.2. 25. April 2023 (abgerufen am 26. April 2023).
2. Christopher Chandler: CouchDB in Action (PDF; 1,1 MB). Manning, Greenwich/CT 2009, ISBN 1-935182-28-5, S. 8.
3. Port Numbers auf den Seiten der IANA, letzte Aktualisierung des Dokuments am 19. Juni 2009. (Abgerufen am 21. Juni 2009)
4. New Gig – Blogeintrag vom 1. Januar 2008 auf der Website von Damien Katz. (Abgerufen am 21. Juni 2009)
5. Damien Katz and CouchDB – Blogeintrag vom 16. Januar 2008 auf der Website von Anant Jhingran. (Abgerufen am 21. Juni 2009)
6. Committers auf der Projektseite zu CouchDB bei Apache Incubator.
7. Rudolf Jansen: Freiheit für die Dokumente. In: heise Developer. Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG, 12. Februar 2010, abgerufen am 4. August 2010. 
8. Apache mailing list announcement vom 9. Februar 2008 auf mail-archives.apache.org (Abgerufen am 31. Januar 2017.)
9. O’Reilly Emerging Technology Conference – ETech 2008: CouchDB from 10,000 ft, Vortrag von Jan Lehnardt vom 6. März 2008. (Abgerufen am 21. Juni 2009)
10. O’Reilly Open Source Convention – OSCON 2008: CouchDB from 10,000 ft, Vortrag von Jan Lehnardt vom 23. Juli 2008. (Abgerufen am 21. Juni 2009)
11. Incubated Projects auf Apache, Tabelle Graduated from incubation mit Start- und Enddatum 12. Februar 2008 bis 19. November 2008. (Abgerufen am 21. Juni 2009)
12. CouchDB in the wild – Eine Liste der Softwareprojekte und Websites, die CouchDB einsetzen. (Abgerufen am 21. Juni 2009)
13. nytimes.com
14. heise.de
15. Cloudant – Overview. Abgerufen am 28. März 2022 (amerikanisches Englisch). 
16. Couchbase: The Modern Database for Enterprise Applications. Abgerufen am 28. März 2022. 
17. Why Large Hadron Collider Scientists are Using CouchDB. In: ReadWrite. 26. August 2010, abgerufen am 28. März 2022 (amerikanisches Englisch). 
18. iDAT. Red Cross Code, 31. Juli 2021, abgerufen am 28. März 2022. 
19. Database-Deep-Dives-CouchDB. Abgerufen am 28. März 2022 (amerikanisches Englisch). 
20. couchdb. Abgerufen am 28. März 2022 (amerikanisches Englisch). 
21. Database-Deep-Dives-CouchDB. Abgerufen am 29. März 2022 (amerikanisches Englisch). 
22. United Airlines Streamlines Operations With Couchbase | Case Study. Abgerufen am 29. März 2022. 
23. What’s new from GitHub Changelog? September 2021 recap. In: The GitHub Blog. 19. Oktober 2021, abgerufen am 28. März 2022 (amerikanisches Englisch). 
24. Erlang Factory – Enda Farrell, Software Architect for internet scaling. Abgerufen am 28. März 2022. 
25. (Memento vom 31. Januar 2017 im Internet Archive) auf der CouchDB-Website, letzte Änderung am 29. September 2008. (Abgerufen am 21. Juni 2009.)
26. (Memento vom 25. Oktober 2010 im Internet Archive)
27. github.com
29. couchdb. Abgerufen am 28. März 2022 (amerikanisches Englisch). 
30. mustache.github.io
31. Erschienen als E-Book (Manning Early Access) im April 2009, Printausgabe angekündigt für Dezember 2009.

Normdaten (Sachbegriff): GND: 7725142-8 (lobid, OGND)