वितरित काउंटर

कई रीयलटाइम ऐप्स में ऐसे दस्तावेज़ होते हैं जो काउंटर के रूप में कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, आप किसी पोस्ट पर 'पसंद' या किसी विशिष्ट आइटम के 'पसंदीदा' की गणना कर सकते हैं।

Cloud Firestore में, आप केवल एक दस्तावेज़ को प्रति सेकंड लगभग एक बार अपडेट कर सकते हैं, जो कुछ उच्च-ट्रैफ़िक अनुप्रयोगों के लिए बहुत कम हो सकता है।

समाधान: वितरित काउंटर

अधिक लगातार काउंटर अपडेट का समर्थन करने के लिए, एक वितरित काउंटर बनाएं। प्रत्येक काउंटर "शार्ड्स" के उप-संग्रह के साथ एक दस्तावेज है और काउंटर का मूल्य शार्क के मूल्य का योग है।

शार्ड्स की संख्या के साथ राइट थ्रूपुट रैखिक रूप से बढ़ता है, इसलिए 10 शार्क के साथ एक वितरित काउंटर पारंपरिक काउंटर के रूप में 10x को संभाल सकता है।

वेब

// counters/${ID}
{
  "num_shards": NUM_SHARDS,
  "shards": [subcollection]
}

// counters/${ID}/shards/${NUM}
{
  "count": 123
}

तीव्र

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
// counters/${ID}
struct Counter {
    let numShards: Int

    init(numShards: Int) {
        self.numShards = numShards
    }
}

// counters/${ID}/shards/${NUM}
struct Shard {
    let count: Int

    init(count: Int) {
        self.count = count
    }
}

उद्देश्य सी

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
// counters/${ID}
@interface FIRCounter : NSObject
@property (nonatomic, readonly) NSInteger shardCount;
@end

@implementation FIRCounter
- (instancetype)initWithShardCount:(NSInteger)shardCount {
  self = [super init];
  if (self != nil) {
    _shardCount = shardCount;
  }
  return self;
}
@end

// counters/${ID}/shards/${NUM}
@interface FIRShard : NSObject
@property (nonatomic, readonly) NSInteger count;
@end

@implementation FIRShard
- (instancetype)initWithCount:(NSInteger)count {
  self = [super init];
  if (self != nil) {
    _count = count;
  }
  return self;
}
@end

Java

// counters/${ID}
public class Counter {
    int numShards;

    public Counter(int numShards) {
        this.numShards = numShards;
    }
}

// counters/${ID}/shards/${NUM}
public class Shard {
    int count;

    public Shard(int count) {
        this.count = count;
    }
}

Kotlin+KTX

// counters/${ID}
data class Counter(var numShards: Int)

// counters/${ID}/shards/${NUM}
data class Shard(var count: Int)

अजगर

import random

from google.cloud import firestore


class Shard(object):
    """
    A shard is a distributed counter. Each shard can support being incremented
    once per second. Multiple shards are needed within a Counter to allow
    more frequent incrementing.
    """

    def __init__(self):
        self._count = 0

    def to_dict(self):
        return {"count": self._count}


class Counter(object):
    """
    A counter stores a collection of shards which are
    summed to return a total count. This allows for more
    frequent incrementing than a single document.
    """

    def __init__(self, num_shards):
        self._num_shards = num_shards

Python

import random

from google.cloud import firestore


class Shard(object):
    """
    A shard is a distributed counter. Each shard can support being incremented
    once per second. Multiple shards are needed within a Counter to allow
    more frequent incrementing.
    """

    def __init__(self):
        self._count = 0

    def to_dict(self):
        return {"count": self._count}


class Counter(object):
    """
    A counter stores a collection of shards which are
    summed to return a total count. This allows for more
    frequent incrementing than a single document.
    """

    def __init__(self, num_shards):
        self._num_shards = num_shards

Node.js

लागू नहीं, नीचे काउंटर इंक्रीमेंट स्निपेट देखें।

जाना

import (
	"context"
	"fmt"
	"math/rand"
	"strconv"

	"cloud.google.com/go/firestore"
	"google.golang.org/api/iterator"
)

// Counter is a collection of documents (shards)
// to realize counter with high frequency.
type Counter struct {
	numShards int
}

// Shard is a single counter, which is used in a group
// of other shards within Counter.
type Shard struct {
	Count int
}

पीएचपी

लागू नहीं, नीचे काउंटर इनिशियलाइज़ेशन स्निपेट देखें।

सी#

/// <summary>
/// Shard is a document that contains the count.
/// </summary>
[FirestoreData]
public class Shard
{
    [FirestoreProperty(name: "count")]
    public int Count { get; set; }
}

निम्नलिखित कोड एक वितरित काउंटर को प्रारंभ करता है:

वेब

function createCounter(ref, num_shards) {
    var batch = db.batch();

    // Initialize the counter document
    batch.set(ref, { num_shards: num_shards });

    // Initialize each shard with count=0
    for (let i = 0; i < num_shards; i++) {
        const shardRef = ref.collection('shards').doc(i.toString());
        batch.set(shardRef, { count: 0 });
    }

    // Commit the write batch
    return batch.commit();
}

तीव्र

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
func createCounter(ref: DocumentReference, numShards: Int) {
    ref.setData(["numShards": numShards]){ (err) in
        for i in 0...numShards {
            ref.collection("shards").document(String(i)).setData(["count": 0])
        }
    }
}

उद्देश्य सी

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
- (void)createCounterAtReference:(FIRDocumentReference *)reference
                      shardCount:(NSInteger)shardCount {
  [reference setData:@{ @"numShards": @(shardCount) } completion:^(NSError * _Nullable error) {
    for (NSInteger i = 0; i < shardCount; i++) {
      NSString *shardName = [NSString stringWithFormat:@"%ld", (long)shardCount];
      [[[reference collectionWithPath:@"shards"] documentWithPath:shardName]
          setData:@{ @"count": @(0) }];
    }
  }];
}

Java

public Task<Void> createCounter(final DocumentReference ref, final int numShards) {
    // Initialize the counter document, then initialize each shard.
    return ref.set(new Counter(numShards))
            .continueWithTask(new Continuation<Void, Task<Void>>() {
                @Override
                public Task<Void> then(@NonNull Task<Void> task) throws Exception {
                    if (!task.isSuccessful()) {
                        throw task.getException();
                    }

                    List<Task<Void>> tasks = new ArrayList<>();

                    // Initialize each shard with count=0
                    for (int i = 0; i < numShards; i++) {
                        Task<Void> makeShard = ref.collection("shards")
                                .document(String.valueOf(i))
                                .set(new Shard(0));

                        tasks.add(makeShard);
                    }

                    return Tasks.whenAll(tasks);
                }
            });
}

Kotlin+KTX

fun createCounter(ref: DocumentReference, numShards: Int): Task<Void> {
    // Initialize the counter document, then initialize each shard.
    return ref.set(Counter(numShards))
            .continueWithTask { task ->
                if (!task.isSuccessful) {
                    throw task.exception!!
                }

                val tasks = arrayListOf<Task<Void>>()

                // Initialize each shard with count=0
                for (i in 0 until numShards) {
                    val makeShard = ref.collection("shards")
                            .document(i.toString())
                            .set(Shard(0))

                    tasks.add(makeShard)
                }

                Tasks.whenAll(tasks)
            }
}

अजगर

def init_counter(self, doc_ref):
    """
    Create a given number of shards as
    subcollection of specified document.
    """
    col_ref = doc_ref.collection("shards")

    # Initialize each shard with count=0
    for num in range(self._num_shards):
        shard = Shard()
        col_ref.document(str(num)).set(shard.to_dict())

Python

async def init_counter(self, doc_ref):
    """
    Create a given number of shards as
    subcollection of specified document.
    """
    col_ref = doc_ref.collection("shards")

    # Initialize each shard with count=0
    for num in range(self._num_shards):
        shard = Shard()
        await col_ref.document(str(num)).set(shard.to_dict())

Node.js

लागू नहीं, नीचे काउंटर इंक्रीमेंट स्निपेट देखें।

जाना


// initCounter creates a given number of shards as
// subcollection of specified document.
func (c *Counter) initCounter(ctx context.Context, docRef *firestore.DocumentRef) error {
	colRef := docRef.Collection("shards")

	// Initialize each shard with count=0
	for num := 0; num < c.numShards; num++ {
		shard := Shard{0}

		if _, err := colRef.Doc(strconv.Itoa(num)).Set(ctx, shard); err != nil {
			return fmt.Errorf("Set: %v", err)
		}
	}
	return nil
}

पीएचपी

$numShards = 10;
$ref = $db->collection('samples/php/distributedCounters');
for ($i = 0; $i < $numShards; $i++) {
    $doc = $ref->document($i);
    $doc->set(['Cnt' => 0]);
}

सी#

/// <summary>
/// Create a given number of shards as a
/// subcollection of specified document.
/// </summary>
/// <param name="docRef">The document reference <see cref="DocumentReference"/></param>
private static async Task CreateCounterAsync(DocumentReference docRef, int numOfShards)
{
    CollectionReference colRef = docRef.Collection("shards");
    var tasks = new List<Task>();
    // Initialize each shard with Count=0
    for (var i = 0; i < numOfShards; i++)
    {
        tasks.Add(colRef.Document(i.ToString()).SetAsync(new Shard() { Count = 0 }));
    }
    await Task.WhenAll(tasks);
}

माणिक

# project_id = "Your Google Cloud Project ID"
# num_shards = "Number of shards for distributed counter"
# collection_path = "shards"

require "google/cloud/firestore"

firestore = Google::Cloud::Firestore.new project_id: project_id

shards_ref = firestore.col collection_path

# Initialize each shard with count=0
num_shards.times do |i|
  shards_ref.doc(i).set({ count: 0 })
end

puts "Distributed counter shards collection created."

काउंटर बढ़ाने के लिए, एक यादृच्छिक शार्क चुनें और गिनती बढ़ाएं:

वेब

function incrementCounter(db, ref, num_shards) {
    // Select a shard of the counter at random
    const shard_id = Math.floor(Math.random() * num_shards).toString();
    const shard_ref = ref.collection('shards').doc(shard_id);

    // Update count
    return shard_ref.update("count", firebase.firestore.FieldValue.increment(1));
}

तीव्र

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
func incrementCounter(ref: DocumentReference, numShards: Int) {
    // Select a shard of the counter at random
    let shardId = Int(arc4random_uniform(UInt32(numShards)))
    let shardRef = ref.collection("shards").document(String(shardId))

    shardRef.updateData([
        "count": FieldValue.increment(Int64(1))
    ])
}

उद्देश्य सी

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
- (void)incrementCounterAtReference:(FIRDocumentReference *)reference
                         shardCount:(NSInteger)shardCount {
  // Select a shard of the counter at random
  NSInteger shardID = (NSInteger)arc4random_uniform((uint32_t)shardCount);
  NSString *shardName = [NSString stringWithFormat:@"%ld", (long)shardID];
  FIRDocumentReference *shardReference =
      [[reference collectionWithPath:@"shards"] documentWithPath:shardName];

  [shardReference updateData:@{
    @"count": [FIRFieldValue fieldValueForIntegerIncrement:1]
  }];
}

Java

public Task<Void> incrementCounter(final DocumentReference ref, final int numShards) {
    int shardId = (int) Math.floor(Math.random() * numShards);
    DocumentReference shardRef = ref.collection("shards").document(String.valueOf(shardId));

    return shardRef.update("count", FieldValue.increment(1));
}

Kotlin+KTX

fun incrementCounter(ref: DocumentReference, numShards: Int): Task<Void> {
    val shardId = Math.floor(Math.random() * numShards).toInt()
    val shardRef = ref.collection("shards").document(shardId.toString())

    return shardRef.update("count", FieldValue.increment(1))
}

अजगर

def increment_counter(self, doc_ref):
    """Increment a randomly picked shard."""
    doc_id = random.randint(0, self._num_shards - 1)

    shard_ref = doc_ref.collection("shards").document(str(doc_id))
    return shard_ref.update({"count": firestore.Increment(1)})

Python

async def increment_counter(self, doc_ref):
    """Increment a randomly picked shard."""
    doc_id = random.randint(0, self._num_shards - 1)

    shard_ref = doc_ref.collection("shards").document(str(doc_id))
    return await shard_ref.update({"count": firestore.Increment(1)})

Node.js

function incrementCounter(docRef, numShards) {
  const shardId = Math.floor(Math.random() * numShards);
  const shardRef = docRef.collection('shards').doc(shardId.toString());
  return shardRef.set({count: FieldValue.increment(1)}, {merge: true});
}

जाना


// incrementCounter increments a randomly picked shard.
func (c *Counter) incrementCounter(ctx context.Context, docRef *firestore.DocumentRef) (*firestore.WriteResult, error) {
	docID := strconv.Itoa(rand.Intn(c.numShards))

	shardRef := docRef.Collection("shards").Doc(docID)
	return shardRef.Update(ctx, []firestore.Update{
		{Path: "Count", Value: firestore.Increment(1)},
	})
}

पीएचपी

$ref = $db->collection('samples/php/distributedCounters');
$numShards = 0;
$docCollection = $ref->documents();
foreach ($docCollection as $doc) {
    $numShards++;
}
$shardIdx = random_int(0, $numShards - 1);
$doc = $ref->document($shardIdx);
$doc->update([
    ['path' => 'Cnt', 'value' => FieldValue::increment(1)]
]);

सी#

/// <summary>
/// Increment a randomly picked shard by 1.
/// </summary>
/// <param name="docRef">The document reference <see cref="DocumentReference"/></param>
/// <returns>The <see cref="Task"/></returns>
private static async Task IncrementCounterAsync(DocumentReference docRef, int numOfShards)
{
    int documentId;
    lock (s_randLock)
    {
        documentId = s_rand.Next(numOfShards);
    }
    var shardRef = docRef.Collection("shards").Document(documentId.ToString());
    await shardRef.UpdateAsync("count", FieldValue.Increment(1));
}

माणिक

# project_id = "Your Google Cloud Project ID"
# num_shards = "Number of shards for distributed counter"
# collection_path = "shards"

require "google/cloud/firestore"

firestore = Google::Cloud::Firestore.new project_id: project_id

# Select a shard of the counter at random
shard_id = rand 0...num_shards
shard_ref = firestore.doc "#{collection_path}/#{shard_id}"

# increment counter
shard_ref.update({ count: firestore.field_increment(1) })

puts "Counter incremented."

कुल गिनती प्राप्त करने के लिए, सभी शार्क के लिए क्वेरी करें और उनके count फ़ील्ड का योग करें:

वेब

function getCount(ref) {
    // Sum the count of each shard in the subcollection
    return ref.collection('shards').get().then((snapshot) => {
        let total_count = 0;
        snapshot.forEach((doc) => {
            total_count += doc.data().count;
        });

        return total_count;
    });
}

तीव्र

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
func getCount(ref: DocumentReference) {
    ref.collection("shards").getDocuments() { (querySnapshot, err) in
        var totalCount = 0
        if err != nil {
            // Error getting shards
            // ...
        } else {
            for document in querySnapshot!.documents {
                let count = document.data()["count"] as! Int
                totalCount += count
            }
        }

        print("Total count is \(totalCount)")
    }
}

उद्देश्य सी

नोट: यह उत्पाद watchOS और ऐप क्लिप लक्ष्य पर उपलब्ध नहीं है।
- (void)getCountWithReference:(FIRDocumentReference *)reference {
  [[reference collectionWithPath:@"shards"]
      getDocumentsWithCompletion:^(FIRQuerySnapshot *snapshot,
                                   NSError *error) {
        NSInteger totalCount = 0;
        if (error != nil) {
          // Error getting shards
          // ...
        } else {
          for (FIRDocumentSnapshot *document in snapshot.documents) {
            NSInteger count = [document[@"count"] integerValue];
            totalCount += count;
          }

          NSLog(@"Total count is %ld", (long)totalCount);
        }
  }];
}

Java

public Task<Integer> getCount(final DocumentReference ref) {
    // Sum the count of each shard in the subcollection
    return ref.collection("shards").get()
            .continueWith(new Continuation<QuerySnapshot, Integer>() {
                @Override
                public Integer then(@NonNull Task<QuerySnapshot> task) throws Exception {
                    int count = 0;
                    for (DocumentSnapshot snap : task.getResult()) {
                        Shard shard = snap.toObject(Shard.class);
                        count += shard.count;
                    }
                    return count;
                }
            });
}

Kotlin+KTX

fun getCount(ref: DocumentReference): Task<Int> {
    // Sum the count of each shard in the subcollection
    return ref.collection("shards").get()
            .continueWith { task ->
                var count = 0
                for (snap in task.result!!) {
                    val shard = snap.toObject<Shard>()
                    count += shard.count
                }
                count
            }
}

अजगर

def get_count(self, doc_ref):
    """Return a total count across all shards."""
    total = 0
    shards = doc_ref.collection("shards").list_documents()
    for shard in shards:
        total += shard.get().to_dict().get("count", 0)
    return total

Python

async def get_count(self, doc_ref):
    """Return a total count across all shards."""
    total = 0
    shards = doc_ref.collection("shards").list_documents()
    async for shard in shards:
        total += (await shard.get()).to_dict().get("count", 0)
    return total

Node.js

async function getCount(docRef) {
  const querySnapshot = await docRef.collection('shards').get();
  const documents = querySnapshot.docs;

  let count = 0;
  for (const doc of documents) {
    count += doc.get('count');
  }
  return count;
}

जाना


// getCount returns a total count across all shards.
func (c *Counter) getCount(ctx context.Context, docRef *firestore.DocumentRef) (int64, error) {
	var total int64
	shards := docRef.Collection("shards").Documents(ctx)
	for {
		doc, err := shards.Next()
		if err == iterator.Done {
			break
		}
		if err != nil {
			return 0, fmt.Errorf("Next: %v", err)
		}

		vTotal := doc.Data()["Count"]
		shardCount, ok := vTotal.(int64)
		if !ok {
			return 0, fmt.Errorf("firestore: invalid dataType %T, want int64", vTotal)
		}
		total += shardCount
	}
	return total, nil
}

पीएचपी

$result = 0;
$docCollection = $db->collection('samples/php/distributedCounters')->documents();
foreach ($docCollection as $doc) {
    $result += $doc->data()['Cnt'];
}

सी#

/// <summary>
/// Get total count across all shards.
/// </summary>
/// <param name="docRef">The document reference <see cref="DocumentReference"/></param>
/// <returns>The <see cref="int"/></returns>
private static async Task<int> GetCountAsync(DocumentReference docRef)
{
    var snapshotList = await docRef.Collection("shards").GetSnapshotAsync();
    return snapshotList.Sum(shard => shard.GetValue<int>("count"));
}

माणिक

# project_id = "Your Google Cloud Project ID"
# collection_path = "shards"

require "google/cloud/firestore"

firestore = Google::Cloud::Firestore.new project_id: project_id

shards_ref = firestore.col_group collection_path

count = 0
shards_ref.get do |doc_ref|
  count += doc_ref[:count]
end

puts "Count value is #{count}."

सीमाओं

ऊपर दिखाया गया समाधान क्लाउड फायरस्टोर में साझा काउंटर बनाने का एक स्केलेबल तरीका है, लेकिन आपको निम्नलिखित सीमाओं से अवगत होना चाहिए:

  • शार्ड काउंट - शार्क की संख्या वितरित काउंटर के प्रदर्शन को नियंत्रित करती है। बहुत कम शार्क के साथ, कुछ लेन-देन को सफल होने से पहले पुन: प्रयास करना पड़ सकता है, जिससे लेखन धीमा हो जाएगा। बहुत अधिक शार्क के साथ, पढ़ना धीमा और अधिक महंगा हो जाता है। आप काउंटर टोटल को एक अलग रोल-अप दस्तावेज़ में रखकर रीड-एक्सपेंस की भरपाई कर सकते हैं, जिसे धीमी गति से अपडेट किया जाता है (उदाहरण के लिए प्रति सेकंड एक बार), और क्लाइंट को उस दस्तावेज़ से कुल प्राप्त करने के लिए पढ़ा जाता है। ट्रेडऑफ़ यह है कि क्लाइंट को किसी भी अपडेट के तुरंत बाद सभी शार्क को पढ़कर कुल की गणना करने के बजाय रोल-अप दस्तावेज़ के अपडेट होने की प्रतीक्षा करनी होगी।
  • लागत - एक काउंटर वैल्यू को पढ़ने की लागत शार्ड्स की संख्या के साथ रैखिक रूप से बढ़ जाती है, क्योंकि पूरे शार्क उपसंग्रह को लोड किया जाना चाहिए।