NoSQL到底是个啥？

Posted 2021-05-01 技术那点事

NoSQL到底是个啥？

  NoSQL(not only sql，不仅仅是一项全新的数据库革命性运动，泛指非关系型数据库，对于NoSQL这个新兴的名词，每个人的理解都不同。其实NoSQL一词最早出现于1988年，是Carlo Strizzi开发的一个轻量、开源、不提供SQL功能的关系数据库。但是到2009年，Johan Oskarsson 发起了一次关于分布式开源数据库的讨论，来自Rackspace的Eric Evans再次提出了Nosql的概念，这时的NoSQL最普遍的解释是“非关系联型”，强调Key-Value存储和文档数据库的优点，而不是单纯的反对RDBMS.

  NoSQL的迅速发展以及由于NoSQL中没有像传统数据库那样定于数据的组织方式为关系型的，所以只要内部的数据组织采用了非关系型的方式，就可以称之为NoSQL数据库、所以随之带来了开源社区上百种所谓的NoSQL数据库，让人眼花缭乱。对于NoSQL并没有一个明确的范围和定义，但是他们都普遍存在下面一些共同特征：

     ● 不需要定义：不需要事先定义数据模式，预定于表结构。数据中心的每条记录都可能有不同的属性和格式。当插入数据时，并不需要预先定于它们的模式。

    ●弹性可扩展：可以在系统运行的时候，动态增加或者删除节点。不需要停机维护，数据可以自动迁移。

    ●分布式：相对于将数据存放于同一个节点，NoSQL数据库需要将数据进行分区，将记录分散在多个节点上面。通常分区的同时还要做复制。这样既提高了并行性能，又能保证没有单点失效的问题。

    ●BASE:相对于事务严格的ACID特性，NoSQL数据库保证的事BASE特性。BASE是最终一致性和软事务。

NoSQL优势：

  避免不必要的复杂性、高吞吐量、高水平扩展能力；比如随着互联网web2.0网站的兴起、传统的关系数据库在应对web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则是由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据和多重数据类带来的挑战，尤其是大数据应用难题。

NoSQL劣势：

  数据模型和查询语言没有经过数据验证，没有坚实的理论基础；不支持ACID特性，当然使用SQL数据库可以解决这个问题；有此NoSQL数据库过于简单，比如Memcache只是一个内存数据库，适用于某些特性场景；最大的劣势就是没有统一的数据查询模型，每种NoSQL产品都有自己的语言使用方式。

  由于NoSQL数据库并没有一个统一的架构，两种NoSQL数据库之间不同，甚至远远超过两种关系型数据库的不同。可以说，NoSQL各有所长，成功的NoSQL必然特别适用于某些场合或者某些应用，在这些场合中会远远胜过关系型数据库和其它的NSQL。

什么是NewSQL？

  通过比较可以发现NoSQL跟SQL之间的对立性太强了，基于NoSQL跟SQL之间的某种差异，比如NoSQL有的功能没有，如分布式、简单数据模型；而SQL有的特性NoSQL又没有，如ACID功能；当然不管哪种数据库，不管其劣势还是优势都有其适用的场景。而SQL很难实现分布式的原因在于，SQL自身的日志机制、锁机制以及缓冲区管理机制。于是就出来NewSQL数据库的概念，所谓的NewSQL是什么呢？就是像和SQL于NoSQL独有的特性。

目前NewSQL大概有两类：

第一类是拥有关系型数据库产品和服务，并将关系型数据库的好处与优势带入到分布式架构上，简单来说就是把ACID引入到分布式中；

第二类是提供了关系型数据库的性能，达到不用考虑的水平扩展的方式，简单来说就是改变SQL架构使得它不用水平扩展，不用运行在分布式环境中就能够带来性能上的提升。

NoSQL的分类？

  总的来说，如今的数据库市场真是百花齐放，大概分类SQL、NoSQL、NewSQL以及缓存数据库系统。

首先需要明确的一点，NoSQL数据库并不是要取代广泛应用的传统数据库，而是采用一种非关系型的方式解决数据的存储和计算的问题。目前，可以将众多的NoSQL数据库按照内部的数据组织形式进行如下分类；

（1）键值（Key-Value）存储数据库

  这一类数据库主要会使用到一个哈希表，这个表中又一个特定的键和一个指针指向指定的数据。Key-value模型对于IT系统来说的优势在于简单、易部署。但是如果DBA只对部分值进行查询或更新的时候，Key-value就显得效率低下了。

  数据模型：key-value

  优点：查找速度快

  缺点：数据无结构,通常只被当做字符串或二进制数据

  应用场景：内存缓存

  典型产品：Tokeyo，Redis(一键多值），Dynameo,Oracle BDB以及Memcache（一键一值），但Memcache虽然是Key-avlue存储但是它是缓存数据库。

（2）列存储数据库

 顾名思义，是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据，方便做数据压缩，对针对某一列或者某几列的查询有非常大的IO优势。

  数据模型：数据按列存储、将同一列数据存在一起

  优点：查找迅速、可扩展性强、易于实现分布式

  缺点：功能相对SQL很有限

  应用场景：分布式文件或分布式存储

  典型产品：Cassandra,HBase,Bigtable

（3）文档型数据库

  文档数据库的灵感是来自于Lotus Notes办公软件的，而且它同第一种键值存储相类似。该类型的数据模型是版本化的，半结构化的文档以特定的格式存储，比如JSON。文档数据库可以看作是键值数据库的升级版，允许之间嵌套键值。

  数据模型：与键值类似，但value指向类似一个容器（文档），容器内有一组信息

  优点：数据格式要求不严格，无需提前定义结构，每个文档字段随意

  缺点：查询性能不高（比SQL可能稍微好点），缺乏统一查询语法

  应用场景：只要ACID就可以使用

  

因此，我们总结NoSQL数据库在以下的这几种情况下比较适用

1、数据模型比较简单；

2、需要灵活性更强的IT系统；

3、对数据性能要求比较高；

4、不需要高度的数据一致性；

5、对于给定key比较容易映射复杂值得环境；

人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，你却完成它了！