NoSQL浅析

Posted 2021-05-01 忆网

NoSql简介：

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即"不仅仅是SQL"。

什么是NoSQL?

NoSQL，指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写，是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

NoSQL用于超大规模数据的存储。（例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据）。这些类型的数据存储不需要固定的模式，无需多余操作就可以横向扩展。

 

为什么使用NoSQL ?

今天我们可以通过第三方平台（如：Baidu,微信等）可以很容易的访问和抓取数据。用户的个人信息，社交网络，地理位置，用户生成的数据和用户操作日志已经成倍的增加。我们如果要对这些用户数据进行挖掘，那SQL数据库已经不适合这些应用了, NoSQL数据库的发展也却能很好的处理这些大的数据

 

RDBMS vs NoSQL

RDBMS 
- 高度组织化结构化数据 
- 结构化查询语言(SQL) 
- 数据和关系都存储在单独的表中。 
- 数据操纵语言，数据定义语言 
- 严格的一致性
- 基础事务

NoSQL 
- 代表着不仅仅是SQL
- 没有声明性查询语言
- 没有预定义的模式
-键 - 值对存储，列存储，文档存储，图形数据库
- 最终一致性，而非ACID属性
- 非结构化和不可预知的数据
- CAP定理 
- 高性能，高可用性和可伸缩性

 

CAP定理（CAP theorem）

在计算机科学中, CAP定理（CAPtheorem）, 又被称作 布鲁尔定理（Brewer'stheorem）, 它指出对于一个分布式计算系统来说，不可能同时满足以下三点:

·    一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)

·    可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)

·    分隔容忍(Partitiontolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)

CAP理论的核心是：一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求，最多只能同时较好的满足两个。

因此，根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足AP 原则三 大类：

·    CA - 单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常在可扩展性上不太强大。

·    CP - 满足一致性，分区容忍性的系统，通常性能不是特别高。

·    AP - 满足可用性，分区容忍性的系统，通常可能对一致性要求低一些。

NoSQL的优点/缺点

优点:

·    - 高可扩展性

·    - 分布式计算

·    - 低成本

·    - 架构的灵活性，半结构化数据

·    - 没有复杂的关系

缺点:

·    - 没有标准化

·    - 有限的查询功能（到目前为止）

·    - 最终一致是不直观的程序

BASE

BASE：Basically Available,Soft-state, Eventually Consistent。 由 Eric Brewer 定义。

CAP理论的核心是：一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求，最多只能同时较好的满足两个。

BASE是NoSQL数据库通常对可用性及一致性的弱要求原则:

·    Basically Availble --基本可用

·    Soft-state --软状态/柔性事务。 "Soft state" 可以理解为"无连接"的, 而"Hard state" 是"面向连接"的

·    Eventual Consistency --最终一致性 最终一致性，也是是 ACID 的最终目的。

ACID vs BASE

ACID	BASE
原子性(Atomicity)	基本可用(Basically Available)
一致性(Consistency)	软状态/柔性事务(Soft state)
隔离性(Isolation)	最终一致性 (Eventual consistency)
持久性 (Durable)

 

NoSQL 数据库分类

类型	部分代表	特点
列存储	Hbase Cassandra Hypertable	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。
文档存储	MongoDB CouchDB	文档存储一般用类似json的格式存储，存储的内容是文档型的。这样也就有有机会对某些字段建立索引，实现关系数据库的某些功能。
key-value存储	Tokyo Cabinet / Tyrant Berkeley DB MemcacheDB Redis	可以通过key快速查询到其value。一般来说，存储不管value的格式，照单全收。（Redis包含了其他功能）
图存储	Neo4J FlockDB	图形关系的最佳存储。使用传统关系数据库来解决的话性能低下，而且设计使用不方便。
对象存储	db4o Versant	通过类似面向对象语言的语法操作数据库，通过对象的方式存取数据。
xml数据库	Berkeley DB XML BaseX	高效的存储XML数据，并支持XML的内部查询语法，比如XQuery,Xpath。