NoSQL

Posted 2020-12-06

NoSQL
1 SQL
结构化的查询语言。SQL经常会用在我们的关系型数据库中（mysql/oracle/sql server/db2）。譬如我们之前使用的DDL/DML/DQL/DCL..
2 为什么要学习NOSQL
非结构化的查询语言。NOSQL经常会用在我们的非关系型的数据中。
谈一谈这个东西 “互联网”。
特点： 多样化、数据量激增、实时变化、……………….
在这样子的一种互联网的背景下，对于我们的软件来讲，它要求我们软件具有 高并发。多样性，还要能够进行海量的数据处理。这个时候我们就要思考我们的项目，具不具备高并发，多样性，还有海量的数据库处理能力? 如果我们的项目不满足当中的需求，这个时候我们就要优化或者重构我们的项目的架构。
我们就必须了解我们的互联网的机构：
阿里巴巴第一代产品，他的项目架构LAMP(Linux + Apache + Mybatis +php)

2.1 单一的msql数据库
了解下当前我们项目的架构：

分析一下：
优点： 方便，搭建容易。
缺点： 1.仓库的容器有限。2.数据的总量在不断的增加，那么一台数据库很明显不能满足我们需求。3.这个数据我们既可以读，也可以写。这个时候对数据库的读写性能有要求了。
4.当仓库中的数据量比较多情况下，对数据库中的数据进行分类存放。分类存放之后，为了方便别人去快速的读取我们的数据。这个时候我们的数据库通常会创建索引（B+TREE）,方便查询的速度，问题是，你创建了索引拿你就要开辟空间来保存索引，本身空间就有限。你还要对索引进行维护，也要消耗我们数据库的性能。
总结：我们上面的这种架构只能说是“自娱自乐”。满足不了大并发，多样性，海量数据的需求。
2.2 Memcached(缓存) + mysql + 垂直拆分
随着我们数据量的不断的增加，我们所有的上面架构的网站，都会开始出现性能下降的问题。
为了改善当前的状态，提升系统的性能。程序员就开始思索，我能不能不把所有的数据都放在数据库中，或者，我能不能把不经常发生改变的数据，第一次从数据库中取出来之后，我就放入到一个文件中。第二次在去访问的时候，我们就直接从文件中去取数据，这样子一来，数据库的性能就有一定的改善。

但是呢这种架构存在问题。文件不能进行共享

我们就要想办法让文件中的数据进行数据的共享。会使用一个分布式的缓存框架，这个缓存框架就叫做memechached./ehcache

我所有的数据都保存到了一个数据库中，所以数据库的存储压力非常的大，这个时候我们就可以进行垂直拆分，我们对数据库进行拆分。譬如我们电子商务网站，按照我们业务模块分析，可以分成我们卖家和买家，也可以分成我们的商品，订单，支付，库存….等等模块。
我们就把以前所有的信息都保存到一个数据库中，现在我把这个数据库拆分成买家库和买家库，和商品库，订单库，支付库……………

2.3 Mysql的主从复制和读写分离
随着我们数据量爆炸式的增，譬如我们双十一的那一天，我们系统的并发量非常的大，卖家库承受的鸭梨非常大。这个时候为了缓解我们卖家库的压力，因此我们可以采用主从复制，读写分离这样子的一种思想。
我们发现买家库既要读数据也要写数据，因此它的性能会受到一定影响，因此我们为了解决这样子的一个问题。我们就新增两个数据库，现在总共有买家库有了三个，一个主库，和二个从库，主库负责写数据，从库负责读数据。这就是，读写分离。。。。

总结一下，为什么至少要两个从库。两个从库的目的是如果，有一个从库宕机，另外一个从库还能用。如果我的主库也宕机了。这个时候还能写吗？为了系统容灾备份。保证数据的完整性，以及缓存数据的一致性。

为了保持数据的一致性，因此我们就采用了另外的一种方案。叫做主从复制。。

2.4 分库分表+水平拆分+mysql集群
双十一那一天，数据库非常非常的大，在同一秒中，数据的并发可能会达到几万甚至是十几万此，很明显，如果我们采用上面这种架构的化，还是不能满足我们学习，那么这个时候，我们又要改善我们数据库这一块的架构。一个满足不了我们的需求，我们搞一群这样子的东西来满足我们需求，我们就称之为mysql的集群。

分表指的是，我们知道表是数据库中用来保存数据的地方。表自生有容量大小，通常情况下，如果表中的数据达到了500万行数据的化，这个表就已经很大了。这个时候我们在用select 去查询数据库，会要等待很长的时间。所以我们通常在做设计的时候譬如我们1亿条用户数据的话。以前我们把这1亿3条数据都保存到了用户表中，这个时候你要从这里面查询zhangsan这个用户话，时间非常的长。这个时候我们通常会这样子做：我们就做三个表，分别是user1,user2,user3 然后user1保存索引为0 到3千万的数据 user1就保存3千万到6千万的数据，user3就保存6千万到我们1亿的数据，这个时候我要查询时候，你譬如我要查询索引为2千万，这个时候我们就去user1这个表中去查询数据。也就是说，user1,user2,user3这三个表可以在同一个库中，也可能不在同一个库中。
分析这样子的一个问题：
主库在复制数据到从库的过程，这个时候有人从，从库去读取数据，这个时候会不会造成数据的不一致的问题？
譬如早期的数据采用的myISAM这样子的数据库引擎，而这样子的数据库的引擎，它采用的是表锁的概念。主库在复制数据到表中的时候，它会给这个表上一把锁。别人就读不了了。但是这样子做效率是不高。
后期为了提升数据库本省的效率，后面数据库的引擎变成INNODB引擎，而这个引擎采用的是行锁，行锁通常之锁定一行数据。
结论:能不能避免数据的完全一致，不能。只能做到相对一致。
2.5 Mysql数据的瓶颈
我们知道mysql是关系型的数据库，它采用的是sql（结构化的查询语言）来进行数据库的操作。你譬如说创建一个库，创建一张表。你譬如说创建一个库，用来保存学生信息的话，我们经常会在这个库中，创建一个学生表（students）来保存学生的信息。
但是如果说，遇到下面的场景。譬如我们要求你保存 视频信息，和大文本信息到数据到数据库。如果说数据库保存了1000部小说，1000部电影。然后我们在执行select .肯定会卡死或者说等待相当长的时间。如果们能有一个保存视频，大文本的数据，问题也解决了。
遇到下面的场景：要你设计一套数据库用来描述你们生物机电院系关系。第一个设计不容器把，即使设计出来，查询也很复杂。我解决这个问题，最好的方法是不是就是画图。如果我们有保存这种图型的数据问题不就解决了。

场景：我们电商网站中，经常有用户，商品，订单详情，订单。这样子的四张表、
我要描述，某一个用户下了那些订单，每个订单上面有那些商品。设计到四张表的链表查询。如果并发量非常非常大的时候，10000个用户通是完成上述操作的话，效率非常的低。数据库的性能也非常的低。
如果我们这样子实现这样子的一种格式或者说，我们能从数据库中，读取这种格式的数据，我们问题不就解决了。
{
Username: ‘李科’,
Age: ‘19’,
Sex: ‘男’，
Orders：[
{
orderId: ‘001’,
ordertime: ‘2020-04-20’,
product: [
{
productid: 1
name: ‘篮球’,
price: 30,
num: 1
}
]
}
]
}
总结一下，我们刚刚所说的几个场景，很明显，关系型的数据库，不能解决上面的问题。
所以为了解决上面的问题，我们就引入非关系型数据库的学习。所以我们为了解决上面的问题，我们就要学习NOSQL数据库。
作业：
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