什么是NoSQL數(shù)據(jù)庫

什么是NoSQL數(shù)據(jù)庫？從名稱“非SQL”或“非關(guān)系型”衍生而來，這些數(shù)據(jù)庫不使用類似SQL的查詢語言，通常稱為結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)庫自1960年就已經(jīng)存在，但是直到現(xiàn)在一些大公司（例如Google和Facebook）開始使用它們時(shí)，這些數(shù)據(jù)庫才流行起來。該數(shù)據(jù)庫最明顯的優(yōu)勢是擺脫了一組固定的列、連接和類似SQL的查詢語言的限制。有時(shí)，NoSQL這個(gè)名稱也可能表示“不僅僅SQL”，來確保它們可能支持SQL。 NoSQL數(shù)據(jù)庫使用諸如鍵值、寬列、圖形或文檔之類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且可以如JSON之類的不同格式存儲(chǔ)。

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新浪微博「點(diǎn)贊功能」數(shù)據(jù)庫如何設(shè)計(jì)的？

對于第一個(gè)問題，設(shè)計(jì)一個(gè)schema-(messageID，likedCount)，記錄每條微博的點(diǎn)贊數(shù)。messageID是微博的編號(hào)，likedCount是該微博的點(diǎn)贊人數(shù)。但是這里有兩個(gè)問題需要解決，第一是并發(fā)，第二是數(shù)據(jù)量。

每條微博都有可能有很多人同時(shí)點(diǎn)贊，為了保證點(diǎn)贊人數(shù)精確就需要保證likedCount++是原子操作，這個(gè)可以由應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)，也可以用redis的事務(wù)來實(shí)現(xiàn)(如果redis有事務(wù)機(jī)制或者自增功能的話)，但是我覺得為了性能考慮，也可以不用實(shí)現(xiàn)原子操作，具體原因就不展開了。

每天都上億可能更多的微博內(nèi)容產(chǎn)生，這樣就會(huì)有上億個(gè)新的(messageID，likedCount)生成，這樣的數(shù)據(jù)量是比較大的，單機(jī)數(shù)據(jù)庫比較難提供高效的服務(wù)，所以需要采取sharding的功能(有時(shí)候也叫分表分庫)，可能根據(jù)messageID把這些schema分散到十個(gè)或者更多的shards上(據(jù)說，sina微博有600個(gè)節(jié)點(diǎn)，如何三個(gè)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)shard，就有200個(gè)shards)，這樣每個(gè)shard處理的請求就只有原來的十分之一，從而就能提高服務(wù)的性能。

關(guān)于點(diǎn)贊人列表的設(shè)計(jì)，一般來說，可能想到的schema是(messageID，userID)，但是這樣的設(shè)計(jì)有一個(gè)小問題，就是有些大發(fā)的微博可能會(huì)得到幾十萬的點(diǎn)贊，這樣就會(huì)產(chǎn)生幾十萬個(gè)條數(shù)據(jù)，這樣數(shù)據(jù)有點(diǎn)多，讀取起來可能也慢。所以可以用這樣一個(gè)schema(messageID，partID，userIDs)，讓一個(gè)messageID對于多個(gè)userID，同時(shí)比對應(yīng)太多的userID，所以加入一個(gè)新的partID，一個(gè)part存1000個(gè)userID，這樣幾十萬個(gè)點(diǎn)贊，只需要存幾百條數(shù)據(jù)。這樣做還有一個(gè)好處，用戶點(diǎn)擊查看點(diǎn)贊人時(shí)的，一般都不是完全顯示所有點(diǎn)贊人，而是一批一批顯示，這樣可以一次只讀一條數(shù)據(jù)，就可顯示一批點(diǎn)贊用戶信息。

一、NoSQL數(shù)據(jù)庫簡介

Web1.0的時(shí)代，數(shù)據(jù)訪問量很有限，用一夫當(dāng)關(guān)的高性能的單點(diǎn)服務(wù)器可以解決大部分問題。

隨著Web2.0的時(shí)代的到來，用戶訪問量大幅度提升，同時(shí)產(chǎn)生了大量的用戶數(shù)據(jù)。加上后來的智能移動(dòng)設(shè)備的普及，所有的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)都面臨了巨大的性能挑戰(zhàn)。

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不僅僅是SQL”，泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫。

NoSQL 不依賴業(yè)務(wù)邏輯方式存儲(chǔ)，而以簡單的key-value模式存儲(chǔ)。因此大大的增加了數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展能力。

Memcache Memcache Redis Redis MongoDB MongoDB 列式數(shù)據(jù)庫 列式數(shù)據(jù)庫 Hbase Hbase

HBase是Hadoop項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫。它用于需要對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)、實(shí)時(shí)的讀寫操作的場景中。

HBase的目標(biāo)就是處理數(shù)據(jù)量非常龐大的表，可以用普通的計(jì)算機(jī)處理超過10億行數(shù)據(jù)，還可處理有數(shù)百萬列元素的數(shù)據(jù)表。

Cassandra Cassandra

Apache Cassandra是一款免費(fèi)的開源NoSQL數(shù)據(jù)庫，其設(shè)計(jì)目的在于管理由大量商用服務(wù)器構(gòu)建起來的龐大集群上的海量數(shù)據(jù)集(數(shù)據(jù)量通常達(dá)到PB級(jí)別)。在眾多顯著特性當(dāng)中，Cassandra最為卓越的長處是對寫入及讀取操作進(jìn)行規(guī)模調(diào)整，而且其不強(qiáng)調(diào)主集群的設(shè)計(jì)思路能夠以相對直觀的方式簡化各集群的創(chuàng)建與擴(kuò)展流程。

主要應(yīng)用：社會(huì)關(guān)系，公共交通網(wǎng)絡(luò)，地圖及網(wǎng)絡(luò)拓譜(n*(n-1)/2)

如何設(shè)計(jì)出一款NoSql數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？

思路如下：

1 數(shù)據(jù)庫要以某種格式保存到磁盤上

2 有利于對數(shù)據(jù)的保存，查詢以及修改的語法

3 要支持高級(jí)編程語言，結(jié)合應(yīng)用程序的api接口