No SQL DB是一種和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)應(yīng)的對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)。按照數(shù)據(jù)模型保存性質(zhì)將當(dāng)前NoSQL分為四種:
創(chuàng)新互聯(lián)公司主要從事網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、PC網(wǎng)站建設(shè)(電腦版網(wǎng)站建設(shè))、wap網(wǎng)站建設(shè)(手機(jī)版網(wǎng)站建設(shè))、響應(yīng)式網(wǎng)站、程序開(kāi)發(fā)、網(wǎng)站優(yōu)化、微網(wǎng)站、微信小程序開(kāi)發(fā)等,憑借多年來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)的打拼,我們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)站建設(shè)行業(yè)積累了豐富的成都網(wǎng)站制作、網(wǎng)站建設(shè)、外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷經(jīng)驗(yàn),集策劃、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、營(yíng)銷、管理等多方位專業(yè)化運(yùn)作于一體。
1.Key-value stores鍵值存儲(chǔ), 保存keys+BLOBs
2.Table-oriented 面向表, 主要有Google的BigTable和Cassandra.
3.Document-oriented面向文本, 文本是一種類似XML文檔,MongoDB 和 CouchDB
4.Graph-oriented 面向圖論. 如Neo4J.
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的弊端:
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的歷史已經(jīng)有30余年了,因此,在某些情況下,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的弱點(diǎn)就會(huì)暴露出來(lái):
1. “對(duì)象-關(guān)系 阻抗不匹配”。關(guān)系模型和面向?qū)ο竽P驮诟拍钌洗嬖谔烊坏牟黄ヅ涞牡胤?,比如?duì)象模型當(dāng)中特有的“繼承”,“組合”,“聚合”,“依賴”的概念在關(guān)系模型當(dāng)中是不存在的。
2. “模式演進(jìn)”。即隨著時(shí)間的推移,需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)模式進(jìn)行調(diào)整以便適應(yīng)新的需求,然而,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)模式的調(diào)整是的成本很高的動(dòng)作,因此很多設(shè)計(jì)師在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)兼容性很強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式,以應(yīng)對(duì)將來(lái)可能出現(xiàn)的需求,然而在現(xiàn)在的web系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,系統(tǒng)的變更更加頻繁,幾乎無(wú)法預(yù)先設(shè)計(jì)出一種“萬(wàn)能”的數(shù)據(jù)庫(kù)模式以滿足所有的需求,因此 模式演進(jìn)的弊端就愈發(fā)凸顯。
3. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)處理 稀疏表時(shí)的性能非常差。
4. network-oriented data 很適合處理 人工智能、社交網(wǎng)絡(luò)中的一些需求。
所以,各種各樣的No SQL DB 出現(xiàn)了,這里只簡(jiǎn)單介紹下Neo4J 的基本知識(shí)。
Neo 數(shù)據(jù)模型
Neo4J 是一個(gè)基于圖實(shí)現(xiàn)的No SQL DB, 其基本的數(shù)據(jù)類型有如下幾種:
Node, Relationship, Property.
Node 對(duì)應(yīng)于圖中的 節(jié)點(diǎn),Relationship 對(duì)應(yīng)圖中的邊,Node 和 Relationship 都可以擁有Property,
Property 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為。
數(shù)據(jù)遍歷
Neo 提供了Traverser對(duì)數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷。
而傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)付web2.0網(wǎng)站,特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的SNS類型的web2.0純動(dòng)態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問(wèn)題,例如:
1、High performance - 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)高并發(fā)讀寫(xiě)的需求
web2.0網(wǎng)站要根據(jù)用戶個(gè)性化信息來(lái)實(shí)時(shí)生成動(dòng)態(tài)頁(yè)面和提供動(dòng)態(tài)信息,所以基本上無(wú)法使用動(dòng)態(tài)頁(yè)面靜態(tài)化技術(shù),因此數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)負(fù)載非常高,往往要達(dá)到每秒上萬(wàn)次讀寫(xiě)請(qǐng)求。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)付上萬(wàn)次SQL查詢還勉強(qiáng)頂?shù)米。菓?yīng)付上萬(wàn)次SQL寫(xiě)數(shù)據(jù)請(qǐng)求,硬盤(pán)IO就已經(jīng)無(wú)法承受了。其實(shí)對(duì)于普通的BBS網(wǎng)站,往往也存在對(duì)高并發(fā)寫(xiě)請(qǐng)求的需求。
2、Huge Storage - 對(duì)海量數(shù)據(jù)的高效率存儲(chǔ)和訪問(wèn)的需求
對(duì)于大型的SNS網(wǎng)站,每天用戶產(chǎn)生海量的用戶動(dòng)態(tài),以國(guó)外的Friendfeed為例,一個(gè)月就達(dá)到了2.5億條用戶動(dòng)態(tài),對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō),在一張2.5億條記錄的表里面進(jìn)行SQL查詢,效率是極其低下乃至不可忍受的。再例如大型web網(wǎng)站的用戶登錄系統(tǒng),例如騰訊,盛大,動(dòng)輒數(shù)以億計(jì)的帳號(hào),關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也很難應(yīng)付。
3、High Scalability High Availability- 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的高可擴(kuò)展性和高可用性的需求
在基于web的架構(gòu)當(dāng)中,數(shù)據(jù)庫(kù)是最難進(jìn)行橫向擴(kuò)展的,當(dāng)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的用戶量和訪問(wèn)量與日俱增的時(shí)候,你的數(shù)據(jù)庫(kù)卻沒(méi)有辦法像web server和app server那樣簡(jiǎn)單的通過(guò)添加更多的硬件和服務(wù)節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展性能和負(fù)載能力。對(duì)于很多需要提供24小時(shí)不間斷服務(wù)的網(wǎng)站來(lái)說(shuō),對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展是非常痛苦的事情,往往需要停機(jī)維護(hù)和數(shù)據(jù)遷移,為什么數(shù)據(jù)庫(kù)不能通過(guò)不斷的添加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展呢?
在上面提到的“三高”需求面前,關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)遇到了難以克服的障礙,而對(duì)于web2.0網(wǎng)站來(lái)說(shuō),關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的很多主要特性卻往往無(wú)用武之地,例如:
1、數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)一致性需求
很多web實(shí)時(shí)系統(tǒng)并不要求嚴(yán)格的數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù),對(duì)讀一致性的要求很低,有些場(chǎng)合對(duì)寫(xiě)一致性要求也不高。因此數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)管理成了數(shù)據(jù)庫(kù)高負(fù)載下一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。
2、數(shù)據(jù)庫(kù)的寫(xiě)實(shí)時(shí)性和讀實(shí)時(shí)性需求
對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō),插入一條數(shù)據(jù)之后立刻查詢,是肯定可以讀出來(lái)這條數(shù)據(jù)的,但是對(duì)于很多web應(yīng)用來(lái)說(shuō),并不要求這么高的實(shí)時(shí)性。
3、對(duì)復(fù)雜的SQL查詢,特別是多表關(guān)聯(lián)查詢的需求
任何大數(shù)據(jù)量的web系統(tǒng),都非常忌諱多個(gè)大表的關(guān)聯(lián)查詢,以及復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析類型的復(fù)雜SQL報(bào)表查詢,特別是SNS類型的網(wǎng)站,從需求以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度,就避免了這種情況的產(chǎn)生。往往更多的只是單表的主鍵查詢,以及單表的簡(jiǎn)單條件分頁(yè)查詢,SQL的功能被極大的弱化了。
因此,關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在這些越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景下顯得不那么合適了,為了解決這類問(wèn)題的非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生。
NoSQL 是非關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的廣義定義。它打破了長(zhǎng)久以來(lái)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與ACID理論大一統(tǒng)的局面。NoSQL 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不需要固定的表結(jié)構(gòu),通常也不存在連接操作。在大數(shù)據(jù)存取上具備關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法比擬的性能優(yōu)勢(shì)。該術(shù)語(yǔ)在 2009 年初得到了廣泛認(rèn)同。
當(dāng)今的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)需要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在橫向伸縮性上能夠滿足需求。而 NoSQL 存儲(chǔ)就是為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求。Google 的BigTable與Amazon的Dynamo是非常成功的商業(yè) NoSQL 實(shí)現(xiàn)。一些開(kāi)源的 NoSQL 體系,如Facebook 的Cassandra, Apache 的HBase,也得到了廣泛認(rèn)同。
NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)有很多種,實(shí)現(xiàn)方式差別很大。有接近SQL查詢方式的,也有純粹的鍵值對(duì)查詢。
對(duì)于K-V型數(shù)據(jù)庫(kù),比較典型的是Redis,系統(tǒng)提供了get、set之類的命令用于增刪改查。關(guān)鍵是鍵值對(duì)的鍵和值怎么設(shè)計(jì)。
NoSQL,泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)web2.0網(wǎng)站的興起,傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)付web2.0網(wǎng)站,特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的SNS類型的web2.0純動(dòng)態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問(wèn)題,而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)則由于其本身的特點(diǎn)得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重?cái)?shù)據(jù)種類帶來(lái)的挑戰(zhàn),尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。
雖然NoSQL流行語(yǔ)火起來(lái)才短短一年的時(shí)間,但是不可否認(rèn),現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始了第二代運(yùn)動(dòng)。盡管早期的堆棧代碼只能算是一種實(shí)驗(yàn),然而現(xiàn)在的系統(tǒng)已經(jīng)更加的成熟、穩(wěn)定。不過(guò)現(xiàn)在也面臨著一個(gè)嚴(yán)酷的事實(shí):技術(shù)越來(lái)越成熟——以至于原來(lái)很好的NoSQL數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不得不進(jìn)行重寫(xiě),也有少數(shù)人認(rèn)為這就是所謂的2.0版本。這里列出一些比較知名的工具,可以為大數(shù)據(jù)建立快速、可擴(kuò)展的存儲(chǔ)庫(kù)。
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即“不僅僅是SQL”,是一項(xiàng)全新的數(shù)據(jù)庫(kù)革命性運(yùn)動(dòng),早期就有人提出,發(fā)展至2009年趨勢(shì)越發(fā)高漲。NoSQL的擁護(hù)者們提倡運(yùn)用非關(guān)系型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),相對(duì)于鋪天蓋地的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)用,這一概念無(wú)疑是一種全新的思維的注入。
對(duì)于NoSQL并沒(méi)有一個(gè)明確的范圍和定義,但是他們都普遍存在下面一些共同特征:
不需要預(yù)定義模式:不需要事先定義數(shù)據(jù)模式,預(yù)定義表結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)中的每條記錄都可能有不同的屬性和格式。當(dāng)插入數(shù)據(jù)時(shí),并不需要預(yù)先定義它們的模式。
無(wú)共享架構(gòu):相對(duì)于將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的全共享架構(gòu)。NoSQL往往將數(shù)據(jù)劃分后存儲(chǔ)在各個(gè)本地服務(wù)器上。因?yàn)閺谋镜卮疟P(pán)讀取數(shù)據(jù)的性能往往好于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸讀取數(shù)據(jù)的性能,從而提高了系統(tǒng)的性能。
彈性可擴(kuò)展:可以在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候,動(dòng)態(tài)增加或者刪除結(jié)點(diǎn)。不需要停機(jī)維護(hù),數(shù)據(jù)可以自動(dòng)遷移。
分區(qū):相對(duì)于將數(shù)據(jù)存放于同一個(gè)節(jié)點(diǎn),NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū),將記錄分散在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上面。并且通常分區(qū)的同時(shí)還要做復(fù)制。這樣既提高了并行性能,又能保證沒(méi)有單點(diǎn)失效的問(wèn)題。
異步復(fù)制:和RAID存儲(chǔ)系統(tǒng)不同的是,NoSQL中的復(fù)制,往往是基于日志的異步復(fù)制。這樣,數(shù)據(jù)就可以盡快地寫(xiě)入一個(gè)節(jié)點(diǎn),而不會(huì)被網(wǎng)絡(luò)傳輸引起遲延。缺點(diǎn)是并不總是能保證一致性,這樣的方式在出現(xiàn)故障的時(shí)候,可能會(huì)丟失少量的數(shù)據(jù)。
BASE:相對(duì)于事務(wù)嚴(yán)格的ACID特性,NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)保證的是BASE特性。BASE是最終一致性和軟事務(wù)。
NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的架構(gòu),兩種NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)之間的不同,甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)兩種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的不同??梢哉f(shuō),NoSQL各有所長(zhǎng),成功的NoSQL必然特別適用于某些場(chǎng)合或者某些應(yīng)用,在這些場(chǎng)合中會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和其他的NoSQL。
NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)因其功能性、易于開(kāi)發(fā)性和可擴(kuò)展性而廣受認(rèn)可,它們?cè)絹?lái)越多地用于大數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí) Web 應(yīng)用程序,在本文中,我們通過(guò)示例討論 NoSQL、何時(shí)使用 NoSQL 與 SQL 及其用例。
NoSQL是一種下一代數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) (DBMS)。NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)具有靈活的模式,可用于構(gòu)建具有大量數(shù)據(jù)和高負(fù)載的現(xiàn)代應(yīng)用程序。
“NoSQL”一詞最初是由 Carlo Strozzi 在 1998 年創(chuàng)造的,盡管自 1960 年代后期以來(lái)就已經(jīng)存在類似的數(shù)據(jù)庫(kù)。然而,NoSQL 的發(fā)展始于 2009 年初,并且發(fā)展迅速。
在處理大量數(shù)據(jù)時(shí),任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) (RDBMS) 的響應(yīng)時(shí)間都會(huì)變慢。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們可以通過(guò)升級(jí)現(xiàn)有硬件來(lái)“擴(kuò)大”信息系統(tǒng),這非常昂貴。但是,NoSQL 可以更好地橫向擴(kuò)展并且更具成本效益。
NoSQL 對(duì)于非結(jié)構(gòu)化或非常大的數(shù)據(jù)對(duì)象(例如聊天日志數(shù)據(jù)、視頻或圖像)非常有用,這就是為什么 NoSQL 在微軟、谷歌、亞馬遜、Meta (Facebook) 等互聯(lián)網(wǎng)巨頭中特別受歡迎的原因。
一些流行的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)包括:
隨著企業(yè)更快地積累更大的數(shù)據(jù)集,結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和關(guān)系模式并不總是適合。有必要使用非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和大型對(duì)象來(lái)更好地捕獲這些信息。
傳統(tǒng)的 RDBMS 使用 SQL(結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言)語(yǔ)法來(lái)存儲(chǔ)和檢索結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),相反,NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)包含廣泛的功能,可以存儲(chǔ)和檢索結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化和多態(tài)數(shù)據(jù)。
有時(shí),NoSQL 也被稱為“ 不僅僅是 SQL ”,強(qiáng)調(diào)它可能支持類似 SQL 的語(yǔ)言或與 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)并列。SQL 和 NoSQL DBMS 之間的一個(gè)區(qū)別是 JOIN 功能。SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)使用 JOIN 子句來(lái)組合來(lái)自兩個(gè)或多個(gè)表的行,因?yàn)?NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)本質(zhì)上不是表格的,所以這個(gè)功能并不總是可行或相關(guān)的。
但是,一些 NoSQL DBMS 可以執(zhí)行類似于 JOIN的操作——就像 MongoDB 一樣。這并不意味著不再需要 SQL DBMS,相反,NoSQL 和 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)傾向于以不同的方式解決類似的問(wèn)題。
一般來(lái)說(shuō),在以下情況下,NoSQL 比 SQL 更可?。?/p>
許多行業(yè)都在采用 NoSQL,取代關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù),從而為某些業(yè)務(wù)應(yīng)用程序提供更高的靈活性和可擴(kuò)展性,下面給出了 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的一些企業(yè)用例。
內(nèi)容管理是一組用于收集、管理、傳遞、檢索和發(fā)布任何格式的信息的過(guò)程,包括文本、圖像、音頻和視頻。NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)可以通過(guò)其靈活和開(kāi)放的數(shù)據(jù)模型為存儲(chǔ)多媒體內(nèi)容提供更好的選擇。
例如,福布斯在短短幾個(gè)月內(nèi)就構(gòu)建了一個(gè)基于 MongoDB 的定制內(nèi)容管理系統(tǒng),以更低的成本為他們提供了更大的敏捷性。
大數(shù)據(jù)是指太大而無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)處理系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)集,實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和檢索大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)在分析 歷史 數(shù)據(jù)的同時(shí)使用流處理來(lái)攝取新數(shù)據(jù),這是一系列非常適合 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。
Zoom使用 DynamoDB(按需模式)使其數(shù)據(jù)能夠在沒(méi)有性能問(wèn)題的情況下進(jìn)行擴(kuò)展,即使該服務(wù)在 COVID-19 大流行的早期使用量激增。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具有連接到互聯(lián)網(wǎng)或通信網(wǎng)絡(luò)的嵌入式軟件和傳感器,能夠在無(wú)需人工干預(yù)的情況下收集和共享數(shù)據(jù)。隨著數(shù)十億臺(tái)設(shè)備生成數(shù)不清的數(shù)據(jù),IoT NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)為 IoT 服務(wù)提供商提供了可擴(kuò)展性和更靈活的架構(gòu)。
Freshub就是這樣的一項(xiàng)服務(wù),它從 MySQL 切換到 MongoDB,以更好地處理其大型、動(dòng)態(tài)、非統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集。
擁有數(shù)十億智能手機(jī)用戶,可擴(kuò)展性正成為在移動(dòng)設(shè)備上提供服務(wù)的企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。具有更靈活數(shù)據(jù)模型的 NoSQL DBMS 通常是完美的解決方案。
例如,The Weather Channel使用 MongoDB 數(shù)據(jù)庫(kù)每分鐘處理數(shù)百萬(wàn)個(gè)請(qǐng)求,同時(shí)還處理用戶數(shù)據(jù)并提供天氣更新。
什么是NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)?從名稱“非SQL”或“非關(guān)系型”衍生而來(lái),這些數(shù)據(jù)庫(kù)不使用類似SQL的查詢語(yǔ)言,通常稱為結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)庫(kù)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(kāi)始使用它們時(shí),這些數(shù)據(jù)庫(kù)才流行起來(lái)。該數(shù)據(jù)庫(kù)最明顯的優(yōu)勢(shì)是擺脫了一組固定的列、連接和類似SQL的查詢語(yǔ)言的限制。有時(shí),NoSQL這個(gè)名稱也可能表示“不僅僅SQL”,來(lái)確保它們可能支持SQL。 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)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)。