為什么要使用NoSQL？NOSQL的優(yōu)勢(shì)

這次的NoSQL專(zhuān)欄系列將先整體介紹NoSQL，然后介紹如何把NoSQL運(yùn)用到自己的項(xiàng)目中合適的場(chǎng)景中，還會(huì)適當(dāng)?shù)胤治鲆恍┏晒Π咐Ｍ谐晒κ褂肗oSQL經(jīng)驗(yàn)的朋友給我提供一些線(xiàn)索和信息。

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司專(zhuān)注于民權(quán)企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),響應(yīng)式網(wǎng)站設(shè)計(jì),電子商務(wù)商城網(wǎng)站建設(shè)。民權(quán)網(wǎng)站建設(shè)公司,為民權(quán)等地區(qū)提供建站服務(wù)。全流程按需網(wǎng)站設(shè)計(jì)，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，全程項(xiàng)目跟蹤，成都創(chuàng)新互聯(lián)公司專(zhuān)業(yè)和態(tài)度為您提供的服務(wù)

NoSQL概念隨著web2.0的快速發(fā)展，非關(guān)系型、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)得到了快速的發(fā)展，它們不保證關(guān)系數(shù)據(jù)的ACID特性。NoSQL概念在2009年被提了出來(lái)。NoSQL最常見(jiàn)的解釋是“non-relational”，“Not Only SQL”也被很多人接受。（“NoSQL”一詞最早于1998年被用于一個(gè)輕量級(jí)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的名字。）

NoSQL被我們用得最多的當(dāng)數(shù)key-value存儲(chǔ)，當(dāng)然還有其他的文檔型的、列存儲(chǔ)、圖型數(shù)據(jù)庫(kù)、xml數(shù)據(jù)庫(kù)等。在NoSQL概念提出之前，這些數(shù)據(jù)庫(kù)就被用于各種系統(tǒng)當(dāng)中，但是卻很少用于web互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。比如cdb、qdbm、bdb數(shù)據(jù)庫(kù)。

傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的瓶頸

傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)具有不錯(cuò)的性能，高穩(wěn)定型，久經(jīng)歷史考驗(yàn)，而且使用簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，同時(shí)也積累了大量的成功案例。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，MySQL成為了絕對(duì)靠前的王者，毫不夸張的說(shuō)，MySQL為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。

在90年代，一個(gè)網(wǎng)站的訪(fǎng)問(wèn)量一般都不大，用單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)完全可以輕松應(yīng)付。在那個(gè)時(shí)候，更多的都是靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)，動(dòng)態(tài)交互類(lèi)型的網(wǎng)站不多。

到了最近10年，網(wǎng)站開(kāi)始快速發(fā)展。火爆的論壇、博客、sns、微博逐漸引領(lǐng)web領(lǐng)域的潮流。在初期，論壇的流量其實(shí)也不大，如果你接觸網(wǎng)絡(luò)比較早，你可能還記得那個(gè)時(shí)候還有文本型存儲(chǔ)的論壇程序，可以想象一般的論壇的流量有多大。

Memcached+MySQL

后來(lái)，隨著訪(fǎng)問(wèn)量的上升，幾乎大部分使用MySQL架構(gòu)的網(wǎng)站在數(shù)據(jù)庫(kù)上都開(kāi)始出現(xiàn)了性能問(wèn)題，web程序不再僅僅專(zhuān)注在功能上，同時(shí)也在追求性能。程序員們開(kāi)始大量的使用緩存技術(shù)來(lái)緩解數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和索引。開(kāi)始比較流行的是通過(guò)文件緩存來(lái)緩解數(shù)據(jù)庫(kù)壓力，但是當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)量繼續(xù)增大的時(shí)候，多臺(tái)web機(jī)器通過(guò)文件緩存不能共享，大量的小文件緩存也帶了了比較高的IO壓力。在這個(gè)時(shí)候，Memcached就自然的成為一個(gè)非常時(shí)尚的技術(shù)產(chǎn)品。

Memcached作為一個(gè)獨(dú)立的分布式的緩存服務(wù)器，為多個(gè)web服務(wù)器提供了一個(gè)共享的高性能緩存服務(wù)，在Memcached服務(wù)器上，又發(fā)展了根據(jù)hash算法來(lái)進(jìn)行多臺(tái)Memcached緩存服務(wù)的擴(kuò)展，然后又出現(xiàn)了一致性hash來(lái)解決增加或減少緩存服務(wù)器導(dǎo)致重新hash帶來(lái)的大量緩存失效的弊端。當(dāng)時(shí)，如果你去面試，你說(shuō)你有Memcached經(jīng)驗(yàn)，肯定會(huì)加分的。

Mysql主從讀寫(xiě)分離

由于數(shù)據(jù)庫(kù)的寫(xiě)入壓力增加，Memcached只能緩解數(shù)據(jù)庫(kù)的讀取壓力。讀寫(xiě)集中在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上讓數(shù)據(jù)庫(kù)不堪重負(fù)，大部分網(wǎng)站開(kāi)始使用主從復(fù)制技術(shù)來(lái)達(dá)到讀寫(xiě)分離，以提高讀寫(xiě)性能和讀庫(kù)的可擴(kuò)展性。Mysql的master-slave模式成為這個(gè)時(shí)候的網(wǎng)站標(biāo)配了。

分表分庫(kù)隨著web2.0的繼續(xù)高速發(fā)展，在Memcached的高速緩存，MySQL的主從復(fù)制，讀寫(xiě)分離的基礎(chǔ)之上，這時(shí)MySQL主庫(kù)的寫(xiě)壓力開(kāi)始出現(xiàn)瓶頸，而數(shù)據(jù)量的持續(xù)猛增，由于MyISAM使用表鎖，在高并發(fā)下會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的鎖問(wèn)題，大量的高并發(fā)MySQL應(yīng)用開(kāi)始使用InnoDB引擎代替MyISAM。同時(shí)，開(kāi)始流行使用分表分庫(kù)來(lái)緩解寫(xiě)壓力和數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的擴(kuò)展問(wèn)題。這個(gè)時(shí)候，分表分庫(kù)成了一個(gè)熱門(mén)技術(shù)，是面試的熱門(mén)問(wèn)題也是業(yè)界討論的熱門(mén)技術(shù)問(wèn)題。也就在這個(gè)時(shí)候，MySQL推出了還不太穩(wěn)定的表分區(qū)，這也給技術(shù)實(shí)力一般的公司帶來(lái)了希望。雖然MySQL推出了MySQL Cluster集群，但是由于在互聯(lián)網(wǎng)幾乎沒(méi)有成功案例，性能也不能滿(mǎn)足互聯(lián)網(wǎng)的要求，只是在高可靠性上提供了非常大的保證。

MySQL的擴(kuò)展性瓶頸

在互聯(lián)網(wǎng)，大部分的MySQL都應(yīng)該是IO密集型的，事實(shí)上，如果你的MySQL是個(gè)CPU密集型的話(huà)，那么很可能你的MySQL設(shè)計(jì)得有性能問(wèn)題，需要優(yōu)化了。大數(shù)據(jù)量高并發(fā)環(huán)境下的MySQL應(yīng)用開(kāi)發(fā)越來(lái)越復(fù)雜，也越來(lái)越具有技術(shù)挑戰(zhàn)性。分表分庫(kù)的規(guī)則把握都是需要經(jīng)驗(yàn)的。雖然有像淘寶這樣技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大的公司開(kāi)發(fā)了透明的中間件層來(lái)屏蔽開(kāi)發(fā)者的復(fù)雜性，但是避免不了整個(gè)架構(gòu)的復(fù)雜性。分庫(kù)分表的子庫(kù)到一定階段又面臨擴(kuò)展問(wèn)題。還有就是需求的變更，可能又需要一種新的分庫(kù)方式。

MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)也經(jīng)常存儲(chǔ)一些大文本字段，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)表非常的大，在做數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的時(shí)候就導(dǎo)致非常的慢，不容易快速恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。比如1000萬(wàn)4KB大小的文本就接近40GB的大小，如果能把這些數(shù)據(jù)從MySQL省去，MySQL將變得非常的小。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)很強(qiáng)大，但是它并不能很好的應(yīng)付所有的應(yīng)用場(chǎng)景。MySQL的擴(kuò)展性差（需要復(fù)雜的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)），大數(shù)據(jù)下IO壓力大，表結(jié)構(gòu)更改困難，正是當(dāng)前使用MySQL的開(kāi)發(fā)人員面臨的問(wèn)題。

NOSQL的優(yōu)勢(shì)易擴(kuò)展NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)種類(lèi)繁多，但是一個(gè)共同的特點(diǎn)都是去掉關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系型特性。數(shù)據(jù)之間無(wú)關(guān)系，這樣就非常容易擴(kuò)展。也無(wú)形之間，在架構(gòu)的層面上帶來(lái)了可擴(kuò)展的能力。

大數(shù)據(jù)量，高性能

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)都具有非常高的讀寫(xiě)性能，尤其在大數(shù)據(jù)量下，同樣表現(xiàn)優(yōu)秀。這得益于它的無(wú)關(guān)系性，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。一般MySQL使用Query Cache，每次表的更新Cache就失效，是一種大粒度的Cache，在針對(duì)web2.0的交互頻繁的應(yīng)用，Cache性能不高。而NoSQL的Cache是記錄級(jí)的，是一種細(xì)粒度的Cache，所以NoSQL在這個(gè)層面上來(lái)說(shuō)就要性能高很多了。

靈活的數(shù)據(jù)模型

NoSQL無(wú)需事先為要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)建立字段，隨時(shí)可以存儲(chǔ)自定義的數(shù)據(jù)格式。而在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)里，增刪字段是一件非常麻煩的事情。如果是非常大數(shù)據(jù)量的表，增加字段簡(jiǎn)直就是一個(gè)噩夢(mèng)。這點(diǎn)在大數(shù)據(jù)量的web2.0時(shí)代尤其明顯。

高可用NoSQL在不太影響性能的情況，就可以方便的實(shí)現(xiàn)高可用的架構(gòu)。比如Cassandra，HBase模型，通過(guò)復(fù)制模型也能實(shí)現(xiàn)高可用。

總結(jié)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了關(guān)系數(shù)據(jù)（比如MySQL）在某些方面的不足，在某些方面能極大的節(jié)省開(kāi)發(fā)成本和維護(hù)成本。

MySQL和NoSQL都有各自的特點(diǎn)和使用的應(yīng)用場(chǎng)景，兩者的緊密結(jié)合將會(huì)給web2.0的數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展帶來(lái)新的思路。

什么是NoSQL，它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

NoSQL，指的是非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)。NoSQL有時(shí)也稱(chēng)作Not Only SQL的縮寫(xiě)，是對(duì)不同于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的統(tǒng)稱(chēng)。

NoSQL用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。（例如谷歌或Facebook每天為他們的用戶(hù)收集萬(wàn)億比特的數(shù)據(jù)）。這些類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不需要固定的模式，無(wú)需多余操作就可以橫向擴(kuò)展。

NoSQL的優(yōu)點(diǎn)/缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):

- 高可擴(kuò)展性

- 分布式計(jì)算

- 低成本

- 架構(gòu)的靈活性，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

- 沒(méi)有復(fù)雜的關(guān)系

缺點(diǎn):

- 沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化

- 有限的查詢(xún)功能（到目前為止）

- 最終一致是不直觀(guān)的程序 （BY三人行慕課）

為什么要使用nosql

因?yàn)殛P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的慢

處理大數(shù)據(jù)的大多數(shù)情況是nosql比較高效

但是nosql也沒(méi)法完全取代關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

nosql不能處理復(fù)雜的邏輯

但是很多情況下只是簡(jiǎn)單的mapping,匯總,

在目前互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的環(huán)境下nosql會(huì)越來(lái)越普及

什么是nosql

nosql是not only sql的意思。是近今年新發(fā)展起來(lái)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。當(dāng)前使用最多的是key-value模型，用于處理超大規(guī)模的數(shù)據(jù)。

以下是摘自百度百科中的一部分

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(mǎn)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。從這些NoSQL項(xiàng)目的名字上看不出什么相同之處：Hadoop、Voldemort、Dynomite，還有其它很多。

NoSQL與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理念比較

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的表都是存儲(chǔ)一些格式化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)元組字段的組成都一樣，即使不是每個(gè)元組都需要所有的字段，但數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)為每個(gè)元組分配所有的字段，這樣的結(jié)構(gòu)可以便于表與表之間進(jìn)行連接等操作，但從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)它也是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)性能瓶頸的一個(gè)因素。而非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)以鍵值對(duì)存儲(chǔ)，它的結(jié)構(gòu)不固定，每一個(gè)元組可以有不一樣的字段，每個(gè)元組可以根據(jù)需要增加一些自己的鍵值對(duì)，這樣就不會(huì)局限于固定的結(jié)構(gòu)，可以減少一些時(shí)間和空間的開(kāi)銷(xiāo)。

一、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介

Web1.0的時(shí)代，數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)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(wèn)題。

隨著Web2.0的時(shí)代的到來(lái)，用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)量大幅度提升，同時(shí)產(chǎn)生了大量的用戶(hù)數(shù)據(jù)。加上后來(lái)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(kù)。

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

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

HBase是Hadoop項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫(kù)。它用于需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)、實(shí)時(shí)的讀寫(xiě)操作的場(chǎng)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(guò)10億行數(shù)據(jù)，還可處理有數(shù)百萬(wàn)列元素的數(shù)據(jù)表。

Cassandra Cassandra

Apache Cassandra是一款免費(fèi)的開(kāi)源NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，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(lái)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(zhǎng)處是對(duì)寫(xiě)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(duì)直觀(guān)的方式簡(jiǎn)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)