網(wǎng)頁中的數(shù)據(jù)大多數(shù)是存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中,知道庫連接、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)展示的網(wǎng)頁理論上是可以的。
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但是程序設(shè)計(jì)中應(yīng)該是沒有設(shè)計(jì)存儲(chǔ)庫中數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)址,所以,你可能搜索到內(nèi)容,但是無法展示給客戶。(或者將搜索的結(jié)果在自己的網(wǎng)站中以一定的格式顯示)
對(duì)此,前Google工程師,Milo(本地商店搜索引擎)創(chuàng)始人Ted Dziuba最近發(fā)表標(biāo)題驚人的博客“I Can't Wait for NoSQL to Die”,對(duì)NoSQL的適用范圍進(jìn)行了分析。他認(rèn)為,
NoSQL也會(huì)帶來一連串的新問題,并不會(huì)成為主流,無法取代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。
他的理由是:Cassandra等NoSQL數(shù)據(jù)庫在使用上并不方便,比如,修改column family定義時(shí)就需要重啟。而且NoSQL更適合Google那樣的規(guī)模,而一般的互聯(lián)網(wǎng)公司都不是Google,早早地去考慮Google那樣的規(guī)模的可擴(kuò)展性,純粹是浪費(fèi)時(shí)間,存在巨大的商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
他還透露,即使在Google,AdWords這樣的關(guān)鍵產(chǎn)品也是基于MySQL實(shí)現(xiàn)的。
他在文中最后表示,NoSQL當(dāng)然死不了,但是
它最終會(huì)被邊緣化,就像Rails被NoSQL邊緣化一樣
Dziuba的文章因?yàn)檠赞o激烈,在社區(qū)里引起了強(qiáng)烈反應(yīng)。
SQL數(shù)據(jù)庫陣營贊同者大有人在。craigslist工程師、著名的MySQL專家Jeremy Zawodny表示,在讀此文的時(shí)候,不時(shí)會(huì)心一笑。他說,
NoSQL運(yùn)動(dòng)只是軟件不斷進(jìn)化進(jìn)程中的正常現(xiàn)象
。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫也會(huì)繼續(xù)發(fā)展,MySQL社區(qū)不斷推出的XtraDB或InnoDB插件, PBXT, Drizzle都是證據(jù)。各種技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是,我們獲得了更多解決問題的選擇。
drizzle項(xiàng)目開發(fā)者Eric Day也表示,NoSQL有很多值得學(xué)習(xí)的,但是目前大部分實(shí)際項(xiàng)目的最佳選擇還是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。
NoSQL陣營當(dāng)然不會(huì)坐視不理,Cassandra項(xiàng)目組的Eric Evans表示,Dziuba提到Cassandra修改column family定義的問題其實(shí)很容易解決。而且,NoSQL并不是要取代MySQL,事實(shí)上Twitter仍然在用MySQL。如果關(guān)系型數(shù)據(jù)庫能夠承擔(dān)負(fù)荷,那就用好了;如果不行,請(qǐng)考慮NoSQL。
而德國知名博客Code Monkeyism則嘲笑Dziuba看起來并沒有用MySQL做過真實(shí)項(xiàng)目,因?yàn)镸ySQL如果沒有memcache,基本上無法應(yīng)付網(wǎng)站項(xiàng)目。他認(rèn)為,NoSQL將使SQL數(shù)據(jù)庫邊緣化,而且一個(gè)重要理由恰恰是可以節(jié)省DBA的開銷。
digg的前任首席架構(gòu)師現(xiàn)在也在創(chuàng)業(yè)的Joe Stump說,自己現(xiàn)在的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目就是用NoSQL,而且列舉了一系列問題挑戰(zhàn)SQL陣營。
1. CouchDB
所用語言: Erlang
特點(diǎn):DB一致性,易于使用
使用許可: Apache
協(xié)議: HTTP/REST
雙向數(shù)據(jù)復(fù)制,
持續(xù)進(jìn)行或臨時(shí)處理,
處理時(shí)帶沖突檢查,
因此,采用的是master-master復(fù)制(見編注2)
MVCC – 寫操作不阻塞讀操作
可保存文件之前的版本
Crash-only(可靠的)設(shè)計(jì)
需要不時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮
視圖:嵌入式 映射/減少
格式化視圖:列表顯示
支持進(jìn)行服務(wù)器端文檔驗(yàn)證
支持認(rèn)證
根據(jù)變化實(shí)時(shí)更新
支持附件處理
因此, CouchApps(獨(dú)立的 js應(yīng)用程序)
需要 jQuery程序庫
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:適用于數(shù)據(jù)變化較少,執(zhí)行預(yù)定義查詢,進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用程序。適用于需要提供數(shù)據(jù)版本支持的應(yīng)用程序。
例如: CRM、CMS系統(tǒng)。 master-master復(fù)制對(duì)于多站點(diǎn)部署是非常有用的。
(編注2:master-master復(fù)制:是一種數(shù)據(jù)庫同步方法,允許數(shù)據(jù)在一組計(jì)算機(jī)之間共享數(shù)據(jù),并且可以通過小組中任意成員在組內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。)
2. Redis
所用語言:C/C++
特點(diǎn):運(yùn)行異???/p>
使用許可: BSD
協(xié)議:類 Telnet
有硬盤存儲(chǔ)支持的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫,
但自2.0版本以后可以將數(shù)據(jù)交換到硬盤(注意, 2.4以后版本不支持該特性?。?/p>
Master-slave復(fù)制(見編注3)
雖然采用簡單數(shù)據(jù)或以鍵值索引的哈希表,但也支持復(fù)雜操作,例如 ZREVRANGEBYSCORE。
INCR co (適合計(jì)算極限值或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))
支持 sets(同時(shí)也支持 union/diff/inter)
支持列表(同時(shí)也支持隊(duì)列;阻塞式 pop操作)
支持哈希表(帶有多個(gè)域的對(duì)象)
支持排序 sets(高得分表,適用于范圍查詢)
Redis支持事務(wù)
支持將數(shù)據(jù)設(shè)置成過期數(shù)據(jù)(類似快速緩沖區(qū)設(shè)計(jì))
Pub/Sub允許用戶實(shí)現(xiàn)消息機(jī)制
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:適用于數(shù)據(jù)變化快且數(shù)據(jù)庫大小可遇見(適合內(nèi)存容量)的應(yīng)用程序。
例如:股票價(jià)格、數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)搜集、實(shí)時(shí)通訊。
(編注3:Master-slave復(fù)制:如果同一時(shí)刻只有一臺(tái)服務(wù)器處理所有的復(fù)制請(qǐng)求,這被稱為
Master-slave復(fù)制,通常應(yīng)用在需要提供高可用性的服務(wù)器集群。)
3. MongoDB
所用語言:C++
特點(diǎn):保留了SQL一些友好的特性(查詢,索引)。
使用許可: AGPL(發(fā)起者: Apache)
協(xié)議: Custom, binary( BSON)
Master/slave復(fù)制(支持自動(dòng)錯(cuò)誤恢復(fù),使用 sets 復(fù)制)
內(nèi)建分片機(jī)制
支持 javascript表達(dá)式查詢
可在服務(wù)器端執(zhí)行任意的 javascript函數(shù)
update-in-place支持比CouchDB更好
在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)采用內(nèi)存到文件映射
對(duì)性能的關(guān)注超過對(duì)功能的要求
建議最好打開日志功能(參數(shù) –journal)
在32位操作系統(tǒng)上,數(shù)據(jù)庫大小限制在約2.5Gb
空數(shù)據(jù)庫大約占 192Mb
采用 GridFS存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)或元數(shù)據(jù)(不是真正的文件系統(tǒng))
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:適用于需要?jiǎng)討B(tài)查詢支持;需要使用索引而不是 map/reduce功能;需要對(duì)大數(shù)據(jù)庫有性能要求;需要使用
CouchDB但因?yàn)閿?shù)據(jù)改變太頻繁而占滿內(nèi)存的應(yīng)用程序。
例如:你本打算采用 MySQL或 PostgreSQL,但因?yàn)樗鼈儽旧碜詭У念A(yù)定義欄讓你望而卻步。
4. Riak
所用語言:Erlang和C,以及一些Javascript
特點(diǎn):具備容錯(cuò)能力
使用許可: Apache
協(xié)議: HTTP/REST或者 custom binary
可調(diào)節(jié)的分發(fā)及復(fù)制(N, R, W)
用 JavaScript or Erlang在操作前或操作后進(jìn)行驗(yàn)證和安全支持。
使用JavaScript或Erlang進(jìn)行 Map/reduce
連接及連接遍歷:可作為圖形數(shù)據(jù)庫使用
索引:輸入元數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索(1.0版本即將支持)
大數(shù)據(jù)對(duì)象支持( Luwak)
提供“開源”和“企業(yè)”兩個(gè)版本
全文本搜索,索引,通過 Riak搜索服務(wù)器查詢( beta版)
支持Masterless多站點(diǎn)復(fù)制及商業(yè)許可的 SNMP監(jiān)控
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:適用于想使用類似 Cassandra(類似Dynamo)數(shù)據(jù)庫但無法處理
bloat及復(fù)雜性的情況。適用于你打算做多站點(diǎn)復(fù)制,但又需要對(duì)單個(gè)站點(diǎn)的擴(kuò)展性,可用性及出錯(cuò)處理有要求的情況。
例如:銷售數(shù)據(jù)搜集,工廠控制系統(tǒng);對(duì)宕機(jī)時(shí)間有嚴(yán)格要求;可以作為易于更新的 web服務(wù)器使用。
5. Membase
所用語言: Erlang和C
特點(diǎn):兼容 Memcache,但同時(shí)兼具持久化和支持集群
使用許可: Apache 2.0
協(xié)議:分布式緩存及擴(kuò)展
非常快速(200k+/秒),通過鍵值索引數(shù)據(jù)
可持久化存儲(chǔ)到硬盤
所有節(jié)點(diǎn)都是唯一的( master-master復(fù)制)
在內(nèi)存中同樣支持類似分布式緩存的緩存單元
寫數(shù)據(jù)時(shí)通過去除重復(fù)數(shù)據(jù)來減少 IO
提供非常好的集群管理 web界面
更新軟件時(shí)軟無需停止數(shù)據(jù)庫服務(wù)
支持連接池和多路復(fù)用的連接代理
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:適用于需要低延遲數(shù)據(jù)訪問,高并發(fā)支持以及高可用性的應(yīng)用程序
例如:低延遲數(shù)據(jù)訪問比如以廣告為目標(biāo)的應(yīng)用,高并發(fā)的 web 應(yīng)用比如網(wǎng)絡(luò)游戲(例如 Zynga)
6. Neo4j
所用語言: Java
特點(diǎn):基于關(guān)系的圖形數(shù)據(jù)庫
使用許可: GPL,其中一些特性使用 AGPL/商業(yè)許可
協(xié)議: HTTP/REST(或嵌入在 Java中)
可獨(dú)立使用或嵌入到 Java應(yīng)用程序
圖形的節(jié)點(diǎn)和邊都可以帶有元數(shù)據(jù)
很好的自帶web管理功能
使用多種算法支持路徑搜索
使用鍵值和關(guān)系進(jìn)行索引
為讀操作進(jìn)行優(yōu)化
支持事務(wù)(用 Java api)
使用 Gremlin圖形遍歷語言
支持 Groovy腳本
支持在線備份,高級(jí)監(jiān)控及高可靠性支持使用 AGPL/商業(yè)許可
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:適用于圖形一類數(shù)據(jù)。這是 Neo4j與其他nosql數(shù)據(jù)庫的最顯著區(qū)別
例如:社會(huì)關(guān)系,公共交通網(wǎng)絡(luò),地圖及網(wǎng)絡(luò)拓譜
7. Cassandra
所用語言: Java
特點(diǎn):對(duì)大型表格和 Dynamo支持得最好
使用許可: Apache
協(xié)議: Custom, binary (節(jié)約型)
可調(diào)節(jié)的分發(fā)及復(fù)制(N, R, W)
支持以某個(gè)范圍的鍵值通過列查詢
類似大表格的功能:列,某個(gè)特性的列集合
寫操作比讀操作更快
基于 Apache分布式平臺(tái)盡可能地 Map/reduce
我承認(rèn)對(duì) Cassandra有偏見,一部分是因?yàn)樗旧淼挠纺[和復(fù)雜性,也因?yàn)?Java的問題(配置,出現(xiàn)異常,等等)
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:當(dāng)使用寫操作多過讀操作(記錄日志)如果每個(gè)系統(tǒng)組建都必須用 Java編寫(沒有人因?yàn)檫x用
Apache的軟件被解雇)
例如:銀行業(yè),金融業(yè)(雖然對(duì)于金融交易不是必須的,但這些產(chǎn)業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)庫的要求會(huì)比它們更大)寫比讀更快,所以一個(gè)自然的特性就是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析
8. HBase
(配合 ghshephard使用)
所用語言: Java
特點(diǎn):支持?jǐn)?shù)十億行X上百萬列
使用許可: Apache
協(xié)議:HTTP/REST (支持 Thrift,見編注4)
在 BigTable之后建模
采用分布式架構(gòu) Map/reduce
對(duì)實(shí)時(shí)查詢進(jìn)行優(yōu)化
高性能 Thrift網(wǎng)關(guān)
通過在server端掃描及過濾實(shí)現(xiàn)對(duì)查詢操作預(yù)判
支持 XML, Protobuf, 和binary的HTTP
Cascading, hive, and pig source and sink modules
基于 Jruby( JIRB)的shell
對(duì)配置改變和較小的升級(jí)都會(huì)重新回滾
不會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障
堪比MySQL的隨機(jī)訪問性能
最佳應(yīng)用場(chǎng)景:適用于偏好BigTable:)并且需要對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)、實(shí)時(shí)訪問的場(chǎng)合。
例如: Facebook消息數(shù)據(jù)庫(更多通用的用例即將出現(xiàn))
編注4:Thrift
是一種接口定義語言,為多種其他語言提供定義和創(chuàng)建服務(wù),由Facebook開發(fā)并開源。
當(dāng)然,所有的系統(tǒng)都不只具有上面列出的這些特性。這里我僅僅根據(jù)自己的觀點(diǎn)列出一些我認(rèn)為的重要特性。與此同時(shí),技術(shù)進(jìn)步是飛速的,所以上述的內(nèi)容肯定需要不斷更新。我會(huì)盡我所能地更新這個(gè)列表。
關(guān)系數(shù)據(jù)庫經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)非常成熟,但同時(shí)也存在不足:
表結(jié)構(gòu)是強(qiáng)約束的,業(yè)務(wù)變更時(shí)擴(kuò)充很麻煩。
如果對(duì)大數(shù)據(jù)量的表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算,I/O會(huì)很高,因?yàn)榧词怪会槍?duì)某列進(jìn)行運(yùn)算,也需要將整行數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存。
全文搜索只能使用 Like 進(jìn)行整表掃描,性能非常低。
針對(duì)這些不足,產(chǎn)生了不同的 NoSQL 解決方案,在某些場(chǎng)景下比關(guān)系數(shù)據(jù)庫更有優(yōu)勢(shì),但同時(shí)也犧牲了某些特性,所以不能片面的迷信某種方案,應(yīng)將其作為 SQL 的有利補(bǔ)充。
NoSQL != No SQL,而是:
NoSQL = Not Only SQL
典型的 NoSQL 方案分為4類:
Redis 是典型,其 value 是具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),包括 string, hash, list, set, sorted set, bitmap, hyperloglog,常被稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器。
以 list 為例:
LPOP key 是移除并返回隊(duì)列左邊的第一個(gè)元素。
如果用關(guān)系數(shù)據(jù)庫就比較麻煩了,需要操作:
Redis 的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在不支持完成的ACID事務(wù),只能保證隔離性和一致性,無法保證原子性和持久性。
最大的特點(diǎn)是 no-schema,無需在使用前定義字段,讀取一個(gè)不存在的字段也不會(huì)導(dǎo)致語法錯(cuò)誤。
特點(diǎn):
以電商為例,不同商品的屬性差異很大,如冰箱和電腦,這種差異性在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中會(huì)有很大的麻煩,而使用文檔數(shù)據(jù)庫則非常方便。
文檔數(shù)據(jù)庫的主要缺點(diǎn):
關(guān)系數(shù)據(jù)庫是按行來存儲(chǔ)的,列式數(shù)據(jù)庫是按照列來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
按行存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì):
在某些場(chǎng)景下,這些優(yōu)勢(shì)就成為劣勢(shì)了,例如,計(jì)算超重人員的數(shù)據(jù),只需要讀取體重這一列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)即可,但行式存儲(chǔ)會(huì)將整行數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中,很浪費(fèi)。
而列式存儲(chǔ)中,只需要讀取體重這列的數(shù)據(jù)即可,I/O 將大大減少。
除了節(jié)省I/O,列式存儲(chǔ)還有更高的壓縮比,可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。普通行式數(shù)據(jù)庫的壓縮比在 3:1 到 5:1 左右,列式數(shù)據(jù)庫在 8:1 到 30:1,因?yàn)閱蝹€(gè)列的數(shù)據(jù)相似度更高。
列式存儲(chǔ)的隨機(jī)寫效率遠(yuǎn)低于行式存儲(chǔ),因?yàn)樾惺酱鎯?chǔ)時(shí)同一行多個(gè)列都存儲(chǔ)在連續(xù)空間中,而列式存儲(chǔ)將不同列存儲(chǔ)在不連續(xù)的空間。
一般將列式存儲(chǔ)應(yīng)用在離線大數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)場(chǎng)景,因?yàn)檫@時(shí)主要針對(duì)部分列進(jìn)行操作,而且數(shù)據(jù)寫入后無須更新。
關(guān)系數(shù)據(jù)庫通過索引進(jìn)行快速查詢,但在全文搜索的情景下,索引就不夠了,因?yàn)椋?/p>
假設(shè)有一個(gè)交友網(wǎng)站,信息表如下:
需要匹配性別、地點(diǎn)、語言列。
需要匹配性別、地點(diǎn)、愛好列。
實(shí)際搜索中,各種排列組合非常多,關(guān)系數(shù)據(jù)庫很難支持。
全文搜索引擎是使用 倒排索引 技術(shù),建立單詞到文檔的索引,例如上面的表信息建立倒排索引:
所以特別適合根據(jù)關(guān)鍵詞來查詢文檔內(nèi)容。
上面介紹了幾種典型的NoSQL方案,及各自的適用場(chǎng)景和特點(diǎn),您可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。
傳統(tǒng)觀念中 NoSQL數(shù)據(jù)庫非常適合某些數(shù)據(jù)類型,如:非關(guān)系數(shù)據(jù)源。同時(shí),NoSQL被吹捧為最適合Web應(yīng)用程序的優(yōu)秀平臺(tái)。然而他適合大多數(shù)數(shù)據(jù),特別是web應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)是相關(guān)型。那么,這是否可以給你一個(gè)堅(jiān)持使用RDMS的理由呢?也不一定,即使很困難,我們還是要做出選擇。
評(píng)估NoSQL是一個(gè)很茅盾的理論,一些人認(rèn)為,應(yīng)該將所有文檔數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)文檔中,做鏈接代碼就是褻瀆神明。另外一部分人認(rèn)為,存儲(chǔ)應(yīng)用文檔,加入代碼,才是合理選擇。與此同時(shí),不同的數(shù)據(jù)庫,需要在文檔中限制嵌套數(shù)據(jù)數(shù)量。有的人會(huì)鼓勵(lì)文檔引用。這是NoSQL數(shù)據(jù)模型的基本部分,也沒有一個(gè)明確的共識(shí)。
曾經(jīng)有一篇很熱的帖子"Why you should never use XYZ",我想,讀到這里,一定會(huì)有人搜索這篇文章。當(dāng)然,這種文章各式各樣,太過于籠統(tǒng)的標(biāo)題也沒什么幫助。毫無疑問,會(huì)有人會(huì)搜索這個(gè)文章,然后再找
到這個(gè)文章,進(jìn)一步深入,找到該文章的方法遠(yuǎn)比成功(理解問題)的故事多。很難知道誰提供了一個(gè)有效的技術(shù)問題,誰又誤讀了這個(gè)問題(或者缺少證據(jù)證明其觀點(diǎn))。
有大量選擇,RDBMS的世界,選擇就很容易。你有4或5個(gè)目標(biāo),大家工作方式差不多,來選擇環(huán)境、預(yù)算支持的平臺(tái)。對(duì)于成熟的產(chǎn)品,風(fēng)險(xiǎn)比較小。 NoSQL的世界,有很多數(shù)據(jù)庫引擎功能選擇。每一個(gè)有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),也有致命弱點(diǎn)。所以選擇很難, NoSQL項(xiàng)目生命周期短,嘗試新項(xiàng)目或者流行項(xiàng)目也會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。上次,我的的項(xiàng)目是在 CouchDB上,而現(xiàn)在似乎停擺了。
做出這個(gè)痛苦決定的原因是,這可能是一個(gè)案例:你需要做一大堆工作,才能知道,你做出的選擇對(duì)與錯(cuò)。你可以實(shí)體化你的數(shù)據(jù)模型,了解他與系統(tǒng)的工作情況,但是,這只有你正真撞到南墻,才可以找到裂縫(答案)。以我為例,我建的應(yīng)用程序是關(guān)系數(shù)據(jù)庫,移動(dòng)文件存儲(chǔ)的主要因素是,需要一個(gè)無模式設(shè)計(jì)來達(dá)到我的目標(biāo)。使用NoSQL 數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫并不是我們所常說的,雖然,這種事常常發(fā)生。
現(xiàn)在我在用 Couchbase 和 MongoDB,Mongo對(duì)我沒多大吸引力,不過鑒于他非常流行,對(duì)于引起來說,很有好處。當(dāng)然,很多都可以以同樣的方式流行。PHP很流行,因?yàn)樗囊子眯裕皇且驗(yàn)樗芎谩?/p>
不會(huì)啊,elasticsearch是分布式的搜索系統(tǒng)(全文搜索),
NoSQL非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,主要用在大數(shù)據(jù)量,高并發(fā)情景下(非事務(wù))