一、概念
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SQL?(Structured?Query?Language)?數(shù)據(jù)庫,指關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。主要代表:SQL?Server,Oracle,MySQL(開源),PostgreSQL(開源)。
NoSQL(Not?Only?SQL)泛指非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。主要代表:MongoDB,Redis,CouchDB。
二、區(qū)別
1、存儲方式
SQL數(shù)據(jù)存在特定結(jié)構(gòu)的表中;而NoSQL則更加靈活和可擴展,存儲方式可以省是JSON文檔、哈希表或者其他方式。SQL通常以數(shù)據(jù)庫表形式存儲數(shù)據(jù)。舉個栗子,存?zhèn)€學(xué)生借書數(shù)據(jù):
而NoSQL存儲方式比較靈活,比如使用類JSON文件存儲上表中熊大的借閱數(shù)據(jù):
2、表/數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)的關(guān)系
在SQL中,必須定義好表和字段結(jié)構(gòu)后才能添加數(shù)據(jù),例如定義表的主鍵(primary?key),索引(index),觸發(fā)器(trigger),存儲過程(stored?procedure)等。表結(jié)構(gòu)可以在被定義之后更新,但是如果有比較大的結(jié)構(gòu)變更的話就會變得比較復(fù)雜。在NoSQL中,數(shù)據(jù)可以在任何時候任何地方添加,不需要先定義表。例如下面這段代碼會自動創(chuàng)建一個新的"借閱表"數(shù)據(jù)集合:
NoSQL也可以在數(shù)據(jù)集中建立索引。以MongoDB為例,會自動在數(shù)據(jù)集合創(chuàng)建后創(chuàng)建唯一值_id字段,這樣的話就可以在數(shù)據(jù)集創(chuàng)建后增加索引。
從這點來看,NoSQL可能更加適合初始化數(shù)據(jù)還不明確或者未定的項目中。
3、外部數(shù)據(jù)存儲
SQL中如何需要增加外部關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的話,規(guī)范化做法是在原表中增加一個外鍵,關(guān)聯(lián)外部數(shù)據(jù)表。例如需要在借閱表中增加審核人信息,先建立一個審核人表:
再在原來的借閱人表中增加審核人外鍵:
這樣如果我們需要更新審核人個人信息的時候只需要更新審核人表而不需要對借閱人表做更新。而在NoSQL中除了這種規(guī)范化的外部數(shù)據(jù)表做法以外,我們還能用如下的非規(guī)范化方式把外部數(shù)據(jù)直接放到原數(shù)據(jù)集中,以提高查詢效率。缺點也比較明顯,更新審核人數(shù)據(jù)的時候?qū)容^麻煩。
4、SQL中的JOIN查詢
SQL中可以使用JOIN表鏈接方式將多個關(guān)系數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)用一條簡單的查詢語句查詢出來。NoSQL暫未提供類似JOIN的查詢方式對多個數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)做查詢。所以大部分NoSQL使用非規(guī)范化的數(shù)據(jù)存儲方式存儲數(shù)據(jù)。
5、數(shù)據(jù)耦合性
SQL中不允許刪除已經(jīng)被使用的外部數(shù)據(jù),例如審核人表中的"熊三"已經(jīng)被分配給了借閱人熊大,那么在審核人表中將不允許刪除熊三這條數(shù)據(jù),以保證數(shù)據(jù)完整性。而NoSQL中則沒有這種強耦合的概念,可以隨時刪除任何數(shù)據(jù)。
6、事務(wù)
SQL中如果多張表數(shù)據(jù)需要同批次被更新,即如果其中一張表更新失敗的話其他表也不能更新成功。這種場景可以通過事務(wù)來控制,可以在所有命令完成后再統(tǒng)一提交事務(wù)。而NoSQL中沒有事務(wù)這個概念,每一個數(shù)據(jù)集的操作都是原子級的。
7、增刪改查語法
8、查詢性能
在相同水平的系統(tǒng)設(shè)計的前提下,因為NoSQL中省略了JOIN查詢的消耗,故理論上性能上是優(yōu)于SQL的。
什么是NoSQL
大家有沒有聽說過“NoSQL”呢?近年,這個詞極受關(guān)注??吹健癗oSQL”這個詞,大家可能會誤以為是“No!SQL”的縮寫,并深感憤怒:“SQL怎么會沒有必要了呢?”但實際上,它是“Not Only SQL”的縮寫。它的意義是:適用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的時候就使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,不適用的時候也沒有必要非使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不可,可以考慮使用更加合適的數(shù)據(jù)存儲。
為彌補關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的不足,各種各樣的NoSQL數(shù)據(jù)庫應(yīng)運而生。
為了更好地了解本書所介紹的NoSQL數(shù)據(jù)庫,對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的理解是必不可少的。那么,就讓我們先來看一看關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的歷史、分類和特征吧。
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫簡史
1969年,埃德加?6?1弗蘭克?6?1科德(Edgar Frank Codd)發(fā)表了劃時代的論文,首次提出了關(guān)系數(shù)據(jù)模型的概念。但可惜的是,刊登論文的《IBM Research Report》只是IBM公司的內(nèi)部刊物,因此論文反響平平。1970年,他再次在刊物《Communication of the ACM》上發(fā)表了題為“A Relational Model of Data for Large Shared Data banks”(大型共享數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模型)的論文,終于引起了大家的關(guān)注。
科德所提出的關(guān)系數(shù)據(jù)模型的概念成為了現(xiàn)今關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。當(dāng)時的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫由于硬件性能低劣、處理速度過慢而遲遲沒有得到實際應(yīng)用。但之后隨著硬件性能的提升,加之使用簡單、性能優(yōu)越等優(yōu)點,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫得到了廣泛的應(yīng)用。
通用性及高性能
雖然本書是講解NoSQL數(shù)據(jù)庫的,但有一個重要的大前提,請大家一定不要誤解。這個大前提就是“關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能絕對不低,它具有非常好的通用性和非常高的性能”。毫無疑問,對于絕大多數(shù)的應(yīng)用來說它都是最有效的解決方案。
突出的優(yōu)勢
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫作為應(yīng)用廣泛的通用型數(shù)據(jù)庫,它的突出優(yōu)勢主要有以下幾點:
保持數(shù)據(jù)的一致性(事務(wù)處理)
由于以標(biāo)準(zhǔn)化為前提,數(shù)據(jù)更新的開銷很小(相同的字段基本上都只有一處)
可以進行JOIN等復(fù)雜查詢
存在很多實際成果和專業(yè)技術(shù)信息(成熟的技術(shù))
這其中,能夠保持數(shù)據(jù)的一致性是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的最大優(yōu)勢。在需要嚴格保證數(shù)據(jù)一致性和處理完整性的情況下,用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是肯定沒有錯的。但是有些情況不需要JOIN,對上述關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點也沒有什么特別需要,這時似乎也就沒有必要拘泥于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫了。
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的不足
不擅長的處理
就像之前提到的那樣,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能非常高。但是它畢竟是一個通用型的數(shù)據(jù)庫,并不能完全適應(yīng)所有的用途。具體來說它并不擅長以下處理:
大量數(shù)據(jù)的寫入處理
為有數(shù)據(jù)更新的表做索引或表結(jié)構(gòu)(schema)變更
字段不固定時應(yīng)用
對簡單查詢需要快速返回結(jié)果的處理
。。。。。。
NoSQL數(shù)據(jù)庫
為了彌補關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的不足(特別是最近幾年),NoSQL數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)了。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用廣泛,能進行事務(wù)處理和JOIN等復(fù)雜處理。相對地,NoSQL數(shù)據(jù)庫只應(yīng)用在特定領(lǐng)域,基本上不進行復(fù)雜的處理,但它恰恰彌補了之前所列舉的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的不足之處。
易于數(shù)據(jù)的分散
如前所述,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫并不擅長大量數(shù)據(jù)的寫入處理。原本關(guān)系型數(shù)據(jù)庫就是以JOIN為前提的,就是說,各個數(shù)據(jù)之間存在關(guān)聯(lián)是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫得名的主要原因。為了進行JOIN處理,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不得不把數(shù)據(jù)存儲在同一個服務(wù)器內(nèi),這不利于數(shù)據(jù)的分散。相反,NoSQL數(shù)據(jù)庫原本就不支持JOIN處理,各個數(shù)據(jù)都是獨立設(shè)計的,很容易把數(shù)據(jù)分散到多個服務(wù)器上。由于數(shù)據(jù)被分散到了多個服務(wù)器上,減少了每個服務(wù)器上的數(shù)據(jù)量,即使要進行大量數(shù)據(jù)的寫入操作,處理起來也更加容易。同理,數(shù)據(jù)的讀入操作當(dāng)然也同樣容易。
提升性能和增大規(guī)模
下面說一點題外話,如果想要使服務(wù)器能夠輕松地處理更大量的數(shù)據(jù),那么只有兩個選擇:一是提升性能,二是增大規(guī)模。下面我們來整理一下這兩者的不同。
首先,提升性能指的就是通過提升現(xiàn)行服務(wù)器自身的性能來提高處理能力。這是非常簡單的方法,程序方面也不需要進行變更,但需要一些費用。若要購買性能翻倍的服務(wù)器,需要花費的資金往往不只是原來的2倍,可能需要多達5到10倍。這種方法雖然簡單,但是成本較高。
另一方面,增大規(guī)模指的是使用多臺廉價的服務(wù)器來提高處理能力。它需要對程序進行變更,但由于使用廉價的服務(wù)器,可以控制成本。另外,以后只要依葫蘆畫瓢增加廉價服務(wù)器的數(shù)量就可以了。
不對大量數(shù)據(jù)進行處理的話就沒有使用的必要嗎?
NoSQL數(shù)據(jù)庫基本上來說為了“使大量數(shù)據(jù)的寫入處理更加容易(讓增加服務(wù)器數(shù)量更容易)”而設(shè)計的。但如果不是對大量數(shù)據(jù)進行操作的話,NoSQL數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用就沒有意義嗎?
答案是否定的。的確,它在處理大量數(shù)據(jù)方面很有優(yōu)勢。但實際上NoSQL數(shù)據(jù)庫還有各種各樣的特點,如果能夠恰當(dāng)?shù)乩眠@些特點將會是非常有幫助。具體的例子將會在第2章和第3章進行介紹,這些用途將會讓你感受到利用NoSQL的好處。
希望順暢地對數(shù)據(jù)進行緩存(Cache)處理
希望對數(shù)組類型的數(shù)據(jù)進行高速處理
希望進行全部保存
多樣的NoSQL數(shù)據(jù)庫
NoSQL數(shù)據(jù)庫存在著“key-value存儲”、“文檔型數(shù)據(jù)庫”、“列存儲數(shù)據(jù)庫”等各種各樣的種類,每種數(shù)據(jù)庫又包含各自的特點。下一節(jié)讓我們一起來了解一下NoSQL數(shù)據(jù)庫的種類和特點。
NoSQL數(shù)據(jù)庫是什么
NoSQL說起來簡單,但實際上到底有多少種呢?我在提筆的時候,到NoSQL的官方網(wǎng)站上確認了一下,竟然已經(jīng)有122種了。另外官方網(wǎng)站上也介紹了本書沒有涉及到的圖形數(shù)據(jù)庫和對象數(shù)據(jù)庫等各個類別。不知不覺間,原來已經(jīng)出現(xiàn)了這么多的NoSQL數(shù)據(jù)庫啊。
本節(jié)將為大家介紹具有代表性的NoSQL數(shù)據(jù)庫。
key-value存儲
這是最常見的NoSQL數(shù)據(jù)庫,它的數(shù)據(jù)是以key-value的形式存儲的。雖然它的處理速度非常快,但是基本上只能通過key的完全一致查詢獲取數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)的保存方式可以分為臨時性、永久性和兩者兼具三種。
臨時性
memcached屬于這種類型。所謂臨時性就是 “數(shù)據(jù)有可能丟失”的意思。memcached把所有數(shù)據(jù)都保存在內(nèi)存中,這樣保存和讀取的速度非???,但是當(dāng)memcached停止的時候,數(shù)據(jù)就不存在了。由于數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中,所以無法操作超出內(nèi)存容量的數(shù)據(jù)(舊數(shù)據(jù)會丟失)。
在內(nèi)存中保存數(shù)據(jù)
可以進行非??焖俚谋4婧妥x取處理
數(shù)據(jù)有可能丟失
永久性
Tokyo Tyrant、Flare、ROMA等屬于這種類型。和臨時性相反,所謂永久性就是“數(shù)據(jù)不會丟失”的意思。這里的key-value存儲不像memcached那樣在內(nèi)存中保存數(shù)據(jù),而是把數(shù)據(jù)保存在硬盤上。與memcached在內(nèi)存中處理數(shù)據(jù)比起來,由于必然要發(fā)生對硬盤的IO操作,所以性能上還是有差距的。但數(shù)據(jù)不會丟失是它最大的優(yōu)勢。
在硬盤上保存數(shù)據(jù)
可以進行非??焖俚谋4婧妥x取處理(但無法與memcached相比)
數(shù)據(jù)不會丟失
兩者兼具
Redis屬于這種類型。Redis有些特殊,臨時性和永久性兼具,且集合了臨時性key-value存儲和永久性key-value存儲的優(yōu)點。Redis首先把數(shù)據(jù)保存到內(nèi)存中,在滿足特定條件(默認是15分鐘一次以上,5分鐘內(nèi)10個以上,1分鐘內(nèi)10000個以上的key發(fā)生變更)的時候?qū)?shù)據(jù)寫入到硬盤中。這樣既確保了內(nèi)存中數(shù)據(jù)的處理速度,又可以通過寫入硬盤來保證數(shù)據(jù)的永久性。這種類型的數(shù)據(jù)庫特別適合于處理數(shù)組類型的數(shù)據(jù)。
同時在內(nèi)存和硬盤上保存數(shù)據(jù)
可以進行非??焖俚谋4婧妥x取處理
保存在硬盤上的數(shù)據(jù)不會消失(可以恢復(fù))
適合于處理數(shù)組類型的數(shù)據(jù)
面向文檔的數(shù)據(jù)庫
MongoDB、CouchDB屬于這種類型。它們屬于NoSQL數(shù)據(jù)庫,但與key-value存儲相異。
不定義表結(jié)構(gòu)
面向文檔的數(shù)據(jù)庫具有以下特征:即使不定義表結(jié)構(gòu),也可以像定義了表結(jié)構(gòu)一樣使用。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在變更表結(jié)構(gòu)時比較費事,而且為了保持一致性還需修改程序。然而NoSQL數(shù)據(jù)庫則可省去這些麻煩(通常程序都是正確的),確實是方便快捷。
可以使用復(fù)雜的查詢條件
跟key-value存儲不同的是,面向文檔的數(shù)據(jù)庫可以通過復(fù)雜的查詢條件來獲取數(shù)據(jù)。雖然不具備事務(wù)處理和JOIN這些關(guān)系型數(shù)據(jù)庫所具有的處理能力,但除此以外的其他處理基本上都能實現(xiàn)。這是非常容易使用的NoSQL數(shù)據(jù)庫。
不需要定義表結(jié)構(gòu)
可以利用復(fù)雜的查詢條件
面向列的數(shù)據(jù)庫
Cassandra、Hbase、HyperTable屬于這種類型。由于近年來數(shù)據(jù)量出現(xiàn)爆發(fā)性增長,這種類型的NoSQL數(shù)據(jù)庫尤其引人注目。
面向行的數(shù)據(jù)庫和面向列的數(shù)據(jù)庫
普通的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是以行為單位來存儲數(shù)據(jù)的,擅長進行以行為單位的讀入處理,比如特定條件數(shù)據(jù)的獲取。因此,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫也被稱為面向行的數(shù)據(jù)庫。相反,面向列的數(shù)據(jù)庫是以列為單位來存儲數(shù)據(jù)的,擅長以列為單位讀入數(shù)據(jù)。
高擴展性
面向列的數(shù)據(jù)庫具有高擴展性,即使數(shù)據(jù)增加也不會降低相應(yīng)的處理速度(特別是寫入速度),所以它主要應(yīng)用于需要處理大量數(shù)據(jù)的情況。另外,利用面向列的數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢,把它作為批處理程序的存儲器來對大量數(shù)據(jù)進行更新也是非常有用的。但由于面向列的數(shù)據(jù)庫跟現(xiàn)行數(shù)據(jù)庫存儲的思維方式有很大不同,應(yīng)用起來十分困難。
高擴展性(特別是寫入處理)
應(yīng)用十分困難
最近,像Twitter和Facebook這樣需要對大量數(shù)據(jù)進行更新和查詢的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不斷增加,面向列的數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢對其中一些服務(wù)是非常有用的,但是由于這與本書所要介紹的內(nèi)容關(guān)系不大,就不進行詳細介紹了。
總結(jié):
NoSQL并不是No-SQL,而是指Not Only SQL。
NoSQL的出現(xiàn)是為了彌補SQL數(shù)據(jù)庫因為事務(wù)等機制帶來的對海量數(shù)據(jù)、高并發(fā)請求的處理的性能上的欠缺。
NoSQL不是為了替代SQL而出現(xiàn)的,它是一種替補方案,而不是解決方案的首選。
絕大多數(shù)的NoSQL產(chǎn)品都是基于大內(nèi)存和高性能隨機讀寫的(比如具有更高性能的固態(tài)硬盤陣列),一般的小型企業(yè)在選擇NoSQL時一定要慎重!不要為了NoSQL而NoSQL,可能會導(dǎo)致花了冤枉錢又耽擱了項目進程。
NoSQL不是萬能的,但在大型項目中,你往往需要它!
國內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境使用Cassandra比較多的大公司有360,從公開的資料看,應(yīng)該有至少1500臺服務(wù)器的集群。360選用cassandra的原因如下:團隊人員少,需求緊,選擇開源項目;無單點,無中心,適合在線業(yè)務(wù);代碼易懂,團隊成員有代碼基礎(chǔ);社區(qū)比較活躍。
另外一些中小型公司和創(chuàng)業(yè)公司也有在使用。
這里要解釋幾個對cassandra的誤解:
1、Facebook棄用?Facebook當(dāng)初想用cassandra實現(xiàn)其消息系統(tǒng),但后來發(fā)現(xiàn)不合適,原因不是cassandra不靠譜,而是Cassandra的最終一致性模型不適合Message System,HBase具有更簡單的一致性模型。Cassandra強調(diào)AP ,Hbase強調(diào)CP。目前Facebook的inbox search系統(tǒng)在使用,8億用戶,200T數(shù)據(jù);其移動應(yīng)用開發(fā)平臺也使用cassandra。
2、Twitter棄用?本質(zhì)是mysql和nosql之爭。cassandra能進入twitter的視野,恰恰說明cassandra是nosql的代表性產(chǎn)品之一。為什么twitter在tweets系統(tǒng)中不使用cassandra?"這是一次戰(zhàn)略上的變化。我們將繼續(xù)維護我們原本基于Mysql的存儲。我們相信,現(xiàn)在還沒有到大規(guī)模遷移數(shù)據(jù)到一個新技術(shù)的時候?!蹦壳皌witter也有使用cassandra——Using Cassandra in production for geolocation and analytics。
3、Cassandra不火?國內(nèi)對mongodb和hbase推崇備至,究其原因是因為mongodb這個公司進入了中國市場并建立了中文組,而hbase在阿里的大范圍使用和推廣下培養(yǎng)了一大批用戶和公開材料。Cassandra最近兩年在大數(shù)據(jù)公司Datastax的大力培育下獲得長足發(fā)展,功能和性能均大幅提升,Datastax的估值也達數(shù)億美元。從apache cassandra首頁來看,大概有超過1500個公司在使用cassandra。其中除了facebook和twitter外還一些有代表性的公司列舉如下:
Instagram:inbox、newsfeed、 audit、fraud detection,12 EC2 node,1.2T,2w+ wps,1.5w+ rps;
eBay:200+TB,400+M寫,100+M讀,應(yīng)用場景:商品詳情頁上的Social Signals,如Like,Want,Own,Favorites等;用戶和商品的hunch taste graph;時間序列如移動通知,反作弊,soa,監(jiān)控,日志服務(wù)等;
Netflix:包含288+96+60個實例的大規(guī)模集群,每秒110萬的寫操作,3個AWS EC2 美國東部region的zone自動復(fù)制副本,總計330萬寫操作/秒;
Apple:75000+ nodes, 10s ?of PBs,Millions ops/s, largest cluster 1000+ nodes。
從技術(shù)實現(xiàn)上來講,cassandra同時具備AWS Dynamo和Google Bigtable的設(shè)計理念,同時引入了P2P技術(shù),具備大規(guī)??煞謪^(qū)行存儲能力,強調(diào)AP,實現(xiàn)了最終一致性,具備多數(shù)據(jù)中心復(fù)制支持,具備市場上最具有競爭力的可擴展性,無中心節(jié)點,一致性和時延可調(diào),無單點故障,每個節(jié)點只有一個進程等等大數(shù)據(jù)存儲管理的先進特點,并支持spark、storm、hadoop的集成。但同時,Cassandra實現(xiàn)復(fù)雜性高,沒有相應(yīng)的中文社區(qū),文檔太少,國內(nèi)應(yīng)用和實踐太少,Datastax也未進入中國市場,因此在中國的推廣會比較困難。
MongoDB和CouchDB都是面向文檔的數(shù)據(jù)庫。MongoDB和CouchDB都是開源NoSQL數(shù)據(jù)庫的最典型代表。
除了都以文檔形式存儲外它們沒有其他的共同點。MongoDB和CouchDB在數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)、接口、對象存儲以及復(fù)制方法等方面有很多不同。
NoSQL,泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫。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題,而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫則由于其本身的特點得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重數(shù)據(jù)種類帶來的挑戰(zhàn),尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。
雖然NoSQL流行語火起來才短短一年的時間,但是不可否認,現(xiàn)在已經(jīng)開始了第二代運動。盡管早期的堆棧代碼只能算是一種實驗,然而現(xiàn)在的系統(tǒng)已經(jīng)更加的成熟、穩(wěn)定。不過現(xiàn)在也面臨著一個嚴酷的事實:技術(shù)越來越成熟——以至于原來很好的NoSQL數(shù)據(jù)存儲不得不進行重寫,也有少數(shù)人認為這就是所謂的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、可擴展的存儲庫。
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即“不僅僅是SQL”,是一項全新的數(shù)據(jù)庫革命性運動,早期就有人提出,發(fā)展至2009年趨勢越發(fā)高漲。NoSQL的擁護者們提倡運用非關(guān)系型的數(shù)據(jù)存儲,相對于鋪天蓋地的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫運用,這一概念無疑是一種全新的思維的注入。
對于NoSQL并沒有一個明確的范圍和定義,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,并不需要預(yù)先定義它們的模式。
無共享架構(gòu):相對于將所有數(shù)據(jù)存儲的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的全共享架構(gòu)。NoSQL往往將數(shù)據(jù)劃分后存儲在各個本地服務(wù)器上。因為從本地磁盤讀取數(shù)據(jù)的性能往往好于通過網(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。
彈性可擴展:可以在系統(tǒng)運行的時候,動態(tài)增加或者刪除結(jié)點。不需要停機維護,數(shù)據(jù)可以自動遷移。
分區(qū):相對于將數(shù)據(jù)存放于同一個節(jié)點,NoSQL數(shù)據(jù)庫需要將數(shù)據(jù)進行分區(qū),將記錄分散在多個節(jié)點上面。并且通常分區(qū)的同時還要做復(fù)制。這樣既提高了并行性能,又能保證沒有單點失效的問題。
異步復(fù)制:和RAID存儲系統(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)就可以盡快地寫入一個節(jié)點,而不會被網(wǎng)絡(luò)傳輸引起遲延。缺點是并不總是能保證一致性,這樣的方式在出現(xiàn)故障的時候,可能會丟失少量的數(shù)據(jù)。
BASE:相對于事務(wù)嚴格的ACID特性,NoSQL數(shù)據(jù)庫保證的是BASE特性。BASE是最終一致性和軟事務(wù)。
NoSQL數(shù)據(jù)庫并沒有一個統(tǒng)一的架構(gòu),兩種NoSQL數(shù)據(jù)庫之間的不同,甚至遠遠超過兩種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的不同??梢哉f,NoSQL各有所長,成功的NoSQL必然特別適用于某些場合或者某些應(yīng)用,在這些場合中會遠遠勝過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和其他的NoSQL。
答案:A
1.文檔型數(shù)據(jù)庫
作為最受歡迎的NoSQL產(chǎn)品,文檔型數(shù)據(jù)庫MongoDB當(dāng)仁不讓地占據(jù)了第一的位置,同時它也是所有NoSQL數(shù)據(jù)庫中排名最靠前的產(chǎn)品(總排行榜第七名)。Apache基金會的CouchDB排在第二,基于.Net的數(shù)據(jù)庫RavenDB排在第三,Couchbase排在第四。
2.鍵值(Key-value)數(shù)據(jù)庫
鍵值(Key-value)數(shù)據(jù)庫是NoSQL領(lǐng)域中應(yīng)用范圍最廣的,也是涉及產(chǎn)品最多的一種模型。從最簡單的BerkeleyDB到功能豐富的分布式數(shù)據(jù)庫Riak再到Amazon托管的DynamoDB不一而足。
在鍵值數(shù)據(jù)庫流行度排行中,Redis不出意外地排名第一,它是一款由Vmware支持的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫,總體排名第十一。排在第二位的是Memcached,它在緩存系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。排在之后的是Riak、BerkeleyDB、SimpleDB、DynamoDB以及甲骨文的Oracle NoSQL數(shù)據(jù)庫。值得注意的是,Oracle NoSQL數(shù)據(jù)庫上榜不久,得分已經(jīng)翻番,上升勢頭非常迅猛。
3. 列式存儲
列式存儲被視為NoSQL數(shù)據(jù)庫中非常重要的一種模式,其中Cassandra流行度最高,它已經(jīng)由Facebook轉(zhuǎn)交給到Apache進行管理,同時Cassandra在全體數(shù)據(jù)庫排名中排在第十位,緊隨MongoDB成為第二受歡迎的NoSQL數(shù)據(jù)庫。基于Hadoop的Hbase排在第二位,Hypertable排在第三。而Google的BigTable并未列入排名,原因是它并未正式公開。