什么是NoSQL數(shù)據(jù)庫？

答案：A

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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?；贖adoop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。

如何根據(jù)性能選擇內(nèi)存NoSQL數(shù)據(jù)庫

本文主要內(nèi)容是測試了不同NoSQL數(shù)據(jù)庫在測試工具YCSB中的表現(xiàn)。我們選取了3款流行的內(nèi)存(in-memory)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Redis，Tarantool 以及 CouchBase，還有緩存系統(tǒng)Memchached。Memchached雖然不屬于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)但常作為快速存儲系統(tǒng)使用。

測試環(huán)境由4臺在Microsoft Azure Cloud中的虛擬機組成的計算機組組成。這些虛擬機同屬于一個數(shù)據(jù)中心。nosql-1和nosql-2用作測試Tarantool和CouchBase，nosql-3和nosql-4用作測試Redis，Azure Redis Cache 以及 Memcached。這些機器都安裝和配置了相應數(shù)據(jù)庫和測試項目。虛擬機的配置為4核A3 CPU，7GB RAM，120GB硬盤。

數(shù)據(jù)庫及設置

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)會存儲所有在主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)并在磁碟上進行持續(xù)更新操作；透過日志記錄每個數(shù)據(jù)的修改以確保連貫性。由于是以append-only方式進行日志寫入，因此它很少遇到瓶頸問題；讀取/寫入都不會造成頻繁的磁碟頭移動。

Redis在2009推出，目前的最新版本是3.0.5。我們這里使用的版本是3.0.4，以append-only(只附加)方式進行數(shù)據(jù)管理，與其配合使用的是Microsoft Azure Redis Cache工具。

Tarantool是一款開源NoSQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。我們使用的是Tarantool 1.6.7-126-gb35aff9，日志采用write-ahead(先寫)模式。Memcached是一款分布式內(nèi)存緩存系統(tǒng)，這里使用是Memcached 1.4.14-0ubuntu9。

Couchbase Server是開源分布式NoSQL面向文檔數(shù)據(jù)庫，這里使用的版本是Couchbase 4.0.0-4047-1。

YCSB測試工具

Yahoo! Cloud Serving Benchmark(YCSB)是功能強大的NoSQL數(shù)據(jù)庫性能測試工具，它提供了6種主要的負載工作類型，以字母A到F來區(qū)分。

負載A負責更新操作，極值是50/50的讀寫操作，如用于進行新近操作記錄。負載B負責讀取操作，極值是95/5的讀寫操作，如用于進行圖片標簽管理，多進行標簽讀取操作。負載C負載100%的讀取操作，如用于進行用戶屬性獲取。負載D以先進先出方式進行插入操作，如用戶進行最新數(shù)據(jù)讀取。負載E負責小范圍記錄讀取而不是單個記錄讀取，如線程會話。負載F負責記錄的讀取，修改和寫入，如用戶信息管理。

我們對配置文件作了兩處參數(shù)修改：數(shù)據(jù)條目recordcount設為200000，操作條目operationcount設為5000000。YCSB是多線程工具，我們將以8, 16, 32, 64, 128 及256 線程來進行測試。詳細的測試腳本請點擊這里進行下載。

下列測試結(jié)果圖以顏色進行測試對象區(qū)分，

Tarantool (HASH) （藍）

Tarantool (TREE)（淺藍）

Redis （紅）

Azure Redis Cache （橙）

Memcached （綠）

CouchBase（黑）

更多圖片請點擊［這里］查看。

結(jié)論

Tarantool在所有負載類型測試中皆取得了最優(yōu)成績。它創(chuàng)建了一個無鎖內(nèi)存引擎，以協(xié)同多任務方式進行操作而不是互斥或并行處理方式。根據(jù)以下性能圖表現(xiàn)，我們的結(jié)論是Tarantool的高吞吐量處理是其最大優(yōu)勢之一。因此在多數(shù)場合下，Tarantool是用戶的最佳選擇。

nosql數(shù)據(jù)庫的四種類型

一般將NoSQL數(shù)據(jù)庫分為四大類：鍵值(Key-Value)存儲數(shù)據(jù)庫、列存儲數(shù)據(jù)庫、文檔型數(shù)據(jù)庫和圖形(Graph)數(shù)據(jù)庫。它們的數(shù)據(jù)模型、優(yōu)缺點、典型應用場景。

鍵值(Key-Value)存儲數(shù)據(jù)庫Key指向Value的鍵值對，通常用hash表來實現(xiàn)查找速度快數(shù)據(jù)無結(jié)構(gòu)化(通常只被當作字符串或者二進制數(shù)據(jù))內(nèi)容緩存，主要用于處理大量數(shù)據(jù)的高訪問負載，也用于一些日志系統(tǒng)等。

列存儲數(shù)據(jù)庫，以列簇式存儲，將同一列數(shù)據(jù)存在一起查找速度快，可擴展性強，更容易進行分布式擴展功能相對局限分布式的文件系統(tǒng)。

文檔型數(shù)據(jù)庫，Key-Value對應的鍵值對，Value為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求不嚴格，表結(jié)構(gòu)可變(不需要像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一樣需預先定義表結(jié)構(gòu))，查詢性能不高，而且缺乏統(tǒng)一的查詢語法，Web應用。

圖形(Graph)數(shù)據(jù)庫，圖結(jié)構(gòu)，利用圖結(jié)構(gòu)相關(guān)算法(如最短路徑尋址，N度關(guān)系查找等)，很多時候需要對整個圖做計算才能得出需要的信息，而且這種結(jié)構(gòu)不太好做分布式的集群方案，社交網(wǎng)絡，推薦系統(tǒng)等。

一、NoSQL數(shù)據(jù)庫簡介

Web1.0的時代，數(shù)據(jù)訪問量很有限，用一夫當關(guān)的高性能的單點服務器可以解決大部分問題。

隨著Web2.0的時代的到來，用戶訪問量大幅度提升，同時產(chǎn)生了大量的用戶數(shù)據(jù)。加上后來的智能移動設備的普及，所有的互聯(lián)網(wǎng)平臺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)務邏輯方式存儲，而以簡單的key-value模式存儲。因此大大的增加了數(shù)據(jù)庫的擴展能力。

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項目中的數(shù)據(jù)庫。它用于需要對大量的數(shù)據(jù)進行隨機、實時的讀寫操作的場景中。

HBase的目標就是處理數(shù)據(jù)量非常龐大的表，可以用普通的計算機處理超過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是一款免費的開源NoSQL數(shù)據(jù)庫，其設計目的在于管理由大量商用服務器構(gòu)建起來的龐大集群上的海量數(shù)據(jù)集(數(shù)據(jù)量通常達到PB級別)。在眾多顯著特性當中，Cassandra最為卓越的長處是對寫入及讀取操作進行規(guī)模調(diào)整，而且其不強調(diào)主集群的設計思路能夠以相對直觀的方式簡化各集群的創(chuàng)建與擴展流程。

主要應用：社會關(guān)系，公共交通網(wǎng)絡，地圖及網(wǎng)絡拓譜(n*(n-1)/2)