柚子快報(bào)邀請(qǐng)碼778899分享：NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)介紹

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目錄

一、發(fā)展歷史

二、什么是NoSQL？

三、為什么使用NoSQL？

四、NoSQL vs. RDBMS

五、NoSQL的四種類型

鍵值存儲(chǔ)

文檔存儲(chǔ)

列式存儲(chǔ)

圖形存儲(chǔ)

六、NoSQL的優(yōu)缺點(diǎn)

七、NoSQL的特點(diǎn)

靈活的可擴(kuò)展性

靈活的數(shù)據(jù)模型

與云計(jì)算緊密融合

大數(shù)據(jù)量，高性能

高可用

一、發(fā)展歷史

????????NoSQL 一詞最早出現(xiàn)于 1998 年，是 Carlo Strozzi 開發(fā)的一個(gè)輕量、開源、不提供 SQL 功能的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。

????????2009 年，Last.fm 的 Johan Oskarsson 發(fā)起了一次關(guān)于分布式開源數(shù)據(jù)庫(kù)的討論，來(lái)自 Rackspace 的 Eric Evans 再次提出了 NoSQL 的概念，這時(shí)的 NoSQL 主要指非關(guān)系型、分布式、不提供 ACID 的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)模式。

????????2009 年在亞特蘭大舉行的"no:sql(east)“討論會(huì)是一個(gè)里程碑，其口號(hào)是"select fun, profit from real_world where relational=false”。因此，對(duì) NoSQL 最普遍的解釋是"非關(guān)聯(lián)型的"，強(qiáng)調(diào) Key-Value Stores 和文檔數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)，而不是單純的反對(duì) RDBMS。

二、什么是NoSQL？

????????NoSQL（Not Only SQL），意思是"不僅僅是 SQL"，指的是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，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。

????????NoSQL 用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。這些類型的數(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不是反對(duì)“SQL”語(yǔ)言，只是簡(jiǎn)單表示和RDBMS的不同。

????????大多數(shù)起源于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，更適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

????????大多是開源免費(fèi)的，但可能缺乏完善的文檔和服務(wù)。

????????NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)采用非關(guān)系型的數(shù)據(jù)模型。弱化模式或者表結(jié)構(gòu)，弱化完整性約束，弱化甚至取消事務(wù)機(jī)制。

????????可能無(wú)法支持，或者不能完整的支持SQL語(yǔ)句。

????????目的是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的分布式部署能力--- 一般包括分區(qū)容錯(cuò)性、伸縮性和訪問(wèn)效率（可用性）等。

????????不同類型的關(guān)系型或者NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)側(cè)重點(diǎn)不同，因此，不能簡(jiǎn)單地說(shuō)誰(shuí)更優(yōu)秀。

三、為什么使用NoSQL？

????????隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展與普及，網(wǎng)民上網(wǎng)沖浪時(shí)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)也逐日增多，從 GB 到 TB 到 PB。這些數(shù)據(jù)有很大一部分都是由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RDBMS）來(lái)進(jìn)行處理的。

????????由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的范式約束、事務(wù)特性、磁盤 IO 等特點(diǎn)，若服務(wù)器使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)有大量數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)無(wú)法滿足快速查詢與插入數(shù)據(jù)的需求。NoSQL 的出現(xiàn)解決了這一危機(jī)。它通過(guò)降低數(shù)據(jù)的安全性，減少對(duì)事務(wù)的支持，減少對(duì)復(fù)雜查詢的支持，獲取性能上的提升。但是，在某些特定場(chǎng)景下 NoSQL 仍然不是最佳人選，比如一些絕對(duì)要有事務(wù)與安全指標(biāo)的場(chǎng)景。

????????NoSQL 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。

四、NoSQL vs. RDBMS

五、NoSQL的四種類型

鍵值存儲(chǔ)

????????特點(diǎn)：鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)就像傳統(tǒng)語(yǔ)言中使用的哈希表。通過(guò) Key 添加、查詢或者刪除數(shù)據(jù)。

????????優(yōu)點(diǎn)：查詢速度快。

????????缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)無(wú)結(jié)構(gòu)化，通常只被當(dāng)作字符串或者二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

????????應(yīng)用場(chǎng)景：內(nèi)容緩存、用戶信息比如會(huì)話、配置信息、購(gòu)物車等，主要用于處理大量數(shù)據(jù)的高訪問(wèn)負(fù)載。

????????NoSQL 代表：Redis、Memcached…

文檔存儲(chǔ)

????????特點(diǎn)：文檔數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)以文檔的形式儲(chǔ)存，類似 JSON，是一系列數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合。每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)都有一個(gè)名稱與對(duì)應(yīng)的值，值既可以是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類型，如字符串、數(shù)字和日期等；也可以是復(fù)雜的類型，如有序列表和關(guān)聯(lián)對(duì)象。

????????優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求不嚴(yán)格，表結(jié)構(gòu)可變，不需要像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)一樣需要預(yù)先定義表結(jié)構(gòu)。

????????缺點(diǎn)：查詢性能不高，缺乏統(tǒng)一的查詢語(yǔ)法。

????????應(yīng)用場(chǎng)景：日志、 Web 應(yīng)用等。

????????NoSQL 代表：MongoDB、Elasticsearch、CouchDB…

列式存儲(chǔ)

????????特點(diǎn)：列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在列族（Column Family）中，將多個(gè)列聚合成一個(gè)列族，鍵仍然存在，但是它們的特點(diǎn)是指向了多個(gè)列。舉個(gè)例子，如果我們有一個(gè) Person 類，我們通常會(huì)一起查詢他們的姓名和年齡而不是薪資。這種情況下，姓名和年齡就會(huì)被放入一個(gè)列族中，而薪資則在另一個(gè)列族中。

????????優(yōu)點(diǎn)：列存儲(chǔ)查找速度快，可擴(kuò)展性強(qiáng)，更容易進(jìn)行分布式擴(kuò)展，適用于分布式的文件系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)分布式存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)。

????????缺點(diǎn)：查詢性能不高，缺乏統(tǒng)一的查詢語(yǔ)法。

????????應(yīng)用場(chǎng)景：日志、 分布式的文件系統(tǒng)(對(duì)象存儲(chǔ))、推薦畫像、時(shí)空數(shù)據(jù)、消息/訂單等。

????????NoSQL 代表：HBase、ClickHouse、Cassandra …

圖形存儲(chǔ)

????????特點(diǎn)：圖形數(shù)據(jù)庫(kù)允許我們將數(shù)據(jù)以圖的方式儲(chǔ)存。

????????優(yōu)點(diǎn)：圖形相關(guān)算法。比如最短路徑尋址，N 度關(guān)系查找等。

????????缺點(diǎn)：很多時(shí)候需要對(duì)整個(gè)圖做計(jì)算才能得出需要的信息，分布式的集群方案不好做，處理超級(jí)節(jié)點(diǎn)乏力，沒(méi)有分片存儲(chǔ)機(jī)制，國(guó)內(nèi)社區(qū)不活躍。

????????應(yīng)用場(chǎng)景：社交網(wǎng)絡(luò)，推薦系統(tǒng)等。專注于構(gòu)建關(guān)系圖譜。

????????NoSQL 代表：Neo4j、Infinite Graph…

六、NoSQL的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

????????高可擴(kuò)展性

????????沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化

????????分布式計(jì)算

????????有限的查詢功能（到目前為止）

????????低成本

缺點(diǎn)

????????最終一致是不直觀的程序

????????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

總結(jié)

????????NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)在以下幾種情況下比較適用：

????????數(shù)據(jù)模型比較簡(jiǎn)單

????????需要靈活性更強(qiáng)的 IT 系統(tǒng)

????????對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)性能要求較高

????????不需要高度的數(shù)據(jù)一致性

????????對(duì)于給定的 Key，比較容易映射復(fù)雜值的環(huán)境

七、NoSQL的特點(diǎn)

靈活的可擴(kuò)展性

????????傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)由于自身設(shè)計(jì)機(jī)理的原因，通常很難實(shí)現(xiàn)“橫向擴(kuò)展” 在面對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載大規(guī)模增加時(shí)，往往需要通過(guò)升級(jí)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)“縱向擴(kuò)展” NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)計(jì)之初就是為了滿足”橫向擴(kuò)展”的需求，因此天生具備良好的水平擴(kuò)展能力。

靈活的數(shù)據(jù)模型

????????關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)具有規(guī)范的定義，遵守各種嚴(yán)格的約束條件。這種做法雖然保證了業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)一致性的需求，但是過(guò)于死板的數(shù)據(jù)模型，也意味著無(wú)法滿足各種新興的業(yè)務(wù)需求。相反，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)采用健/值、列族等非關(guān)系模型，允許在一個(gè)數(shù)據(jù)元素里存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)。

與云計(jì)算緊密融合

????????云計(jì)算具有很好的水平擴(kuò)展能力，可以根據(jù)資源使用情況進(jìn)行自由伸縮，各種資源可以動(dòng)態(tài)加人或退出，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)可以憑信自身良好的橫向擴(kuò)展能力，充分自由利用云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，很好地融人到云計(jì)算環(huán)境中，構(gòu)建基于NoSQL的云數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。

大數(shù)據(jù)量，高性能

????????nosql數(shù)據(jù)庫(kù)都有著非常亮的讀寫性能，特別是在大數(shù)據(jù)量之下 一樣也衷現(xiàn)的非常的優(yōu)界，這主要得益于它的無(wú)關(guān)系性，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

????????通常的nosql使用Query Cache。nosql的Cache是記錄級(jí)的，是一種細(xì)粒度的Cache，所以說(shuō)，nosql從這個(gè)方面來(lái)說(shuō)的話，性能就要高了很多了。

高可用

????????高可用也是nosql很明顯的一個(gè)特點(diǎn)，nosql在不太響性能的情況之下，就能夠非常方便的實(shí)現(xiàn)高可用架構(gòu)，通過(guò)模型的話也可以實(shí)現(xiàn)高可用。

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