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(chǔ)系統(tǒng)使用。

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測試環(huán)境由4臺(tái)在Microsoft Azure Cloud中的虛擬機(jī)組成的計(jì)算機(jī)組組成。這些虛擬機(jī)同屬于一個(gè)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(jī)器都安裝和配置了相應(yīng)數(shù)據(jù)庫和測試項(xiàng)目。虛擬機(jī)的配置為4核A3 CPU，7GB RAM，120GB硬盤。

數(shù)據(jù)庫及設(shè)置

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

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(jìn)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(qiáng)大的NoSQL數(shù)據(jù)庫性能測試工具，它提供了6種主要的負(fù)載工作類型，以字母A到F來區(qū)分。

負(fù)載A負(fù)責(zé)更新操作，極值是50/50的讀寫操作，如用于進(jìn)行新近操作記錄。負(fù)載B負(fù)責(zé)讀取操作，極值是95/5的讀寫操作，如用于進(jìn)行圖片標(biāo)簽管理，多進(jìn)行標(biāo)簽讀取操作。負(fù)載C負(fù)載100%的讀取操作，如用于進(jìn)行用戶屬性獲取。負(fù)載D以先進(jìn)先出方式進(jìn)行插入操作，如用戶進(jìn)行最新數(shù)據(jù)讀取。負(fù)載E負(fù)責(zé)小范圍記錄讀取而不是單個(gè)記錄讀取，如線程會(huì)話。負(fù)載F負(fù)責(zé)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(shè)為200000，操作條目operationcount設(shè)為5000000。YCSB是多線程工具，我們將以8, 16, 32, 64, 128 及256 線程來進(jìn)行測試。詳細(xì)的測試腳本請點(diǎn)擊這里進(jìn)行下載。

下列測試結(jié)果圖以顏色進(jìn)行測試對象區(qū)分，

Tarantool (HASH) （藍(lán)）

Tarantool (TREE)（淺藍(lán)）

Redis （紅）

Azure Redis Cache （橙）

Memcached （綠）

CouchBase（黑）

更多圖片請點(diǎn)擊［這里］查看。

結(jié)論

Tarantool在所有負(fù)載類型測試中皆取得了最優(yōu)成績。它創(chuàng)建了一個(gè)無鎖內(nèi)存引擎，以協(xié)同多任務(wù)方式進(jìn)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。

一、NoSQL數(shù)據(jù)庫簡介

Web1.0的時(shí)代，數(shù)據(jù)訪問量很有限，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題。

隨著Web2.0的時(shí)代的到來，用戶訪問量大幅度提升，同時(shí)產(chǎn)生了大量的用戶數(shù)據(jù)。加上后來的智能移動(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。

NoSQL 不依賴業(yè)務(wù)邏輯方式存儲(chǔ)，而以簡單的key-value模式存儲(chǔ)。因此大大的增加了數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)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(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫。它用于需要對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)、實(shí)時(shí)的讀寫操作的場景中。

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(fèi)的開源NoSQL數(shù)據(jù)庫，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最為卓越的長處是對寫入及讀取操作進(jìn)行規(guī)模調(diào)整，而且其不強(qiáng)調(diào)主集群的設(shè)計(jì)思路能夠以相對直觀的方式簡化各集群的創(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)

nosql是什么

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(dòng)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(diǎn)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?cái)?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(shí)間，但是不可否認(rèn)，現(xiàn)在已經(jīng)開始了第二代運(yùn)動(dòng)。盡管早期的堆棧代碼只能算是一種實(shí)驗(yàn)，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(gè)嚴(yán)酷的事實(shí)：技術(shù)越來越成熟——以至于原來很好的NoSQL數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不得不進(jìn)行重寫，也有少數(shù)人認(rèn)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(kuò)展的存儲(chǔ)庫。

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不僅僅是SQL”，是一項(xiàng)全新的數(shù)據(jù)庫革命性運(yùn)動(dòng)，早期就有人提出，發(fā)展至2009年趨勢越發(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)，相對于鋪天蓋地的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫運(yùn)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(gè)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(shí)，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(chǔ)的存儲(chǔ)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(chǔ)在各個(gè)本地服務(wù)器上。因?yàn)閺谋镜卮疟P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(kuò)展：可以在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，動(dòng)態(tài)增加或者刪除結(jié)點(diǎn)。不需要停機(jī)維護(hù)，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)遷移。

分區(qū)：相對于將數(shù)據(jù)存放于同一個(gè)節(jié)點(diǎn)，NoSQL數(shù)據(jù)庫需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)，將記錄分散在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上面。并且通常分區(qū)的同時(shí)還要做復(fù)制。這樣既提高了并行性能，又能保證沒有單點(diǎn)失效的問題。

異步復(fù)制：和RAID存儲(chǔ)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(gè)節(jié)點(diǎn)，而不會(huì)被網(wǎng)絡(luò)傳輸引起遲延。缺點(diǎn)是并不總是能保證一致性，這樣的方式在出現(xiàn)故障的時(shí)候，可能會(huì)丟失少量的數(shù)據(jù)。

BASE：相對于事務(wù)嚴(yán)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(gè)統(tǒng)一的架構(gòu)，兩種NoSQL數(shù)據(jù)庫之間的不同，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過兩種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的不同。可以說，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(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和其他的NoSQL。

網(wǎng)頁標(biāo)題：本地nosql性能,常見的nosql
網(wǎng)頁地址：http://chinadenli.net/article11/dsejgdd.html

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