NoSQL 數(shù)據(jù)庫：何時使用 NoSQL 與 SQL？

NoSQL 數(shù)據(jù)庫因其功能性、易于開發(fā)性和可擴展性而廣受認可，它們越來越多地用于大數(shù)據(jù)和實時 Web 應用程序，在本文中，我們通過示例討論 NoSQL、何時使用 NoSQL 與 SQL 及其用例。

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NoSQL是一種下一代數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)。NoSQL 數(shù)據(jù)庫具有靈活的模式，可用于構(gòu)建具有大量數(shù)據(jù)和高負載的現(xiàn)代應用程序。

“NoSQL”一詞最初是由 Carlo Strozzi 在 1998 年創(chuàng)造的，盡管自 1960 年代后期以來就已經(jīng)存在類似的數(shù)據(jù)庫。然而，NoSQL 的發(fā)展始于 2009 年初，并且發(fā)展迅速。

在處理大量數(shù)據(jù)時，任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (RDBMS) 的響應時間都會變慢。為了解決這個問題，我們可以通過升級現(xiàn)有硬件來“擴大”信息系統(tǒng)，這非常昂貴。但是，NoSQL 可以更好地橫向擴展并且更具成本效益。

NoSQL 對于非結(jié)構(gòu)化或非常大的數(shù)據(jù)對象（例如聊天日志數(shù)據(jù)、視頻或圖像）非常有用，這就是為什么 NoSQL 在微軟、谷歌、亞馬遜、Meta (Facebook) 等互聯(lián)網(wǎng)巨頭中特別受歡迎的原因。

一些流行的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫包括：

隨著企業(yè)更快地積累更大的數(shù)據(jù)集，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和關(guān)系模式并不總是適合。有必要使用非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和大型對象來更好地捕獲這些信息。

傳統(tǒng)的 RDBMS 使用 SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）語法來存儲和檢索結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，相反，NoSQL 數(shù)據(jù)庫包含廣泛的功能，可以存儲和檢索結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化和多態(tài)數(shù)據(jù)。

有時，NoSQL 也被稱為“ 不僅僅是 SQL ”，強調(diào)它可能支持類似 SQL 的語言或與 SQL 數(shù)據(jù)庫并列。SQL 和 NoSQL DBMS 之間的一個區(qū)別是 JOIN 功能。SQL 數(shù)據(jù)庫使用 JOIN 子句來組合來自兩個或多個表的行，因為 NoSQL 數(shù)據(jù)庫本質(zhì)上不是表格的，所以這個功能并不總是可行或相關(guān)的。

但是，一些 NoSQL DBMS 可以執(zhí)行類似于 JOIN的操作——就像 MongoDB 一樣。這并不意味著不再需要 SQL DBMS，相反，NoSQL 和 SQL 數(shù)據(jù)庫傾向于以不同的方式解決類似的問題。

一般來說，在以下情況下，NoSQL 比 SQL 更可取：

許多行業(yè)都在采用 NoSQL，取代關(guān)系數(shù)據(jù)庫，從而為某些業(yè)務應用程序提供更高的靈活性和可擴展性，下面給出了 NoSQL 數(shù)據(jù)庫的一些企業(yè)用例。

內(nèi)容管理是一組用于收集、管理、傳遞、檢索和發(fā)布任何格式的信息的過程，包括文本、圖像、音頻和視頻。NoSQL 數(shù)據(jù)庫可以通過其靈活和開放的數(shù)據(jù)模型為存儲多媒體內(nèi)容提供更好的選擇。

例如，福布斯在短短幾個月內(nèi)就構(gòu)建了一個基于 MongoDB 的定制內(nèi)容管理系統(tǒng)，以更低的成本為他們提供了更大的敏捷性。

大數(shù)據(jù)是指太大而無法通過傳統(tǒng)處理系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)集，實時存儲和檢索大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)在分析 歷史 數(shù)據(jù)的同時使用流處理來攝取新數(shù)據(jù)，這是一系列非常適合 NoSQL 數(shù)據(jù)庫的功能。

Zoom使用 DynamoDB（按需模式）使其數(shù)據(jù)能夠在沒有性能問題的情況下進行擴展，即使該服務在 COVID-19 大流行的早期使用量激增。

物聯(lián)網(wǎng)設備具有連接到互聯(lián)網(wǎng)或通信網(wǎng)絡的嵌入式軟件和傳感器，能夠在無需人工干預的情況下收集和共享數(shù)據(jù)。隨著數(shù)十億臺設備生成數(shù)不清的數(shù)據(jù)，IoT NoSQL 數(shù)據(jù)庫為 IoT 服務提供商提供了可擴展性和更靈活的架構(gòu)。

Freshub就是這樣的一項服務，它從 MySQL 切換到 MongoDB，以更好地處理其大型、動態(tài)、非統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集。

擁有數(shù)十億智能手機用戶，可擴展性正成為在移動設備上提供服務的企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。具有更靈活數(shù)據(jù)模型的 NoSQL DBMS 通常是完美的解決方案。

例如，The Weather Channel使用 MongoDB 數(shù)據(jù)庫每分鐘處理數(shù)百萬個請求，同時還處理用戶數(shù)據(jù)并提供天氣更新。

什么是New SQL?分析NewSQL是如何融合NoSQL和RDBMS兩者的優(yōu)勢

NewSQL是對一類現(xiàn)代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)稱，這類數(shù)據(jù)庫對于一般的OLTP讀寫請求提供可橫向擴展的性能，同時支持事務的ACID保證。這些系統(tǒng)既擁有NoSQL數(shù)據(jù)庫的擴展性，又保持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的事務特性。NewSQL重新將“應用程序邏輯與數(shù)據(jù)操作邏輯應該分離”的理念帶回到現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的世界，這也驗證了歷史的發(fā)展總是呈現(xiàn)出螺旋上升的形式。

在21世紀00年代中，出現(xiàn)了許多數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng) (如 Vertica，Greeplum 和AsterData)，這些以處理OLAP 請求為設計目標的系統(tǒng)并不在本文定義的NewSQL范圍內(nèi)。OLAP 數(shù)據(jù)庫更關(guān)注針對海量數(shù)據(jù)的大型、復雜、只讀的查詢，查詢時間可能持續(xù)秒級、分鐘級甚至更長。

NoSQL的擁躉普遍認為阻礙傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫橫向擴容、提高可用性的原因在于ACID保證和關(guān)系模型，因此NoSQL運動的核心就是放棄事務強一致性以及關(guān)系模型，擁抱最終一致性和其它數(shù)據(jù)模型?(如 key/value，graphs 和Documents)。

兩個最著名的NoSQL數(shù)據(jù)庫就是Google的BigTable和Amazon的Dynamo，由于二者都未開源，其它組織就開始推出類似的開源替代項目，包括Facebook的 Cassandra (基于BigTable和Dynamo)、PowerSet的 Hbase(基于BigTable)。有一些創(chuàng)業(yè)公司也加入到這場NoSQL運動中，它們不一定是受BigTable和Dynamo的啟發(fā)，但都響應了NoSQL的哲學，其中最出名的就是MongoDB。

在21世紀00年代末，市面上已經(jīng)有許多供用戶選擇的分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。使用NoSQL的優(yōu)勢在于應用開發(fā)者可以更關(guān)注應用邏輯本身，而非數(shù)據(jù)庫的擴展性問題；但與此同時許多應用，如金融系統(tǒng)、訂單處理系統(tǒng)，由于無法放棄事務的一致性要求被拒之門外。

一些組織，如Google，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他們的許多工程師將過多的精力放在處理數(shù)據(jù)一致性上，這既暴露了數(shù)據(jù)庫的抽象、又提高了代碼的復雜度，這時候要么選擇回到傳統(tǒng)DBMS時代，用更高的機器配置縱向擴容，要么選擇回到中間件時代，開發(fā)支持分布式事務的中間件。這兩種方案成本都很高，于是NewSQL運動開始醞釀。

NewSQL數(shù)據(jù)庫設計針對的讀寫事務有以下特點：

1、耗時短。

2、使用索引查詢，涉及少量數(shù)據(jù)。

3、重復度高，通常使用相同的查詢語句和不同的查詢參考。

也有一些學者認為NewSQL系統(tǒng)是特指實現(xiàn)上使用Lock-free并發(fā)控制技術(shù)和share-nothing架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫。所有我們認為是NewSQL的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)確實都有這樣的特點。

為什么選擇使用NoSQL數(shù)據(jù)庫開發(fā)如此困難

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，NoSQL被吹捧為最適合Web應用程序的優(yōu)秀平臺。然而他適合大多數(shù)數(shù)據(jù)，特別是web應用程序的數(shù)據(jù)是相關(guān)型。那么，這是否可以給你一個堅持使用RDMS的理由呢？也不一定，即使很困難，我們還是要做出選擇。

評估NoSQL是一個很茅盾的理論，一些人認為，應該將所有文檔數(shù)據(jù)存儲在一個文檔中，做鏈接代碼就是褻瀆神明。另外一部分人認為，存儲應用文檔，

加入代碼，才是合理選擇。與此同時，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。有的人會鼓勵文檔引用。這是NoSQL數(shù)據(jù)模型的基本部分，也沒有一個

明確的共識。

曾經(jīng)有一篇很熱的帖子"Why you should never use

XYZ"，我想，讀到這里，一定會有人搜索這篇文章。當然，這種文章各式各樣，太過于籠統(tǒng)的標題也沒什么幫助。毫無疑問，會有人會搜索這個文章，然后再找

到這個文章，進一步深入，找到該文章的方法遠比成功（理解問題）的故事多。很難知道誰提供了一個有效的技術(shù)問題，誰又誤讀了這個問題（或者缺少證據(jù)證明其

觀點）。

有大量選擇，RDBMS的世界，選擇就很容易。你有4或5個目標，大家工作方式差不多，來選擇環(huán)境、預算支持的平臺。對于成熟的產(chǎn)品，風險比較小。 NoSQL的世界，有很多數(shù)據(jù)庫引擎功能選擇。每一個有自己的獨特優(yōu)勢，也有致命弱點。所以選擇很難， NoSQL項目生命周期短，嘗試新項目或者流行項目也會有風險。上次，我的的項目是在 CouchDB上，而現(xiàn)在似乎停擺了。

做出這個痛苦決定的原因是，這可能是一個案例：你需要做一大堆工作，才能知道，你做出的選擇對與錯。你可以實體化你的數(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，我建的應用程序是關(guān)系數(shù)據(jù)庫，移動文件存儲的主要因素是，需要一個無模式設計來達

到我的目標。使用NoSQL 數(shù)據(jù)庫存儲關(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對我沒多大吸引力，不過鑒于他非常流行，對于引起來說，很有好處。當然，很多都可以以同樣的方式流行。PHP很流行，因為他的

易用性，而不是因為他很好。我現(xiàn)在在使用MongoDB和PHP，也在學習Couchbase，如果你有任何NoSQL平臺的使用感想，歡迎交流。

開發(fā) nosql 需要什么基礎(chǔ)

NoSQL與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設計理念比較 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的表都是存儲一些格式化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個元組字段的組成都一樣，即使不是每個元組都需要所有的字段，但數(shù)據(jù)庫會為每個元組分配所有的字段，這樣的結(jié)構(gòu)可以便于表與表之間進行連接等操作

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