什么是NoSQL數(shù)據(jù)庫？

2. 什么是NoSQL？

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2.1 NoSQL 概述

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。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，包括超大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

（例如谷歌或Facebook每天為他們的用戶收集萬億比特的數(shù)據(jù)）。這些類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不需要固定的模式，無需多余操作就可以橫向擴(kuò)展。

2.2 NoSQL代表

MongDB、 Redis、Memcache

3. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與NoSQL的區(qū)別？

3.1 RDBMS

高度組織化結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）

數(shù)據(jù)和關(guān)系都存儲(chǔ)在單獨(dú)的表中。

數(shù)據(jù)操縱語言，數(shù)據(jù)定義語言

嚴(yán)格的一致性

基礎(chǔ)事務(wù)

ACID

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫遵循ACID規(guī)則

事務(wù)在英文中是transaction，和現(xiàn)實(shí)世界中的交易很類似，它有如下四個(gè)特性：

A (Atomicity) 原子性

原子性很容易理解，也就是說事務(wù)里的所有操作要么全部做完，要么都不做，事務(wù)成功的條件是事務(wù)里的所有操作都成功，只要有一個(gè)操作失敗，整個(gè)事務(wù)就失敗，需要回滾。比如銀行轉(zhuǎn)賬，從A賬戶轉(zhuǎn)100元至B賬戶，分為兩個(gè)步驟：1）從A賬戶取100元；2）存入100元至B賬戶。這兩步要么一起完成，要么一起不完成，如果只完成第一步，第二步失敗，錢會(huì)莫名其妙少了100元。

C (Consistency) 一致性

一致性也比較容易理解，也就是說數(shù)據(jù)庫要一直處于一致的狀態(tài)，事務(wù)的運(yùn)行不會(huì)改變數(shù)據(jù)庫原本的一致性約束。

I (Isolation) 獨(dú)立性

所謂的獨(dú)立性是指并發(fā)的事務(wù)之間不會(huì)互相影響，如果一個(gè)事務(wù)要訪問的數(shù)據(jù)正在被另外一個(gè)事務(wù)修改，只要另外一個(gè)事務(wù)未提交，它所訪問的數(shù)據(jù)就不受未提交事務(wù)的影響。比如現(xiàn)有有個(gè)交易是從A賬戶轉(zhuǎn)100元至B賬戶，在這個(gè)交易還未完成的情況下，如果此時(shí)B查詢自己的賬戶，是看不到新增加的100元的

D (Durability) 持久性

持久性是指一旦事務(wù)提交后，它所做的修改將會(huì)永久的保存在數(shù)據(jù)庫上，即使出現(xiàn)宕機(jī)也不會(huì)丟失。

3.2 NoSQL

代表著不僅僅是SQL

沒有聲明性查詢語言

沒有預(yù)定義的模式

鍵 - 值對(duì)存儲(chǔ)，列存儲(chǔ)，文檔存儲(chǔ)，圖形數(shù)據(jù)庫

最終一致性，而非ACID屬性

非結(jié)構(gòu)化和不可預(yù)知的數(shù)據(jù)

CAP定理

高性能，高可用性和可伸縮性

分布式數(shù)據(jù)庫中的CAP原理(了解)

CAP定理：

Consistency(一致性), 數(shù)據(jù)一致更新，所有數(shù)據(jù)變動(dòng)都是同步的

Availability(可用性), 好的響應(yīng)性能

Partition tolerance(分區(qū)容錯(cuò)性) 可靠性

P: 系統(tǒng)中任意信息的丟失或失敗不會(huì)影響系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)作。

定理：任何分布式系統(tǒng)只可同時(shí)滿足二點(diǎn)，沒法三者兼顧。

CAP理論的核心是：一個(gè)分布式系統(tǒng)不可能同時(shí)很好的滿足一致性，可用性和分區(qū)容錯(cuò)性這三個(gè)需求，

因此，根據(jù) CAP 原理將 NoSQL 數(shù)據(jù)庫分成了滿足 CA 原則、滿足 CP 原則和滿足 AP 原則三 大類：

CA - 單點(diǎn)集群，滿足一致性，可用性的系統(tǒng)，通常在可擴(kuò)展性上不太強(qiáng)大。

CP - 滿足一致性，分區(qū)容忍性的系統(tǒng)，通常性能不是特別高。

AP - 滿足可用性，分區(qū)容忍性的系統(tǒng)，通?？赡軐?duì)一致性要求低一些。

CAP理論就是說在分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中，最多只能實(shí)現(xiàn)上面的兩點(diǎn)。

而由于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)硬件肯定會(huì)出現(xiàn)延遲丟包等問題，所以分區(qū)容忍性是我們必須需要實(shí)現(xiàn)的。

所以我們只能在一致性和可用性之間進(jìn)行權(quán)衡，沒有NoSQL系統(tǒng)能同時(shí)保證這三點(diǎn)。

說明：C：強(qiáng)一致性 A：高可用性 P：分布式容忍性

舉例：

CA：傳統(tǒng)Oracle數(shù)據(jù)庫

AP：大多數(shù)網(wǎng)站架構(gòu)的選擇

CP：Redis、Mongodb

注意：分布式架構(gòu)的時(shí)候必須做出取舍。

一致性和可用性之間取一個(gè)平衡。多余大多數(shù)web應(yīng)用，其實(shí)并不需要強(qiáng)一致性。

因此犧牲C換取P，這是目前分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的方向。

4. 當(dāng)下NoSQL的經(jīng)典應(yīng)用

當(dāng)下的應(yīng)用是 SQL 與 NoSQL 一起使用的。

代表項(xiàng)目：阿里巴巴商品信息的存放。

去 IOE 化。

ps：I 是指 IBM 的小型機(jī)，很貴的，好像好幾萬一臺(tái)；O 是指 Oracle 數(shù)據(jù)庫，也很貴的，好幾萬呢；M 是指 EMC 的存儲(chǔ)設(shè)備，也很貴的。

難點(diǎn)：

數(shù)據(jù)類型多樣性。

數(shù)據(jù)源多樣性和變化重構(gòu)。

數(shù)據(jù)源改造而服務(wù)平臺(tái)不需要大面積重構(gòu)。

newsql數(shù)據(jù)庫支持結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)嗎?

首先，來談一下對(duì)數(shù)據(jù)庫市場(chǎng)的看法，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫會(huì)一直占有主導(dǎo)地位。第一個(gè)原因是它的歷史最久，有龐大的用戶基礎(chǔ)，根深。第二，SQL 的 query 在場(chǎng)景上依然是占主體的，尤其在數(shù)據(jù)分析上。 NoSQL的產(chǎn)生的是SQL對(duì)某些非關(guān)系為場(chǎng)景（KV點(diǎn)讀)上的scalability 不好導(dǎo)致的。那個(gè)時(shí)候，主要問題是無法橫向 scale，也就是沒有分布式的支持，所以NoSQL 誕生了。而且KV， document 使用 normalized 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不利于理解和編程，所以可以看做是NoSQL 從SQL中搶了一些自己更適合的場(chǎng)景，所以它是在特定的時(shí)間和環(huán)境出現(xiàn)的一個(gè)產(chǎn)品。隨著Distributed SQL 的出現(xiàn)， NoSQL 和 Distributed SQL 變得越來越像。未來幾年有可能和 Distributed SQL 合并作為了一個(gè)產(chǎn)品類型。 NoSQL 在市場(chǎng)份額上不會(huì)超過或取代SQL， 在一些場(chǎng)景上會(huì)繼續(xù)成長，尤其是用關(guān)系型數(shù)據(jù)集不好表達(dá)的，比如圖。

今天 NewSQL 和 Distributed SQL 這2個(gè)名詞在業(yè)界有一定的混淆。NewSQL 出現(xiàn)的早，可以被認(rèn)為是Distributed SQL 的子集。以后還是以 Distributed SQL 為定義好。 所以你的問題其實(shí)是在 傳統(tǒng)SQL，Distributed SQL 和 noSQL 之間如何選擇。

答案是，最重要的指標(biāo)是看用戶的數(shù)據(jù)access的場(chǎng)景，和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。滿足以下條件，更多考慮NoSQL：

數(shù)據(jù)之間沒有關(guān)系，或者關(guān)系不強(qiáng)烈；每個(gè)row獨(dú)立，row 之間不存在大規(guī)模的一對(duì)多，多對(duì)多的關(guān)系。

數(shù)據(jù)本身適合KV， 或者自我包含的hierachy關(guān)系。 比如個(gè)人profile, 完全自我contain, 人很人之間不需要query。

Access 數(shù)據(jù)的方式主要以 ID (primary key) 為主的點(diǎn)讀，和順序access (按順序iterate）。

需要支持大規(guī)模的讀寫，低延時(shí)。

如果需要事務(wù)特性，范圍限于一個(gè)或幾個(gè)row, 沒有關(guān)系型的事務(wù)。

使用 SQL 主要是因?yàn)?row 和 row 之間有關(guān)系； 存在一對(duì)多、多對(duì)多的關(guān)系。同時(shí)在關(guān)系的前提下，支持事務(wù)。支持table join的語法。對(duì)一致性要求高（強(qiáng)一致)。 Distributed SQL 提供了跨節(jié)點(diǎn)的分布式事務(wù)，query 等。但它是建立在犧牲性能的前提下的，延時(shí)大大價(jià)高。所以 NoSQL 是分布式+無關(guān)系，傳統(tǒng)SQL 是 有關(guān)系+無分布式， Distributed SQL 是 分布式 + 有關(guān)系 + 性能取舍。

NewSQL 現(xiàn)在已經(jīng)消退了，目前在國外退化為Distributed SQL原因如下：

卡耐基梅隆大學(xué)數(shù)據(jù)庫教授Andy Pavlo，在文中系統(tǒng)地分析了NewSQL興起到消亡的過程，給出了他認(rèn)為NewSQL消亡的一些原因，比如：

1）沒有開源。

2）沒有擁抱公有云，在成本與技術(shù)上難與跟公有云廠商抗衡。

3）已有的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL,PostgreSQL做的不錯(cuò)，而且在不斷改進(jìn)，大部分客戶數(shù)據(jù)并不多，單節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)就能裝下。

4）銷售困難：客戶擔(dān)心切換風(fēng)險(xiǎn)，而且面臨NoSQL在易用性方面的夾擊。

另外，在談到數(shù)據(jù)庫發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，也提到NoSQL開始普遍支持SQL,joins和事務(wù)功能。到2021年后NewSQL概念除了中國的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)業(yè)公司，國外較少提了，更多地轉(zhuǎn)向Distributed SQL。

NoSQL 和 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，OLAP和OLTP的邊界目前和未來會(huì)進(jìn)一步模糊。市場(chǎng)的主要NoSQL產(chǎn)品開始普遍支持SQL,joins和事務(wù)功能，就我個(gè)人觀點(diǎn)而言，NoSQL未來應(yīng)該還是堅(jiān)守初心——高并發(fā)，低延時(shí)，高伸縮性，對(duì)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫擅長的 跨表Join, 跨機(jī)事務(wù)，AP等能力擴(kuò)展應(yīng)該謹(jǐn)慎些。產(chǎn)品選型時(shí)，最好也從這些方面多考慮些。

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(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)庫運(yùn)用，這一概念無疑是一種全新的思維的注入。

對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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?？梢哉f，NoSQL各有所長，成功的NoSQL必然特別適用于某些場(chǎng)合或者某些應(yīng)用，在這些場(chǎng)合中會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和其他的NoSQL。

當(dāng)前文章：nosql的興起,Nosql的特點(diǎn)
URL網(wǎng)址：http://jinyejixie.com/article32/hojgpc.html

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