NO-SQL不仅仅是SQL

目录

 

1、起源

2、关系型数据库 

3、NOSQL

4、为什么使用NoSQL

5、RDBMS vs NoSQL

 RDBMS 

优点:

缺点:

NoSQL

优点:

缺点:

6、扩展:

NoSQL 数据库分类

ACID规则(关系型数据库):

分布式系统

CAP定理(NO-SQL)


 

1、起源

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即"不仅仅是SQL"。

在现代的计算系统上每天网络上都会产生庞大的数据量。

这些数据有很大一部分是由关系数据库管理系统(RDMBSs)来处理。 1970年 E.F.Codd's提出的关系模型的论文 "A relational model of data for large shared data banks",这使得数据建模和应用程序编程更加简单。

通过应用实践证明,关系模型是非常适合于客户服务器编程,远远超出预期的利益,今天它是结构化数据存储在网络和商务应用的主导技术。

NoSQL 是一项全新的数据库革命性运动,早期就有人提出,发展至2009年趋势越发高涨。NoSQL的拥护者们提倡运用非关系型的数据存储,相对于铺天盖地的关系型数据库运用,这一概念无疑是一种全新的思维的注入

2、关系型数据库 

        什么是关系型数据库?关系型数据库管理系统(RDBMS) 全称:Relational Database Management System.。

        是由多张能互相联接的二维行列表格组成的数据库。

3、NOSQL

      NoSQL,指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写,是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

NoSQL用于超大规模数据的存储。(例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据)。这些类型的数据存储不需要固定的模式,无需多余操作就可以横向扩

4、为什么使用NoSQL

当mysql库已经到了100万,千万级别的时候,突然有一天产品让你增加一个字段。你说增加就增加呗,先不说增加在千万级别的库中增加一个字段对数据库性能的影响,如果这个字段只用于部分数据,其他数据没有用,你是不是浪费了大量的空间。  一个字段的数据结构不确定型的,时候,使用nosql的时候就很好解决这些问题了。

5、RDBMS vs NoSQL

RDBMS 

优点:

1、支持结构语言sql,简单

2、易于维护:都是使用表结构,格式一致

3、遵循ACID规则

缺点:

1、在海量数据时候读写信息较差

2、固定的表结构,灵活度稍欠

3、高并发读写需求,传统关系型数据库来说,硬盘I/O是一个很大的瓶颈。

代表:mysql,oracle,sqlServer等

NoSQL

优点:

1、格式灵活:存储数据的格式可以是key,value形式、文档形式、图片形式等等,文档形式、图片形式等等,使用灵活,应用场景广泛,而关系型数据库则只支持基础类型。

2、速度快:nosql可以使用硬盘或者随机存储器作为载体,而关系型数据库只能使用硬盘;

3、高扩展性;

4、成本低:nosql数据库部署简单,基本都是开源软件。

5、分布式计算

6、没有复杂的关系

缺点:

1、不支持sql,需要成本较高

2、不支持事物操作(这个比较关键)

代表:mongodb,、CouchDB、redis,hbase、Neo4J、db4o、Berkeley DB XML

 

6、扩展

NoSQL 数据库分类

 

类型

部分代表

 

特点

列存储

Hbase

Cassandra

Hypertable

顾名思义,是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据,方便做数据压缩,对针对某一列或者某几列的查询有非常大的IO优势。

文档存储

MongoDB

CouchDB

文档存储一般用类似json的格式存储,存储的内容是文档型的。这样也就有有机会对某些字段建立索引,实现关系数据库的某些功能。

key-value存储

Tokyo Cabinet / Tyrant

Berkeley DB

MemcacheDB

Redis

可以通过key快速查询到其value。一般来说,存储不管value的格式,照单全收。(Redis包含了其他功能)

图存储

Neo4J

FlockDB

图形关系的最佳存储。使用传统关系数据库来解决的话性能低下,而且设计使用不方便。

对象存储

db4o

Versant

通过类似面向对象语言的语法操作数据库,通过对象的方式存取数据。

xml数据库

Berkeley DB XML

BaseX

高效的存储XML数据,并支持XML的内部查询语法,比如XQuery,Xpath。

 

ACID规则(关系型数据库):

事务在英文中是transaction,和现实世界中的交易很类似,它有如下四个特性:

 

1、A (Atomicity) 原子性
原子性很容易理解,也就是说事务里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事务成功的条件是事务里的所有操作都成功,只要有一个操作失败,整个事务就失败,需要回滚。

比如银行转账,从A账户转100元至B账户,分为两个步骤:1)从A账户取100元;2)存入100元至B账户。这两步要么一起完成,要么一起不完成,如果只完成第一步,第二步失败,钱会莫名其妙少了100元。

 

2、C (Consistency) 一致性
一致性也比较容易理解,也就是说数据库要一直处于一致的状态,事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。

例如现有完整性约束a+b=10,如果一个事务改变了a,那么必须得改变b,使得事务结束后依然满足a+b=10,否则事务失败。

3、I (Isolation) 独立性
所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响,如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改,只要另外一个事务未提交,它所访问的数据就不受未提交事务的影响。
比如现有有个交易是从A账户转100元至B账户,在这个交易还未完成的情况下,如果此时B查询自己的账户,是看不到新增加的100元的。

4、D (Durability) 持久性
持久性是指一旦事务提交后,它所做的修改将会永久的保存在数据库上,即使出现宕机也不会丢失。

分布式系统

分布式系统(distributed system)由多台计算机和通信的软件组件通过计算机网络连接(本地网络或广域网)组成。

分布式系统是建立在网络之上的软件系统。正是因为软件的特性,所以分布式系统具有高度的内聚性和透明性。

因此,网络和分布式系统之间的区别更多的在于高层软件(特别是操作系统),而不是硬件。

分布式系统可以应用在在不同的平台上如:Pc、工作站、局域网和广域网上等。

CAP定理(NO-SQL)

在计算机科学中, CAP定理(CAP theorem), 又被称作 布鲁尔定理(Brewer's theorem), 它指出对于一个分布式计算系统来说,不可能同时满足以下三点:

  • 一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)

  • 可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)

  • 分隔容忍(Partition tolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)

CAP理论的核心是:一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求,最多只能同时较好的满足两个。

因此,根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类:

  • CA - 单点集群,满足一致性,可用性的系统,通常在可扩展性上不太强大。

  • CP - 满足一致性,分区容忍必的系统,通常性能不是特别高。

  • AP - 满足可用性,分区容忍性的系统,通常可能对一致性要求低一些。

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总结:nosql引入让数据存储带来了一个新天地,使用结合自己业务需求。纯属自己意见,不喜勿喷。