前端培训 - Node 阶段（49）- noSQL基础概念

前端最基础的就是 HTML+CSS+Javascript。掌握了这三门技术就算入门，但也仅仅是入门，如今前端开发的定义已经远远不止这些。前端小课堂（HTML/CSS/JS），本着提高技术水平，打牢基础知识的中心思想，咱们开课啦（每周四）。

数据库分为两种：关系数据库（RDBMS）和非关系数据库（NoSQL）。

• 关系数据库: mysql、oracle、SQL server
• 非关系数据库：HBase、Redis、MongoDB、Couchbase、LevelDB

NoSQL

NoSQL ( NoSQL = Not Only SQL)，指的是非关系型的数据库。是对不一样于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

为何使用NoSQL ?

对于一些须要灵活结构的数据，关系型数据库的横向扩展能力不够，而 NoSQL 存储数据不须要固定的模式，无需多余操做就能够横向扩展。

RDBMS vs NoSQL

RDBMS

• 高度组织化结构化数据
• 结构化查询语言（SQL）
• 数据和关系都存储在单独的表中。
• 数据操纵语言，数据定义语言
• 严格的一致性
• 基础事务

NoSQL

• 表明着不只仅是SQL
• 没有声明性查询语言
• 没有预约义的模式
• 键值对存储，列存储，文档存储，图形数据库
• 最终一致性，而非ACID属性
• 非结构化和不可预知的数据
• CAP定理
• 高性能，高可用性和可伸缩性

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相似，它有以下四个特性：

一、A (Atomicity) 原子性

原子性很容易理解，也就是说事务里的全部操做要么所有作完，要么都不作，事务成功的条件是事务里的全部操做都成功，只要有一个操做失败，整个事务就失败，须要回滚。

好比银行转帐，从A帐户转100元至B帐户，分为两个步骤：1）从A帐户取100元；2）存入100元至B帐户。这两步要么一块儿完成，要么一块儿不完成，若是只完成第一步，第二步失败，钱会莫名其妙少了100元。

二、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本来的一致性约束。

例如现有完整性约束a+b=10，若是一个事务改变了a，那么必须得改变b，使得事务结束后依然知足a+b=10，不然事务失败。

三、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，若是一个事务要访问的数据正在被另一个事务修改，只要另一个事务未提交，它所访问的数据就不受未提交事务的影响。

好比如今有个交易是从A帐户转100元至B帐户，在这个交易还未完成的状况下，若是此时B查询本身的帐户，是看不到新增长的100元的。

四、D (Durability) 持久性

持久性是指一旦事务提交后，它所作的修改将会永久的保存在数据库上，即便出现宕机也不会丢失。

CAP定理（CAP theorem）

在计算机科学中, CAP定理（CAP theorem）, 又被称做 布鲁尔定理（Brewer's theorem）, 它指出对于一个分布式计算系统来讲，不可能同时知足如下三点:

• 一致性(Consistency) (全部节点在同一时间具备相同的数据)
• 可用性(Availability) (保证每一个请求无论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做)

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

所以，根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分红了知足 CA 原则、知足 CP 原则和知足 AP 原则三 大类：

• CA - 单点集群，知足一致性，可用性的系统，一般在可扩展性上不太强大。
• CP - 知足一致性，分区容忍性的系统，一般性能不是特别高。
• AP - 知足可用性，分区容忍性的系统，一般可能对一致性要求低一些。

Redis

Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。目前由VMware主持开发工做。

Redis 一般被称为数据结构服务器，由于值（value）能够是 字符串(String), 哈希(Hash/Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)五种类型，操做很是方便。好比，若是你在作好友系统，查看本身的好友关系，若是采用其余的key-value系统，则必须把对应的好友拼接成字符串，而后在提取好友时，再把value进行解析，而redis则相对简单，直接支持list的存储(采用双向链表或者压缩链表的存储方式)。

var redis = require("redis"),
    client = redis.createClient();
client.on("error", function (err) {
    console.log("Error " + err);
});

client.set("string key", "string val", redis.print);
client.hset("hash key", "hashtest 1", "some value", redis.print);
client.hset(["hash key", "hashtest 2", "some other value"], redis.print);
client.hkeys("hash key", function (err, replies) {
    console.log(replies.length + " replies:");
    replies.forEach(function (reply, i) {
        console.log("    " + i + ": " + reply);
    });
    client.quit();
});

属于CP类型

MongoDB

MongoDB 是一个高性能，开源，无模式的文档型数据库，开发语言是C++。它在许多场景下可用于替代传统的关系型数据库或键/值存储方式。

在 MongoDB 中，文档是对数据的抽象，它的表现形式就是咱们常说的 BSON_（Binary JSON ）_。

BSON 是一个轻量级的二进制数据格式。MongoDB 可以使用 BSON，并将 BSON 做为数据的存储存放在磁盘中。

BSON 是为效率而设计的，它只须要使用不多的空间，同时其编码和解码都是很是快速的。即便在最坏的状况下，BSON格式也比JSON格式再最好的状况下存储效率高。

对于前端开发者来讲，一个“文档”就至关于一个对象。

var mongodb = require('mongodb');

var mongodbServer = new mongodb.Server('localhost', 27017, { auto_reconnect: true, poolSize: 10 });
var db = new mongodb.Db('mydb', mongodbServer);

/* open db */
db.open(function() {
    /* Select 'contact' collection */
    db.collection('contact', function(err, collection) {
        /* Insert a data */
        collection.insert({
            name: 'Fred Chien',
            email: 'cfsghost@gmail.com',
            tel: [
                '0926xxx5xx',
                '0912xx11xx'
            ]
        }, function(err, data) {
            if (data) {
                console.log('Successfully Insert');
            } else {
                console.log('Failed to Insert');
            }
        });

        /* Querying */
        collection.find({ name: 'Fred Chien' }, function(err, data) {
            /* Found this People */
            if (data) {
                console.log('Name: ' + data.name + ', email: ' + data.email);
            } else {
                console.log('Cannot found');
            }
        });
    });
});

MongoDB 比较灵活，能够设置成 strong consistent _（CP类型）_或者 eventual consistent_（AP类型）_。

但其默认是 CP 类型

微信公众号：前端linong

参考文献

1. 前端培训目录、前端培训规划、前端培训计划
2. https://www.runoob.com/mongodb/nosql.html
3. http://www.javashuo.com/article/p-hcthhmus-hr.html