NoSQL漫谈

原创
06/13 12:36
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1、 NoSQL的概念

NoSQL是指非关系型的数据库,NoSQLNot Only SQL),意即“不仅仅是SQL”,是一项全新的数据库革命性运动,随着互联网web2.0网站的兴起,传统的关系数据库在应付web2.0网站,特别是超大规模和高并发的SNSSocial Networking Services,即社会性网络服务)类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心,暴露了很多难以克服的问题,而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。

 

2、 传统关系型数据库面临的问题

2.1. High performance(对数据库高并发读写的需求)

web2.0网站要根据用户个性化信息来实时生成动态页面和提供动态信息,所以基本上无法使用动态页面静态化技术,因此数据库并发负载非常高,往往要达到每秒上万次读写请求。关系数据库应付上万次SQL查询还勉强顶得住,但是应付上万次SQL写数据请求,硬盘IO就已经无法承受了。其实对于普通的BBS网站,往往也存在对高并发写请求的需求。

2.2. Huge Storage(对海量数据的高效率存储和访问的需求)

对于大型的SNS网站,每天用户产生海量的用户动态,以国外的Friendfeed为例,一个月就达到了2.5亿条用户动态,对于关系数据库来说,在一张2.5亿条记录的表里面进行SQL查询,效率是极其低下乃至不可忍受的。

2.3. High Scalability &&High Availability(对数据库的高可扩展性和高可用性的需求)

在基于web的架构当中,数据库是最难进行横向扩展的,当一个应用系统的用户量和访问量与日俱增的时候,你的数据库却没有办法像web serverapp server那样简单的通过添加更多的硬件和服务节点来扩展性能和负载能力。

 

3NoSQL与关系型数据库设计理念比较

关系型数据库中的表都是存储一些格式化的数据结构,每个元组字段的组成都一样,即使不是每个元组都需要所有的字段,但数据库会为每个元组分配所有的字段,这样的结构可以便于表与表之间进行连接等操作,但从另一个角度来说它也是关系型数据库性能瓶颈的一个因素。而非关系型数据库以键值对存储,它的结构不固定,每一个元组可以有不一样的字段,每个元组可以根据需要增加一些自己的键值对,这样就不会局限于固定的结构,可以减少一些时间和空间的开销。

 

4NoSQL优点

4.1. 性能瓶颈大幅提升

NoSQL的支持者称,通过NoSQL架构可以省去将WebJava应用和数据转换成SQL友好格式的时间,执行速度变得更快。“SQL并非适用于所有的程序代码,”对于那些繁重的重复操作的数据,SQL值得花钱。但是当数据库结构非常简单时,SQL可能没有太大用处。

4.2. 操作相对较少

虽然NoSQL的支持者也承认关系数据库提供了无可比拟的功能集合,而且在数据完整性上也发挥绝对稳定,他们同时也表示,企业的具体需求可能没有那么多。

4.3. 扩展相对容易

NoSQL数据库种类繁多,但是一个共同的特点都是去掉关系数据库的关系型特性。数据之间无关系,这样就非常容易扩展。也无形之间,在架构的层面上带来了可扩展的能力。

4.4. 高性能、大数据量、高可用性(三高)

NoSQL数据库都具有非常高的读写性能,尤其在大数据量下,同样表现优秀。这得益于它的无关系性,数据库的结构简单。一般MySQL使用 Query Cache,每次表的更新Cache就失效,是一种大粒度的Cache,在针对web2.0的交互频繁的应用,Cache性能不高。而NoSQL Cache是记录级的,是一种细粒度的Cache,所以NoSQL在这个层面上来说就要性能高很多了。NoSQL在不太影响性能的情况,就可以方便的实现高可用的架构。比如CassandraHBase模型,通过复制模型也能实现高可用。

 

5、常用的NoSQL数据库

5.1. Redis

键值(Key-Value)数据库[ Redis ]

适用场景:

储存用户信息,比如会话、配置文件、参数、购物车等等。这些信息一般都和ID(键)挂钩,这种情景下键值数据库是个很好的选择。

不适用场景:

a.取代通过键查询,而是通过值来查询。Key-Value数据库中根本没有通过值查询的途径

b.需要储存数据之间的关系。在Key-Value数据库中不能通过两个或以上的键来关联数据。

c.事务的支持。在Key-Value数据库中故障产生时不可以进行回滚。

5.2. MongoDB

         面向文档(Document-Oriented)数据库[ MongoDB ]

         数据可以使用XMLJSON或者JSONB等多种形式存储。

适用场景:

a.日志

b.分析

不适用场景:不支持事务

5.3. HBase

列存储(Wide ColumnStore/Column-Family)数据库[ HBase ]

列存储数据库将数据储存在列族(column family)中,一个列族存储经常被一起查询的相关数据。举个例子,如果我们有一个Person类,我们通常会一起查询他们的姓名和年龄而不是薪资。这种情况下,姓名和年龄就会被放入一个列族中,而薪资则在另一个列族中。

适用场景:

a.日志

b.博客平台,我们储存每个信息到不同的列族中。举个例子,标签可以储存在一个,类别可以在一个,而文章则在另一个。

不适用场景:

a.ACID事务

b.原型设计。在模型设计之初,我们根本不可能去预测它的查询方式,而一旦查询方式改变,我们就必须重新设计列族。


本文分享自微信公众号 - JAVA乐园(happyhuangjinjin88)。
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