什么是 NoSQL?

NoSQL指的是非关系型数据库。NoSQL是 "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 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的维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思维的注入。

NoSQL官方网站:http://www.nosql-database.org

为什么要使用 NoSQL?

今天我们可以通过第三方平台(如:Google,Facebook等)可以很容易的访问和抓取数据。用户的个人信息,社交网络,地理位置,用户生成的数据和用户操作日志已经成倍的增加。我们如果要对这些用户数据进行挖掘,那SQL数据库已经不适合这些应用了, NoSQL 数据库的发展却能很好的处理这些大的数据。
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展。

ACID 规则

ACID规则为 A代表原子性、C代表一致性、I代表独立性、D代表持久性,ACID为关系型数据库一直遵守的规则,非关系型数据库则采用的是 BASE 理论。

A(Atomicity)原子性
原子性意思为事物里面所有的操作要么全部做完,要么都不做,事物成功的条件是事物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。

C(Consistency)一致性
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,那边必须的改变b,无论怎么改变必须要保证结果依然为10,这就是一致性,否则事物失败。

I(Isolation)独立性
所谓的独立性是指并发的事物之间不会互相影响,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物的影响。

D(Durability)持久性
持久性是指一旦事物提交后,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。

CAP 理论

在计算机科学中,CAP定理(CAP theorem),又被称作 布鲁斯定理(Brewer's theorem)
此理论主要是对分布式系统来说,分布式系统不可能同时满足CAP理论的所有需求。
CAP理论如下:

  • C 一致性(Consistency):分布式系统中的所有节点在同一时间具有相同的数据
  • A 可用性(Availability):保证每个请求不管成功或者失败都有响应
  • P 分割容忍(Partition tolerance):系统中任意信息的丢失或者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、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理论将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则,满足 CP 原则和满足 AP 原则三类:

  • CA:单点集群,满足一致性和可用性系统,通常在可扩展性上不台强大。
  • CP:满足一致性,分区容忍性的系统,通常性能不是很高。
  • AP:满足可用性,分区容错性的系统,通常可能对一致性要求低一些。

BASE 理论

BASE:Basically Available,Soft-state,Eventually Consistent,由 Eric Brewer 定义。
BASE 理论跟 CAP 理论有些出入,但 BASE 理论则是非关系型数据库 NoSQL一致遵循的规则(最终一致性)
BASE 是 NoSQL数据库通常对可用性及一致性的弱要求原则:

  • Basically Availble:基本可用
  • Soft-state:软状态/柔性事物
  • Eventual Consistency:最终一致性,也是 ACID 的最终目的

ACID VS BASE

ACID BASE
原子性 基本可用
一致性 软状态/柔性事物
独立性/隔离性 最终一致性
持久性

NoSQL的优点/缺点

优点:

  • 高可扩展性
  • 分布式计算
  • 低成本
  • 架构的灵活性,半结构化数据
  • 没有复杂的关系

缺点:

  • 没有标准化
  • 有限的查询功能
  • 最终一致是不直观的程序

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