5.1 NoSQL概论

最初:反SQL 

概念演变,现在:Not only SQL

 

特点:

1.灵活的可扩展性

所以支持海量数据存储

2.灵活的数据模型

例如:HBase

3.和云计算的紧密结合

 

 

(一)nosql兴起原因:

1.关系性数据库无法满足web2.0的需求;

 

传统的关系数据库优点:

1.非常完备的关系理论基础

2.具有事务机制的支持

3.高效的查询优化机制

 

传统的关系数据库性能上的缺陷:

1.无法满足海量数据的管理需求:

互联网时代,数据产生速度非常快,那么庞大的数据如果还是按照传统的关系数据库进行搜索,效率低下,响应时间慢。

 

2.无法满足高并发的需求:

网页先访问底层数据库,找到相关满足要求的记录,再去生成网页。

以前:动态网页静态化,事先保存HTML。存在性能瓶颈。

现在:很多网页(动态数据)需要实时生成;实时生成的数据对关系数据库的负载很高;基本上用关系数据库无法满足这个高并发的需求。

3.无法满足高扩展性和高可用性的需求;

某些网站很多时候会面临负载高峰期。对于关系数据库来讲无法在短时间提升整个对外的服务能力,因为关系数据库不具备非常好的可扩展性。

 

很多企业采用mysql集群。

mysql集群:主从备份,一主一从。主从机制读写分离,可以解决阶段性问题,无法完全解决问题。

 缺陷:

1.复杂性:整个集群部署管理配置都非常复杂。

2.延迟性:(一般采取异步方式)当主库压力较大时,会带来较大的延迟。

3.扩容问题:整个集群压力过大时,需要增加新的机器,对整个数据集进行重新分区,非常复杂。

 

 

2.数据模型的局限性

关系数据库设计提出理想的模式:One size fits all.

提出一个关系模型去适用于所有的业务场景。

 

不同业务场景的特性不同,不实际。

 

3.web2.0关系数据库许多特性没有发挥

没有发挥作用,反而成了鸡肋:完善的事务机制,高效的查询机制

1.Web2.0通常是不用严格数据库事务

2.Web2.0不要求严格的读写实时性

3.Web2.0不包含复杂的sql语句(有范式)

 

5.2 NoSQL与关系数据库的比较


一、数据库原理方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_nosql数据库 建模

NoSQL数据库产品没有同一的理论基础。分为不同的大类,每个大类都有自己的产品规范。

 

二、数据规模方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_大数据_02

 

纵向扩展:加CPU,加内存。再怎么加都是有上限的。

NoSQL数据库:增加结点的方式,扩大性能,提升处理能力。

三、数据库模式方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_数据库_03

 

 关系数据库:严格的数据库模式,不灵活。

NoSQL数据库:不存在固定的数据库模式。

 

四、查询效率方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_nosql数据库 建模_04

 

关系数据库:有索引机制,也有非常好的查询优化引擎;在适当数量级的时候,查询效率很高;数据量大,查询效率下降;

NoSQL数据库:很多数据库没有构建起面向复杂查询的索引,面对复杂的查询时的性能不如关系数据库。

 

五、事务一致性方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_数据库_05

NoSQL:很多产品在设计时,放松了对ACID四种性质的要求;采用另一种方法,BASE模型(BASE模型是NoSQL数据库三大理论基础之一);很多NoSQL只能保证最终一致性,不能保证事务强一致性。

(NoSQL有ACID特性,NewSQL没有ACID)

 

六、数据完整性方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_大数据_06

 

关系数据库:会设置主键或相关的约束,来实现实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性。

NoSQL:

七:可扩展方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_关系数据库_07

 

八,在可用性方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_NoSQL数据库_08

 

关系:优先目标是,保证数据的一致性。

NoSQL:为了提高可用性来设计的,有时会适当牺牲一致性。

九、在标准化方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_NoSQL数据库_09

 

NoSQL:有很多不同类别,不可能统一标准。

十、技术支持方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_大数据_10

 


十一、在可维护性方面:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_关系数据库_11

 

 

 

总结:

1.关系数据库的优势:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_关系数据库_12

 

2.关系数据库的劣势

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_数据库_13

 

3.nosql优势与劣势:

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_数据库_14

很多NoSQL产品不支持事务强一致性,直接影响了它在一些企业的关键业务系统中的应用。

 

这两种数据库各有优缺点,所以无法互相取代。

 

 

(二)两种数据库的应用场景:(可采用混合型架构)

nosql数据库设计 nosql数据库原理与应用_关系数据库_15


电信银行等关键业务,需要保证事务的强一致性。