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2009年在亞特蘭大舉行的”no:sql(east)”討論會(huì)是一個(gè)里程碑，其口號(hào)是”select fun, profit from real_world where relational=false;”。因此，對(duì)NoSQL最普遍的解釋是”非關(guān)聯(lián)型的”，強(qiáng)調(diào)Key-Value存儲(chǔ)和文檔數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)，而不是單純的反對(duì)RDBMS。
NoSQL的迅速發(fā)展以及由于NoSQL中沒(méi)有像傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)那樣定義數(shù)據(jù)的組織方式為關(guān)系型的，所以只要內(nèi)部的數(shù)據(jù)組織采用了非關(guān)系型的方式，就可以稱(chēng)之為NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。所以隨之帶來(lái)了開(kāi)源社區(qū)上百種所謂的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，讓人眼花繚亂。對(duì)于NoSQL并沒(méi)有一個(gè)明確的范圍和定義，但是他們都普遍存在下面一些共同特征：
不需要預(yù)定義模式：不需要事先定義數(shù)據(jù)模式，預(yù)定義表結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)中的每條記錄都可能有不同的屬性和格式。當(dāng)插入數(shù)據(jù)時(shí)，并不需要預(yù)先定義它們的模式。
彈性可擴(kuò)展：可以在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，動(dòng)態(tài)增加或者刪除結(jié)點(diǎn)。不需要停機(jī)維護(hù)，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)遷移。
分布式：相對(duì)于將數(shù)據(jù)存放于同一個(gè)節(jié)點(diǎn)，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)，將記錄分散在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上面。并且通常分區(qū)的同時(shí)還要做復(fù)制。這樣既提高了并行性能，又能保證沒(méi)有單點(diǎn)失效的問(wèn)題。
BASE：相對(duì)于事務(wù)嚴(yán)格的ACID特性，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)保證的是BASE特性。BASE是最終一致性和軟事務(wù)。
NoSQL優(yōu)勢(shì)：避免不必要的復(fù)雜性、高吞吐量、高水平擴(kuò)展能力；比如隨著互聯(lián)網(wǎng)web2.0網(wǎng)站的興起，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)付web2.0網(wǎng)站，特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的SNS類(lèi)型的web2.0純動(dòng)態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心，暴露了很多難以克服的問(wèn)題，而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)則由于其本身的特點(diǎn)得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重?cái)?shù)據(jù)種類(lèi)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。
NoSQL劣勢(shì)：數(shù)據(jù)模型和查詢(xún)語(yǔ)言沒(méi)有經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，沒(méi)有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；不支持ACID特性，當(dāng)然使用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)可以解決這個(gè)問(wèn)題；有些NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)過(guò)于簡(jiǎn)單，比如Memcache只是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，適用于某些特性場(chǎng)景；最大的劣勢(shì)就是沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)查詢(xún)模型，每種NoSQL產(chǎn)品都有自己的語(yǔ)言使用方式。
由于NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的架構(gòu)，兩種NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)之間的不同，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)兩種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的不同?？梢哉f(shuō)，NoSQL各有所長(zhǎng)，成功的NoSQL必然特別適用于某些場(chǎng)合或者某些應(yīng)用，在這些場(chǎng)合中會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和其他的NoSQL。
什么是NewSQL？
通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)NoSQL跟SQL之間的對(duì)立性太強(qiáng)了，基于NoSQL跟SQL之間的某種差異，比如NoSQL有的功能SQL沒(méi)有，如分布式、簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)模型；而SQL有的特性NoSQL又沒(méi)有，如ACID功能；當(dāng)然不管哪種數(shù)據(jù)庫(kù)，不管其劣勢(shì)還是優(yōu)勢(shì)都有其適用的場(chǎng)景。而SQL很難實(shí)現(xiàn)分布式的原因在于，SQL自身的日志機(jī)制、鎖機(jī)制以及緩沖區(qū)管理機(jī)制。于是就出來(lái)了NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，所謂的NewSQL是什么呢？就是想柔和SQL與NoSQL獨(dú)有的特性。
目前NewSQL大概有兩類(lèi)，第一類(lèi)是擁有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品和服務(wù)，并將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的好處與優(yōu)勢(shì)帶入到分布式架構(gòu)上，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把ACID引入到分布式中；第二類(lèi)是提供關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，達(dá)到不用考慮水平擴(kuò)展的方式，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是改變SQL架構(gòu)使得它不用水平擴(kuò)展，不用運(yùn)行在分布式環(huán)境中就能夠帶來(lái)性能上的提升。對(duì)于第一類(lèi)把ACID引入到分布式中去的產(chǎn)品有Clustrix、GenieDB、ScaleArc、ScaleBase、NimbusDB以及MySQL Cluster等。
NoSQL的分類(lèi)?
總的來(lái)說(shuō)，如今的數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)真是百花齊放，大概分類(lèi)為SQL、NoSQL、NewSQL以及緩存數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。而SQL和NewSQL不是本章討論的主題，所以下面來(lái)說(shuō)一說(shuō)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。
首先需要明確的一點(diǎn)，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)并不是要取代現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，而是采用一種非關(guān)系型的方式解決數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算的問(wèn)題。目前，可以將眾多的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)按照內(nèi)部的數(shù)據(jù)組織形式進(jìn)行如下分類(lèi)：
鍵值(Key-Value)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)
這一類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)主要會(huì)使用到一個(gè)哈希表，這個(gè)表中有一個(gè)特定的鍵和一個(gè)指針指向特定的數(shù)據(jù)。Key-value模型對(duì)于IT系統(tǒng)來(lái)說(shuō)的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單、易部署。但是如果DBA只對(duì)部分值進(jìn)行查詢(xún)或更新的時(shí)候，Key-value就顯得效率低下了。
數(shù)據(jù)模型：key-value
優(yōu)點(diǎn)：查找速度快
缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)無(wú)結(jié)構(gòu)，通常只被當(dāng)做字符串或二進(jìn)制數(shù)據(jù)
應(yīng)用場(chǎng)景：內(nèi)容緩存
典型產(chǎn)品：Tokyo,Redis（一鍵多值）,Dynamo ,Oracle BDB以及Memcache（一鍵一值），但Memcache雖然是Key-avlue存儲(chǔ)但是它是緩存數(shù)據(jù)庫(kù)。
列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)
顧名思義，是按列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。最大的特點(diǎn)是方便存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，方便做數(shù)據(jù)壓縮，對(duì)針對(duì)某一列或者某幾列的查詢(xún)有非常大的IO優(yōu)勢(shì)。
數(shù)據(jù)模型：數(shù)據(jù)按列存儲(chǔ)、將同一列數(shù)據(jù)存在一起
優(yōu)點(diǎn)：查找迅速、可擴(kuò)展性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)分布式
缺點(diǎn)：功能相對(duì)SQL很有限
應(yīng)用場(chǎng)景：分布式文件系統(tǒng)或分布式存儲(chǔ)
典型產(chǎn)品：Cassandra, HBase, Bigtable
文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)
文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)的靈感是來(lái)自于Lotus Notes辦公軟件的，而且它同第一種鍵值存儲(chǔ)相類(lèi)似。該類(lèi)型的數(shù)據(jù)模型是版本化的文檔，半結(jié)構(gòu)化的文檔以特定的格式存儲(chǔ)，比如JSON。文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)可 以看作是鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)的升級(jí)版，允許之間嵌套鍵值。而且文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)比鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)效率更高。
數(shù)據(jù)模型：與鍵值模型類(lèi)似，但value指向類(lèi)似一個(gè)容器（文檔），容器內(nèi)有一組信息
優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)格式要求不嚴(yán)格，無(wú)須提前定義結(jié)構(gòu)，每個(gè)文檔字段隨意
缺點(diǎn)：查詢(xún)性能不高（比SQL可能稍微好點(diǎn)），缺乏統(tǒng)一查詢(xún)語(yǔ)法
應(yīng)用場(chǎng)景：只要不需要ACID就可以使用
典型產(chǎn)品：CouchDB, MongoDB，國(guó)內(nèi)也有文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)SequoiaDB，已經(jīng)開(kāi)源
圖式數(shù)據(jù)庫(kù)
圖形結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)同其他行列以及剛性結(jié)構(gòu)的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)不同，它是使用靈活的圖形模型，并且能夠擴(kuò)展到多個(gè)服務(wù)器上。NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的查詢(xún)語(yǔ)言(SQL)，因此進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)需要制定數(shù)據(jù)模型。許多NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)都有REST式的數(shù)據(jù)接口或者查詢(xún)API。
數(shù)據(jù)模型：圖結(jié)構(gòu)模型
優(yōu)點(diǎn)：利用圖結(jié)構(gòu)相關(guān)算法提高性能，并滿(mǎn)足特殊場(chǎng)景應(yīng)用需求
缺點(diǎn)：功能有限，且難以實(shí)現(xiàn)分布式
應(yīng)用場(chǎng)景：社交網(wǎng)絡(luò)推薦系統(tǒng)，比如好友推薦功能，關(guān)系圖譜
典型產(chǎn)品：Neo4J, InfoGrid, Infinite Graph
因此，我們總結(jié)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)在以下的這幾種情況下比較適用：
\1. 數(shù)據(jù)模型比較簡(jiǎn)單；
\2. 需要靈活性更強(qiáng)的IT系統(tǒng)；
\3. 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)性能要求較高；
\4. 不需要高度的數(shù)據(jù)一致性；
\5. 對(duì)于給定key比較容易映射復(fù)雜值的環(huán)境。
網(wǎng)站欄目：NoSQL簡(jiǎn)介
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