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隨著數(shù)據(jù)量的不斷增長和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的不斷豐富，數(shù)據(jù)庫技術(shù)也在不斷演進(jìn)。在傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之外，NoSQL技術(shù)逐漸走進(jìn)了我們的生活。在NoSQL數(shù)據(jù)庫中，分布式數(shù)據(jù)庫是一種比較常見的形式。其中，NoSQL混合數(shù)據(jù)庫在分布式數(shù)據(jù)庫中具有一定的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的基本概念
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫是在NoSQL數(shù)據(jù)庫中將不同的數(shù)據(jù)庫類型組合在一起使用，也就是將NoSQL數(shù)據(jù)庫中的不同類型的數(shù)據(jù)庫當(dāng)做來使用。這種方式可以在更多數(shù)據(jù)需求的情況下提高效率和性能，并且很好地解決了數(shù)據(jù)無法隨著時(shí)間的增長而進(jìn)行更好的管理的問題。
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的類型
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的類型可分為基于文檔、基于列簇、基于圖形、基于鍵值和其他類型，每種類型的數(shù)據(jù)庫都可以搭配NoSQL混合數(shù)據(jù)庫使用。其中，基于文檔的數(shù)據(jù)庫適用于在短時(shí)間內(nèi)讀取和寫入大量的數(shù)據(jù)；基于列簇的數(shù)據(jù)庫適用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和訪問不頻繁的數(shù)據(jù)；基于圖形的數(shù)據(jù)庫適用于存儲(chǔ)和處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系；基于鍵值的數(shù)據(jù)庫適用于需要快速讀取小型數(shù)據(jù)的場(chǎng)景。
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢(shì)
1. 提高數(shù)據(jù)的可伸縮性
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫通過將多個(gè)不同類型的NoSQL數(shù)據(jù)庫組合在一起使用，使得數(shù)據(jù)更具有可伸縮性。這種組合不僅提高了數(shù)據(jù)的資源利用率，也能夠保持高可用性，實(shí)現(xiàn)更高效的處理速度，滿足企業(yè)不同類型數(shù)據(jù)的需求。
2. 靈活的架構(gòu)
與傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比，NoSQL混合數(shù)據(jù)庫架構(gòu)更加靈活。這意味著企業(yè)可以自由選擇不同的數(shù)據(jù)庫類型和組合，以滿足實(shí)際需求和業(yè)務(wù)需求。企業(yè)可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求選擇不同類型的數(shù)據(jù)庫，以便支持不同的應(yīng)用類型和數(shù)據(jù)類型，并且在需要時(shí)可以動(dòng)態(tài)添加、刪除或更改容器中的數(shù)據(jù)庫。
3. 提高數(shù)據(jù)的持久性和可用性
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的高可用性和數(shù)據(jù)持久性由數(shù)據(jù)庫的復(fù)制策略所決定。在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)以多份的方式備份存儲(chǔ)，從而提高了數(shù)據(jù)的可用性。當(dāng)某一個(gè)庫無法處理請(qǐng)求的時(shí)候，可以自動(dòng)將請(qǐng)求發(fā)送到其他庫，以保證數(shù)據(jù)的可用性。
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用場(chǎng)景
1. 消息推送
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫適合在大數(shù)據(jù)情況下進(jìn)行消息推送。在這種情況下，企業(yè)需要快速地推送大量消息，而傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不僅無法快速處理，還容易發(fā)生系統(tǒng)崩潰和性能下降等問題，而NoSQL混合數(shù)據(jù)庫具有較好的可伸縮性和高效性能，能夠幫助企業(yè)業(yè)務(wù)更好地實(shí)現(xiàn)消息推送。
2. 物聯(lián)網(wǎng)
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫適合用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。由于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)體量大、類型多樣，所以企業(yè)需要支持不同的數(shù)據(jù)。NoSQL混合數(shù)據(jù)庫可以有效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)類型多樣，且可以根據(jù)企業(yè)的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
結(jié)論
NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢(shì)在于提供了更強(qiáng)大靈活的數(shù)據(jù)管理方式，以及更可靠、更高效的數(shù)據(jù)處理能力。雖然混合數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)帶來一些復(fù)雜性，但只有在選擇合適的數(shù)據(jù)庫類型和組合方式的情況下，才能真正利用NoSQL混合數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)。本文中介紹的各種類型和應(yīng)用場(chǎng)景可以供企業(yè)參考，并在實(shí)際應(yīng)用和部署時(shí)選擇最適合自己的方案。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 什么是New SQL?分析NewSQL是如何融合NoSQL和RDBMS兩者的優(yōu)勢(shì)
- AWS開源可跨關(guān)聯(lián)式與NoSQL數(shù)據(jù)庫的查詢語言PartiQL
什么是New SQL?分析NewSQL是如何融合NoSQL和RDBMS兩者的優(yōu)勢(shì)
NewSQL是對(duì)一類現(xiàn)代
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫
的統(tǒng)稱，這類數(shù)據(jù)庫對(duì)于一般的OLTP讀寫請(qǐng)求提供可橫向擴(kuò)展的性能，同時(shí)支持事務(wù)的ACID保證。這些系統(tǒng)既擁有NoSQL數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展性，又保持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的事務(wù)特性。NewSQL重新將“
應(yīng)用程序
邏輯與數(shù)據(jù)操作邏輯應(yīng)該分離”的理念帶回到現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的世界，這也驗(yàn)證了歷史的發(fā)展總是呈現(xiàn)出螺旋上升的形式。
在21世紀(jì)00年代中，出現(xiàn)了許多數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng) (如 Vertica，Greeplum 和AsterData)，這些以處理OLAP 請(qǐng)求為設(shè)計(jì)目標(biāo)的系統(tǒng)并不在本文定義的NewSQL范圍內(nèi)。OLAP 數(shù)據(jù)庫更關(guān)注針對(duì)
海量數(shù)據(jù)
的灶皮大型、復(fù)雜、只讀的查詢，查詢時(shí)間可能持續(xù)秒級(jí)、分鐘級(jí)甚至更長。
NoSQL的
擁躉
普遍認(rèn)為阻礙傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫橫向擴(kuò)容虧脊、提高可用性的原因在于ACID保證和
關(guān)系模型
，因此NoSQL運(yùn)動(dòng)的核心就是放棄事務(wù)強(qiáng)一致性以及關(guān)系模型，擁抱最終一致性和其它
數(shù)據(jù)模型
(如 key/value，graphs 和Documents)。銷辯滲
兩個(gè)最著名的NoSQL數(shù)據(jù)庫就是Google的BigTable和Amazon的Dynamo，由于二者都未開源，其它組織就開始推出類似的開源替代項(xiàng)目，包括Facebook的 Cassandra (基于BigTable和Dynamo)、PowerSet的 Hbase(基于BigTable)。有一些創(chuàng)業(yè)公司也加入到這場(chǎng)NoSQL運(yùn)動(dòng)中，它們不一定是受BigTable和Dynamo的啟發(fā)，但都響應(yīng)了NoSQL的哲學(xué)，其中最出名的就是MongoDB。
在21世紀(jì)00年代末，市面上已經(jīng)有許多供用戶選擇的
分布式數(shù)據(jù)庫
產(chǎn)品。使用NoSQL的優(yōu)勢(shì)在于應(yīng)用開發(fā)者可以更關(guān)注應(yīng)用邏輯本身，而非數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展性問題；但與此同時(shí)許多應(yīng)用，如金融系統(tǒng)、訂單處理系統(tǒng)，由于無法放棄事務(wù)的一致性要求被拒之門外。
一些組織，如Google，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他們的許多工程師將過多的精力放在處理數(shù)據(jù)一致性上，這既暴露了數(shù)據(jù)庫的抽象、又提高了代碼的復(fù)雜度，這時(shí)候要么選擇回到傳統(tǒng)DBMS時(shí)代，用更高的機(jī)器配置縱向擴(kuò)容，要么選擇回到
中間件
時(shí)代，開發(fā)支持
分布式事務(wù)
的中間件。這兩種方案成本都很高，于是NewSQL運(yùn)動(dòng)開始醞釀。
NewSQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)針對(duì)的讀寫事務(wù)有以下特點(diǎn)：
1、耗時(shí)短。
2、使用索引查詢，涉及少量數(shù)據(jù)。
3、重復(fù)度高，通常使用相同的查詢語句和不同的查詢參考。
也有一些學(xué)者認(rèn)為NewSQL系統(tǒng)是特指實(shí)現(xiàn)上使用Lock-free并發(fā)控制技術(shù)和share-nothing架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫。所有我們認(rèn)為是NewSQL的
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
確實(shí)都有這樣的特點(diǎn)。
AWS開源可跨關(guān)聯(lián)式與NoSQL數(shù)據(jù)庫的查詢語言PartiQL
AWS推出了與SQL兼容的查詢語言PartiQL，只要數(shù)據(jù)庫查詢引擎提供PartiQL支持，使用者就能以PartiQL單一查詢關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)化資料，以及開放資料格式中的巢狀資料或是半結(jié)構(gòu)化資料，甚至還能用來查詢NoSQL或是文件數(shù)據(jù)庫中無固定結(jié)構(gòu)（Schema-less）的資料。除了AWS自家的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，NoSQL數(shù)據(jù)庫Couchbase Server也承諾將會(huì)支持PartiQL。
企業(yè)資料分散在關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫、非關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫以及資料湖泊中。高度結(jié)構(gòu)化的資料，儲(chǔ)存在SQL數(shù)前枝據(jù)庫或是資料倉儲(chǔ)；無固定結(jié)構(gòu)的資料則由鍵值儲(chǔ)存、圖形數(shù)據(jù)庫（Graph Database）、分類帳數(shù)據(jù)庫或是時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫等NoSQL數(shù)據(jù)庫處理；而在資料湖泊中的資料，可能也有部分缺乏結(jié)構(gòu)，或是可能為巢狀或是多值結(jié)構(gòu)。不同的資料類型適用于不同的使用案例，而每種類型的資料，可能都有自己的查詢語言。
不同的資料儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)不同的查詢語言，當(dāng)企業(yè)更換資料慧冊(cè)敏格式或是數(shù)據(jù)庫引擎時(shí)，可能還需要跟著改變應(yīng)用程式和查詢語法，AWS提到，這對(duì)于資料的應(yīng)用，特別是使用資料湖泊的靈活性與效率，有著很大的阻礙。為了統(tǒng)一不同類型數(shù)據(jù)庫存取方法，AWS發(fā)布了查詢語言PartiQL，這是個(gè)與SQL兼容的查詢語言，可以用來查詢以各種格式儲(chǔ)存在各地的資料。
用戶可以使用PartiQL來查詢關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫，像是在Redshift實(shí)作交易或是資料分析等應(yīng)用，或?qū)τ贏mazon S3資料湖泊的開放資料格式，同樣能使用PartiQL對(duì)巢狀資料與半結(jié)構(gòu)化資料例如Amazon Ion格式進(jìn)行查詢，另外，PartiQL也可用于文件數(shù)據(jù)庫等NoSQL數(shù)據(jù)庫，查詢無固定結(jié)構(gòu)的資料。
AWS表示，PartiQL的出現(xiàn)，是為了滿足自家查詢和轉(zhuǎn)換大量資料的需求，其提供嚴(yán)格的SQL兼容性，可與標(biāo)準(zhǔn)SQL混合使用，執(zhí)行連接（Join）、過濾（Filtering）與聚合（Aggregation）操作，并以最小擴(kuò)充支持巢狀和半結(jié)構(gòu)化資料，讓開發(fā)者以簡單且一致的方法，不需要更改查詢語言，就能查詢各種格式和服務(wù)的資料。
PartiQL具格式獨(dú)立性與儲(chǔ)存獨(dú)立性，PartiQL語法和語義不依賴任何資料格式，無論使用者是要查詢ON、Parquet、ORC、CSV還是Ion等格式，查詢語句的寫法都相同，PartiQL的查詢?cè)诰C合邏輯類型系統(tǒng)上運(yùn)作，才對(duì)應(yīng)到不同底層的格式。而PartiQL也不相依于特定資料儲(chǔ)存，因此適用于不同的底層資料儲(chǔ)存。姿譽(yù)
雖然過去針對(duì)跨不同類型數(shù)據(jù)庫查詢的問題，已有不少解決方案，AWS指出，像是Postgres ON同樣也兼容于SQL，但是卻無法良好地處理ON巢狀資料；而半結(jié)構(gòu)化查詢語言，雖然能良好處理巢狀資料，但卻無法與SQL語言兼容。AWS提到，PartiQL是之一個(gè)能夠完全解決這些問題的查詢語言。
目前AWS已在自家多項(xiàng)服務(wù)支持PartiQL，包括Amazon S3 Select、Amazon Glacier Select、Amazon Redshift Spectrum、Amazon QLDB，接下來幾個(gè)月將會(huì)有更多的AWS服務(wù)支持PartiQL，Couchbase也公布將加入支持PartiQL的行列。現(xiàn)在PartiQL以Apache2.0授權(quán)許可開源，公開教學(xué)、規(guī)范以及參考實(shí)作，所有社群都能使用并參與貢獻(xiàn)。
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