初窺NoSQL世界 開(kāi)源CouchDB新手入門(mén)
NoSQL現(xiàn)在已經(jīng)變成在IT界中十分熱門(mén)的話題了，在本文中，將為你介紹NoSQL中的一員CouchDB的基本知識(shí)，帶你開(kāi)始走入NoSQL豐富多彩的世界。
什么是NoSQL
NoSQL(是not only SQL的縮寫(xiě)，也有說(shuō)法認(rèn)為是non-relational，即非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù))其實(shí)是不使用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型，而是使用如key-value存儲(chǔ)、文檔型的、列存儲(chǔ)、圖型數(shù)據(jù)庫(kù)、xml等方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的模型統(tǒng)稱(chēng)。之所以不使用傳統(tǒng)的范式，主要是在于它們存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式發(fā)生了變化。例如，當(dāng)你需要存儲(chǔ)發(fā)票的數(shù)據(jù)時(shí)，在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，需要設(shè)計(jì)表的結(jié)構(gòu)，然后使用服務(wù)器端語(yǔ)言將其轉(zhuǎn)化為實(shí)體對(duì)象，再傳遞到用戶(hù)端(這就是所謂的ORM對(duì)象關(guān)系映射)，而在NoSQL中，你只要保存發(fā)票數(shù)據(jù)就可以了。 NoSQL不需要預(yù)先設(shè)計(jì)表和結(jié)構(gòu)就可以?xún)?chǔ)存新的數(shù)值。當(dāng)然，請(qǐng)記住，NoSQL不是銀彈。如果你的項(xiàng)目中要保存的數(shù)據(jù)的確需要關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)模型才能完成，那么應(yīng)該堅(jiān)持使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。
NoSQL的特點(diǎn)
NoSQL的出現(xiàn)主要是為了解決數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)性能的問(wèn)題，隨著越來(lái)越龐大的Web應(yīng)用系統(tǒng)的出現(xiàn)，如SNS,微博等應(yīng)用需要大量對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀和寫(xiě)，并且要求進(jìn)行分布式的部署，而傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型在大數(shù)據(jù)訪問(wèn)量和分布式環(huán)境下，由于關(guān)系模型中經(jīng)常要對(duì)多表進(jìn)行連接操作，因此性能有時(shí)會(huì)有所降低，所以NoSQL的強(qiáng)調(diào)的是“非關(guān)系型”數(shù)據(jù)，NoSQL 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不需要固定的表結(jié)構(gòu)，通常也不存在連接 操作。在大數(shù)據(jù)存取上具備關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法比擬的性能優(yōu)勢(shì)。
在http://nosql-database.org/中，對(duì)NoSQL的描述是：非關(guān)系的，分布式的，開(kāi)源的而且可以垂直擴(kuò)展的。并且大多數(shù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下特點(diǎn)：Schema-free，方便的支持?jǐn)?shù)據(jù)冗余，簡(jiǎn)單的API，基于最終一致性(eventually consistent)和BASE原則(而非ACID原則)。目前，Google 的 BigTable 與 Amazon 的 Dynamo 是非常成功的商業(yè) NoSQL 實(shí)現(xiàn)。一些開(kāi)源的 NoSQL 體系，如Facebook 的 Cassandra ， Apache 的 HBase ，也得到了廣泛認(rèn)同。
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CouchDB介紹
CouchDB是Apache組織發(fā)布的一款NoSQL開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目，是面向文檔類(lèi)型的Nosql。它由Erlang編寫(xiě)而成，使用JSON格式去保存數(shù)據(jù)。所謂文檔數(shù)據(jù)庫(kù)，并不是說(shuō)它只能存儲(chǔ)文本。CouchDB的字段只有三個(gè)：文檔ID、文檔版本號(hào)和內(nèi)容。內(nèi)容字段可以看到是一個(gè)text類(lèi)型的文本，里面可以隨意定義數(shù)據(jù)，而不用關(guān)注數(shù)據(jù)類(lèi)型，但數(shù)據(jù)必須以json的形式表示并存放。CouchDB以RESTful API的格式提供服務(wù)，可以很方便地開(kāi)發(fā)各種語(yǔ)言的客戶(hù)端。
而CouchDB目前的優(yōu)勢(shì)在于：它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式是JSON，而JSON為廣大程序員所熟悉，便于學(xué)習(xí)，而且CouchDB還可以移值到移動(dòng)設(shè)備上去，當(dāng)用戶(hù)不能聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可以在客戶(hù)端保存數(shù)據(jù)，當(dāng)能聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可以自動(dòng)把數(shù)據(jù)同步到各個(gè)分布式結(jié)點(diǎn)上去;CouchDB還支持分布式結(jié)點(diǎn)的精確復(fù)制同步，可以在一個(gè)龐大的應(yīng)用中，隨意增加分布式的CouchDB結(jié)點(diǎn)，以支持?jǐn)?shù)據(jù)的均衡。
作為初學(xué)者，本文指導(dǎo)在Windows下安裝和初步使用CouchDB。因此本文并沒(méi)有選擇以Apache組織下的CouchDB作為介紹，因?yàn)樵摪姹镜腃ouchDB比較適合在Linux下進(jìn)行編譯安裝，步驟比較復(fù)雜，因此本文選擇了使用CouchOne
(http://www.couchone.com/)發(fā)布的CouchDB服務(wù)器社區(qū)版本。CouchOne公司今年與同樣從事NoSQL產(chǎn)品的Membase公司合拼，推出了CouchBase產(chǎn)品(分為社區(qū)免費(fèi)版和商業(yè)版)，將結(jié)合Membase、Memcached和CouchDB。并實(shí)現(xiàn)高性能緩存，彈性集群和數(shù)據(jù)庫(kù)功能等技術(shù)。而我們發(fā)現(xiàn)，couchone的社區(qū)版更適合于我們初學(xué)者學(xué)習(xí)。
下載安裝CouchDB
首先到http://www.couchone.com/get下載couchbase的服務(wù)器版本，選擇Couchbase Server的社區(qū)版本，如下圖：
在下載后，直接點(diǎn)安裝文件就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)安裝。在安裝后，我們要啟動(dòng)Couchbase,啟動(dòng)方法為：
- 到安裝目錄Couchbase\Server\bin下，雙擊erl.exe,啟動(dòng)erlang環(huán)境；
- 雙擊Couchbase\Server\bin下的couchdb.bat ,啟動(dòng)couchdb。
接著，我們通過(guò)FireFox瀏覽器(注意，目前只支持FireFox等瀏覽器，***不要用IE)，訪問(wèn)http://127.0.0.1:5984/_utils,就可以看到couchdb的控制臺(tái)頁(yè)面了，如下所示，為了更好看到couchdb的交互過(guò)程，我們可以同時(shí)打開(kāi)Firebug，如下圖：
順便提醒一下，couchdb大量使用了jQuery插件機(jī)制，可以通過(guò)http://127.0.0.1:5984/_utils/script/jquery.couch.js看到代碼的詳細(xì)情況，有興趣的可以查閱。
創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)
couchdb默認(rèn)的用戶(hù)都是admin,這其實(shí)不大安全，因此我們可以先創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)，我們?cè)陧?yè)面的右下角會(huì)發(fā)現(xiàn)如下圖描述的有Welcome to Admin Party! Everyone is admin! Fix this的字樣，點(diǎn)Fix this,然后在彈出的窗口中，可以輸入自己要設(shè)置的用戶(hù)名和密碼，保存即可。
同時(shí)，couchdb還支持使用jQuery中的$.couch.signup()方法去創(chuàng)建用戶(hù)，這樣，你就可以按照自己的需要去為couchdb去創(chuàng)建用戶(hù)了，比如增加一些字段屬性如email等，還可以設(shè)置更詳細(xì)的couchdb的權(quán)限。
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開(kāi)始創(chuàng)建一個(gè)文檔數(shù)據(jù)
下面我們開(kāi)始使用couchdb的控制面板去創(chuàng)建一個(gè)文檔數(shù)據(jù)，步驟如下：
- 點(diǎn)“Create Database”，在彈出的窗口中輸入文檔的名稱(chēng)，這里我們命名為mycouchshop，點(diǎn)確定按鈕后，可以看到在控制面板中出現(xiàn)了我們剛建立的文檔，如下圖：
- 點(diǎn)mycouchshop，將打開(kāi)這個(gè)文檔；
- 點(diǎn)“New Document”,這將新建一個(gè)文檔；
- 在打開(kāi)的文檔中，點(diǎn)Add Field”去增加字段，首先，id是默認(rèn)的字段，我們不需要修改它，我們?cè)黾右粋€(gè)字段的名稱(chēng)name,然后在其value字段中寫(xiě)入：Nettuts CouchDB Tutorial One”,注意在每輸入完一個(gè)字段的值的時(shí)候，可以雙擊輸入的文本框，讓鼠標(biāo)離開(kāi)文本框，以方便輸入下一個(gè)字段的值，***點(diǎn)“Save Document”保存我們的輸入，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加一個(gè)rev的字段，這個(gè)是表示文檔的版本號(hào)，如下圖：
如何更新一個(gè)文檔
要注意的是，couchdb只一個(gè)只允許增加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)，只是向其中增加新的更新后的版本，而保留原始的版本。下面我們要對(duì)剛才新建立的文檔修改一下結(jié)構(gòu)，步驟為：
- 繼續(xù)打開(kāi)mycouchsho數(shù)據(jù)庫(kù)；
- 選擇增加字段，增加一個(gè)名稱(chēng)為type的字段，值設(shè)置為“product”；
- 選擇保存該文檔。
此時(shí)留意，當(dāng)保存該文檔后，會(huì)發(fā)現(xiàn)如下圖所示，最下方couchdb會(huì)顯示出目前這個(gè)是第幾個(gè)版本：
可以看到，目前的是第2個(gè)版本了，可以點(diǎn)“Previous Version”回到上一個(gè)版本。
通過(guò)Curl去創(chuàng)建文檔
在couchdb中，還可以使用支持使用curl的方式去新建一個(gè)文檔，而通過(guò)curl向couchdb創(chuàng)建文檔時(shí)，couchdb是通過(guò)REST的接口進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的。步驟如下，注意下面的方法需要在linux下運(yùn)行創(chuàng)建。
1)首先創(chuàng)建一個(gè)json格式的文件，代碼如下，將其保存為person.json：
- {
- "forename": "Gavin",
- "surname": "Cooper",
- "type": "person"
- }
2) 在linux 下打開(kāi)終端管理器，并且輸入：curl -X POST http://127.0.0.1:5984/mycouchshop/ -d @person.json -H "Content-Type: application/json"，而couchdb會(huì)返回如下所示的json格式響應(yīng)：
- {"ok":true,"id":"c6e2f3d7f8d0c91ce7938e9c0800131c","rev":
- "1-abadd48a09c270047658dbc38dc8a892"}
可以，couchdb返回的json格式響應(yīng)中，返回了id和版本號(hào)。用戶(hù)可以通過(guò)curl或者其他開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，向couchdb提交符合RESTFUL格式的文檔，基本規(guī)則為：
Post:新創(chuàng)建一個(gè)文檔
Get:讀取文檔
PUT：更新一個(gè)文檔
DELETE:刪除一個(gè)文檔
下面的例子，是通過(guò)curl去查看我們已經(jīng)建立過(guò)的文檔：
curl -X GET http://127.0.0.1:5984/mycouchshop/_all_docs
小結(jié)
本文簡(jiǎn)單向大家介紹了NoSQL的特點(diǎn)以及介紹了NoSQL家族中的一員CouchDB的安裝和簡(jiǎn)單使用，NoSQL是比較新的熱點(diǎn)技術(shù)，內(nèi)容十分豐富，在以后的文章中，將教大家逐步深入學(xué)習(xí)NoSQL相關(guān)知識(shí)。
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