對(duì)于社交網(wǎng)絡(luò)、流媒體內(nèi)容、新聞發(fā)布和零售，全球可擴(kuò)展在線服務(wù)的出現(xiàn)極大地改變了對(duì)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施和軟件架構(gòu)的要求。最重要的轉(zhuǎn)變之一是系統(tǒng)存儲(chǔ)、整理和訪問數(shù)據(jù)的方式。

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傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)(例如甲骨文數(shù)據(jù)庫)不太適合Web應(yīng)用程序，因?yàn)檫@些應(yīng)用程序需要分布式橫向擴(kuò)展群集基礎(chǔ)架構(gòu)。NoSQL數(shù)據(jù)庫更適合松散耦合的設(shè)計(jì)，其中應(yīng)用程序數(shù)據(jù)和可執(zhí)行代碼分布在多個(gè)機(jī)器和數(shù)據(jù)中心。基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)提供商的根源是在開源社區(qū)和云原生開發(fā)，他們已經(jīng)構(gòu)建了各種NoSQL數(shù)據(jù)庫類型來適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)和用例。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

由于Web應(yīng)用程序和服務(wù)是NoSQL開發(fā)背后的主要驅(qū)動(dòng)因素，因此，與RDBMS相比，各種類型的NoSQL數(shù)據(jù)庫都更具優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括以下：

• 可處理各種數(shù)據(jù)類型;
• 更高的性能和更低的延遲性;
• 非常適合非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，例如文本、圖像、音頻和視頻;
• 更適合水平擴(kuò)展的松耦合系統(tǒng);
• 非常適合時(shí)間序列或其他流數(shù)據(jù)，例如事件日志和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù);
• 可處理不同形式的NoSQL系統(tǒng)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的可用性;
• 可訪問廣泛的開源或低成本部署，比復(fù)雜的RDBMS更便宜。

然而，這些好處是有代價(jià)的。例如，RDBMS系統(tǒng)通過ACID模型確保更直接的一致性和可靠性，ACID模型是指原子性、一致性、隔離性和持久性。而NoSQL數(shù)據(jù)庫則遵循BASE模型：基本可用性、軟狀態(tài)和最終一致性。此外，這些非關(guān)系數(shù)據(jù)庫缺乏內(nèi)置機(jī)制來檢查數(shù)據(jù)完整性;它必須在外部代碼中完成。***，通常不支持復(fù)雜的SQL操作，例如復(fù)合選擇語句或表連接。

NoSQL數(shù)據(jù)庫類別

NoSQL并不是特定類型的數(shù)據(jù)庫，而是具有幾種變體的數(shù)據(jù)庫類別：

• 鍵值存儲(chǔ)：也稱為哈希表，此存儲(chǔ)范例整理數(shù)據(jù)為一列記錄，這些記錄按鍵或哈希值索引，指向一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象或記錄。這類似于字典，每個(gè)鍵可以有不同數(shù)量的值，而不是固定長(zhǎng)度。
• 內(nèi)存緩存：這是完全適合系統(tǒng)RAM的一種鍵值存儲(chǔ)。通過消除僅為處理特定應(yīng)用程序功能或情景而擴(kuò)展整個(gè)數(shù)據(jù)庫的需要，這可加速性能并降低成本。
• 文檔存儲(chǔ)：雖然它是鍵值數(shù)據(jù)庫的子集，但文檔存儲(chǔ)中的值遵循預(yù)定義的層級(jí)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)嵌入有關(guān)存儲(chǔ)內(nèi)容的元數(shù)據(jù)。文檔存儲(chǔ)通常以文本格式編碼，例如XML、YAML或JSON，或二進(jìn)制變體，例如Microsoft Office文件或PDF。
• 搜索數(shù)據(jù)庫：一種專用文檔存儲(chǔ)，其中文檔索引可以分片并分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，以提供大量可擴(kuò)展性，以加速特定條目的檢索。
• 基于列的存儲(chǔ)：此存儲(chǔ)按列而不是行整理數(shù)據(jù)。列被分組為相關(guān)數(shù)據(jù)系列，可共同訪問。
• 圖形數(shù)據(jù)庫：這種類型的數(shù)據(jù)庫不采用通用行列結(jié)構(gòu)，而是支持條目集合及其相互關(guān)系。

NoSQL數(shù)據(jù)庫對(duì)比

隨著云基礎(chǔ)架構(gòu)成為部署Web應(yīng)用程序的流行選擇，AWS、微軟和Google Cloud紛紛構(gòu)建了NoSQL服務(wù)和產(chǎn)品，以更好地適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類型和用例。每種產(chǎn)品的具體細(xì)節(jié)會(huì)有所不同，下表展示了每種NoSQL數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的情況：

正如NoSQL數(shù)據(jù)庫比較表所示，每種NoSQL數(shù)據(jù)庫類型都有幾種流行的開源和商業(yè)產(chǎn)品。每個(gè)第三方選項(xiàng)都具有特定的功能和優(yōu)勢(shì)，而云替代方案不一定提供。例如，MongoDB可以進(jìn)行配置，使復(fù)制的數(shù)據(jù)立即與讀取保持一致，而不是最終的一致性。

但是，最重要的區(qū)別是部署模型：私有管理(內(nèi)部部署或托管基礎(chǔ)架構(gòu))與云服務(wù)。這里取決于企業(yè)是否更喜歡自我管理、高度可配置和受控制的軟件，還是托管云服務(wù)，以消除前期資本支出和持續(xù)的基礎(chǔ)架構(gòu)管理開銷。