NoSql與Sql之間的優勝劣汰

前言

咱們都知道Sql(Structured Query Language)，翻譯過來就是結構化查詢語言，經常使用的Sql database有mysql、oracle、sqlserver等等，那NoSql是什麼呢？ NoSql在維基上面的解釋是，"non SQL" or "non relational"，翻譯過來就是非SQL或非關係，咱們一般的解釋是Not only sql，不只僅是SQL，咱們從相關聯的地方來逐步掰扯掰扯。

結構化與no 結構化

• 結構化數據：行數據，存儲在二維表(關係型數據庫)，能夠用結構來邏輯表達實現的數據。
• 非結構化數據：不方便用數據庫二維邏輯表來表現的數據即稱爲非結構化數據，包括全部格式的辦公文檔、文本、圖片、XML、圖像、音頻、視頻等。
• 半結構化數據：介於二者之間，JSON、HTML文檔就屬於半結構化數據，自描述、數據的結構和內容混在一塊兒，沒有明顯區分。

先看看數據模型，結構化：二維表(關係型)，非結構化：無，半結構化：樹，圖。

設計角度
SQL遵循ACID原則
A：原子性（Atomicity）
C：一致性（Consistency）
I：隔離性（Isolation）
D：持久性（Durability

數據庫設計：3NF
一：確保每列保持原子性
二：確保表中的每列都和主鍵相關
三：確保每列都和主鍵直接相關而不是間接相關

NoSQL遵循CAP理論，布式系統只能知足其中兩項
C：一致性（Consistency)（全部節點在同一時間具備相同的數據）
A：可用性（Availability）（保證每一個請求無論成功或者失敗都有響應）
P：分區容錯性（Partition tolerance）（系統中任意信息的丟失或失敗不會影響系統的繼續運做）

使用BASE模型
Basically Available：基本可用
Soft State：軟狀態，能夠一段時間內狀態不一樣步
Eventually consistent：最終一致性

優缺點
優勢
關係型數據庫：事務機制和高效的查詢機制
非關係型數據庫：靈活的可擴展性，靈活的數據模型，與雲計算緊密融合。

缺點
關係型數據庫：web2.0時代，海量數據的管理需求，數據高併發的需求，高可擴展性和高可用性的需求都很難知足。

1. 網站系統一般不要求嚴格的數據庫事務
2. 並不要求嚴格的讀寫實時性
3. 一般不包含大量複雜的SQL查詢

非關係型數據庫：複雜的查詢和事務，還有不如關係型成熟

解決辦法
沒有一個模式可以適用於大相徑庭的業務場景
關係模型做爲統一的數據模型即被用於數據分析，也被用於在線業務，但這二者一個強調高吞吐，一個強調低延時，已經演化出徹底不一樣的架構。
Hadoop就是針對數據分析，MongoDB、Redis等就是針對在線業務，二者都拋棄了關係模型。因此在設計的時候要根據業務的實際場景來劃分不一樣的數據區域，作不一樣的數據處理。

NoSQL四大類型

• 鍵值數據庫：例：Redis、SimpleDB、Memcached，鍵值對模式，涉及頻繁讀寫，擁有簡單數據模型的應用，內容緩存，好比會話、配置文件、參數、購物車等，擴展性好、靈活、大量寫操做時性能高，沒法存儲結構化信息，條件查詢效率低，不支持事務，某些鍵值數據庫中產生故障時，不可用回滾。

• 列族數據庫：例：BigTable、Hbase、HadoopDB，列族模式，分佈式數據庫存儲和管理、數據分佈於多個數據中心的應用，能夠容忍副本中存在短時間不一致狀況的應用，擁有動態字段的應用，擁有潛在大量數據的應用，查找速度快、可擴展性強，容易進行分佈式擴展，複雜性低，功能較少，大都不支持強事務一致性。

• 文檔數據庫：例：MongoDB、CouchDB，鍵值是版本化的文檔，存儲、索引並管理面向文檔的數據或者相似的半結構化數據，用於後臺具備大量讀寫操做的網站，使用JSON數據結構的應用，使用嵌套結構等非規範化數據的應用程序，性能較好(高併發)，靈活高，複雜低，數據結構靈活，能夠將常常查詢的數據存儲同一個文檔中，既能夠根據鍵來構建索引，也能夠根據值(內容)構建索引。像XML文檔、HTML文檔、JSON文檔都可以對包含的數據類型和內容進行「自我描述」。缺點是缺少統一的查詢語法，文檔數據庫不支持文檔間的事務。

• 圖形數據庫：例：Neo4J，圖結構模式，專門用於處理具備高度相互關聯關係的數據，比較適合於社交網絡、模式識別、依賴分析、推薦系統已經路徑尋找等問題，靈活性高，支持複雜回形算法，可用於構建複雜的關係圖譜，複雜性高，只能支持必定的數據規模。

附上對比圖

比較標準	RDBMS	NoSQL	備註
數據庫原理	徹底支持	部分支持	RDBMS有關係代數理論做爲基礎，NOSQL沒有統一的理論基礎
數據規模	大	超大	RDBMS很難橫向擴展，縱向擴展的空間有限，性能隨規模增大而下降，NOSQL容易實現增長設備支持
數據庫模式	固定	靈活	RDBMS定義數據庫模式嚴格遵照約束條件，NOSQL不存在數據庫模式
查詢效率	快	弱	RDBMS藉助索引機制能夠實現快速查詢，NOSQL沒有複製查詢的索引，不具有高度結構化查詢特性
一致性	強	弱	RDBMS遵循ACID原則，NOSQL放鬆事務要求，遵循BASE模型只能保證最終一致性
數據完整性	容易	很難	RDBMS經過主鍵或者非空約束、外鍵等來實現，NOSQL沒法實現
擴展性	通常	好	參考數據規模
可用性	好	很好	RDBMS在任什麼時候候均可以保證數據一致性爲優先目標、其次纔是優化系統性能，隨數據量增大爲保證一致性只能提供較弱的可用性，NOSQL能提供較高的可用性
標準化	是	否	RDBMS已經標準化(SQL)，NOSQL沒有統一查詢語言，沒有行業標準
技術支持	高	低	RDBMS成熟，NOSQL起步
可維護性	複雜	複雜

結語

對NoSQL興趣的話推薦另一篇文章，是關於Hbase的。
淺談Hbase與中間的一些設計策略
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