柚子快報(bào)邀請碼778899分享：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

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目錄

????????一、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

1.常用概念

2.優(yōu)點(diǎn)

3.不足

4.主流關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

二、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

1.優(yōu)點(diǎn)

2.不足

3.分類

1. 面向高性能并發(fā)讀寫的key-value數(shù)據(jù)庫

2. 面向海量數(shù)據(jù)訪問的面向文檔數(shù)據(jù)庫：

3.面向搜索數(shù)據(jù)內(nèi)容的搜索引擎：

4.面向可擴(kuò)展性的分布式數(shù)據(jù)庫：

三、關(guān)系型與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的比較

一、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

指采用了關(guān)系模型來組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫

關(guān)系模型指的就是二維表格模型，而一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫就是由二維表及其之間的聯(lián)系所組成的一個數(shù)據(jù)組織。

1.常用概念

關(guān)系：一張二維表，每個關(guān)系都具有一個關(guān)系名，也就是表名。 元組：二維表中的一行，在數(shù)據(jù)庫中被稱為記錄。 屬性：二維表中的一列，在數(shù)據(jù)庫中被稱為字段。 域：屬性的取值范圍，也就是數(shù)據(jù)庫中某一列的取值限制。 關(guān)鍵字：一組可以唯一標(biāo)識元組的屬性，數(shù)據(jù)庫中常稱為主鍵，由一個或多個列組成。 關(guān)系模式：指對關(guān)系的描述。其格式為：關(guān)系名 (屬性 1，屬性 2， ... ... ，屬性 N)，在數(shù)據(jù)庫中成為表結(jié)構(gòu)。

2.優(yōu)點(diǎn)

容易理解：二維表結(jié)構(gòu)是非常貼近邏輯世界的一個概念，關(guān)系模型相對網(wǎng)狀、層次等其他模型來說更容易理解 使用方便：通用的 SQL 語言使得操作關(guān)系型數(shù)據(jù)庫非常方便 易于維護(hù)：豐富的完整性 (實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性) 大大減低了數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)不一致的概率

3.不足

用戶并發(fā)高：I/O限制：網(wǎng)站的用戶并發(fā)性非常高，往往達(dá)到每秒上萬次讀寫請求，對于傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來說，硬盤I/O是一個很大的瓶頸。 數(shù)據(jù)量大，查詢效率低：網(wǎng)站每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是巨大的，對于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來說，在一張包含海量數(shù)據(jù)的表中查詢，效率是非常低的。 進(jìn)行升級和擴(kuò)展時，往往需要停機(jī)維護(hù)和數(shù)據(jù)遷移：在基于 web 的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫是最難進(jìn)行橫向擴(kuò)展的，當(dāng)一個應(yīng)用系統(tǒng)的用戶量和訪問量與日俱增的時候，數(shù)據(jù)庫卻沒有辦法像web server和app server那樣簡單的通過添加更多的硬件和服務(wù)節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展性能和負(fù)載能力。當(dāng)需要對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行升級和擴(kuò)展時，往往需要停機(jī)維護(hù)和數(shù)據(jù)遷移。 多表的關(guān)聯(lián)查詢，性能欠佳：在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，導(dǎo)致性能欠佳的最主要原因是多表的關(guān)聯(lián)查詢，以及復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析類型的復(fù)雜 SQL 報(bào)表查詢。為了保證數(shù)據(jù)庫的 ACID 特性，必須盡量按照其要求的范式進(jìn)行設(shè)計(jì)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的表都是存儲一個格式化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)庫事務(wù)必須具備ACID特性，ACID分別是Atomic原子性，Consistency一致性，Isolation隔離性，Durability持久性。

4.主流關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

Oracle Microsoft SQL Server MySQL PostgreSQL DB2 Microsoft Access SQLite Teradata MariaDB (MySQL 的一個分支） SAP

二、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

指非關(guān)系型的，分布式的，且一般不保證遵循ACID原則的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫以鍵值對存儲，且結(jié)構(gòu)不固定，每一個元組可以有不一樣的字段，每個元組可以根據(jù)需要增加一些自己的鍵值對，不局限于固定的結(jié)構(gòu)，可以減少一些時間和空間的開銷。

1.優(yōu)點(diǎn)

查詢快，根據(jù)id取出value即可：用戶可以根據(jù)需要去添加自己需要的字段，為了獲取用戶的不同信息，不像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，要對多表進(jìn)行關(guān)聯(lián)查詢。僅需要根據(jù)id取出相應(yīng)的value就可以完成查詢。 適用于SNS(Social Networking Services)中：例如 facebook，微博。系統(tǒng)的升級，功能的增加，往往意味著數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)巨大變動，這一點(diǎn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫難以應(yīng)付，需要新的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲。由于不可能用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲應(yīng)付所有的新的需求，因此，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫嚴(yán)格上不是一種數(shù)據(jù)庫，應(yīng)該是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲方法的集合。

2.不足

不適用復(fù)雜數(shù)據(jù)：只適合存儲一些較為簡單的數(shù)據(jù)，對于需要進(jìn)行較復(fù)雜查詢的數(shù)據(jù)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫顯得更為合適。 不適合持久存儲海量數(shù)據(jù)。

3.分類

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是針對某些特定的應(yīng)用需求出現(xiàn)的，因此，對于該類應(yīng)用，具有極高的性能。依據(jù)結(jié)構(gòu)化方法以及應(yīng)用場合的不同，主要分為以下幾類：

1. 面向高性能并發(fā)讀寫的key-value數(shù)據(jù)庫

key-value數(shù)據(jù)庫的主要特點(diǎn)是具有極高的并發(fā)讀寫性能。

Key-value數(shù)據(jù)庫是一種以鍵值對存儲數(shù)據(jù)的一種數(shù)據(jù)庫，類似Java中的map?？梢詫⒄麄€數(shù)據(jù)庫理解為一個大的map，每個鍵都會對應(yīng)一個唯一的值。

主流代表為 Redis、 Amazon DynamoDB、 Memcached、Microsoft Azure Cosmos DB 和 Hazelcast。

2. 面向海量數(shù)據(jù)訪問的面向文檔數(shù)據(jù)庫：

這類數(shù)據(jù)庫的主要特點(diǎn)是在海量的數(shù)據(jù)中可以快速的查詢數(shù)據(jù)。

文檔存儲通常使用 內(nèi)部表示法， 可以直接在應(yīng)用程序中處理 ，主要是JSON。JSON文檔也可以作為純文本存儲在鍵值存儲或關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。

主流代表為 MongoDB、Amazon DynamoDB、Couchbase、Microsoft Azure Cosmos DB 和 CouchDB。

3.面向搜索數(shù)據(jù)內(nèi)容的搜索引擎：

搜索引擎是專門用于搜索數(shù)據(jù)內(nèi)容的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

主要是用于對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行近實(shí)時的處理和分析處理，可用于機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘。

主流代表為 Elasticsearch、 Splunk、Solr、MarkLogic 和 Sphinx。

4.面向可擴(kuò)展性的分布式數(shù)據(jù)庫：

主要特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的可拓展性。 普通的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是以行為單位來存儲數(shù)據(jù)的，擅長以行為單位的讀入處理，比如特定條件數(shù)據(jù)的獲取。因此，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫也被認(rèn)為是面向行的數(shù)據(jù)庫。相反，面向列的數(shù)據(jù)庫是以列為單位來存儲數(shù)據(jù)的，擅長以列為單位讀入數(shù)據(jù)。 這類數(shù)據(jù)庫想解決的問題就是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存在可擴(kuò)展性上的缺陷，這類數(shù)據(jù)庫可以適應(yīng)數(shù)據(jù)量的增加以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化，將數(shù)據(jù)存儲在記錄中，能夠容納大量動態(tài)列。由于列名和記錄鍵不是固定的，并且由于記錄可能有數(shù)十億列，因此可擴(kuò)展性存儲可以看作是二維鍵值存儲。 主流代表為 Cassandra、HBase、Microsoft Azure Cosmos DB、Datastax Enterprise 和 Accumulo。

三、關(guān)系型與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的比較

成本：Nosql數(shù)據(jù)庫（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）簡單易部署，基本都是開源軟件，不需要像使用Oracle那樣花費(fèi)大量成本購買使用，相比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫價(jià)格便宜。 查詢速度：Nosql數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)存儲于緩存之中，而且不需要經(jīng)過SQL層的解析，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)存儲在硬盤中，自然查詢速度遠(yuǎn)不及Nosql數(shù)據(jù)庫。 存儲數(shù)據(jù)的格式：Nosql的存儲格式是key，value形式、文檔形式、圖片形式等等，所以可以存儲基礎(chǔ)類型以及對象或者是集合等各種格式，而數(shù)據(jù)庫則只支持基礎(chǔ)類型。 擴(kuò)展性：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有類似 join 這樣的多表查詢機(jī)制的限制導(dǎo)致擴(kuò)展很艱難。Nosql基于鍵值對，數(shù)據(jù)之間沒有耦合性，所以非常容易水平擴(kuò)展。 持久存儲：Nosql不適用于持久存儲，海量數(shù)據(jù)的持久存儲，還是需要關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。 數(shù)據(jù)一致性：非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一般強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)最終一致性，不像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一樣強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性，從非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中讀到的有可能還是處于一個中間態(tài)的數(shù)據(jù)。 事務(wù)處理：Nosql不提供對事務(wù)的處理。

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