【51CTO外電頭條】列數(shù)據(jù)庫(kù)出名可能是因?yàn)镚oogle BigTable的出現(xiàn)，它表面上和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)似，但實(shí)際上卻有著本質(zhì)的不同，一個(gè)是按行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)），一個(gè)是按列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（列數(shù)據(jù)庫(kù)）的，你不能將適用于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的解決方案強(qiáng)加給列數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)榱袛?shù)據(jù)庫(kù)是沒(méi)有關(guān)系的。51CTO數(shù)據(jù)庫(kù)頻道向您推薦《NoSQL：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的終結(jié)者？》專(zhuān)題，以便于您更好的理解NoSQL。

搞清楚下面幾個(gè)概念才能理解列數(shù)據(jù)庫(kù)是如何工作的：

◆Column Family

◆Super Column

◆Column

列數(shù)據(jù)庫(kù)中的Column和Super Column是不占位的，意味著如果它們里面沒(méi)有值，它們只占用0字節(jié)，Column Family與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的表類(lèi)似，但和表又不一樣，在Column Family中的唯一定義是名稱(chēng)和鍵（Key）排序選項(xiàng)（沒(méi)有任何模式）。

我個(gè)人認(rèn)為Column Family數(shù)據(jù)庫(kù)（CFDB）可能是消除抽象設(shè)計(jì)的最佳方法，因?yàn)镃FDB中的一切都是圍繞真實(shí)的物理模型的。

◆Column Family – Column Family指定數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的，一個(gè)Column Family中的所有數(shù)據(jù)都將保存在相同的文件中，一個(gè)Column Family可以容納多個(gè)Super Column或Column。

◆Super Column - Super Column是一個(gè)字典，它是一個(gè)包含其它列的列，但一個(gè)Super Column不能包含另一個(gè)Super Column。

◆Column -  Column是一個(gè)由名稱(chēng)，值和時(shí)間戳組成的三元組（我將忽略時(shí)間戳，把它當(dāng)作一個(gè)Key/Value對(duì)看待）。

最重要的是要明白CFDB架構(gòu)設(shè)計(jì)的外圍重要性，如果架構(gòu)都不正確，那基本上就無(wú)法獲取數(shù)據(jù)，CFDB通常按照鍵或鍵范圍提供一兩種形式的查詢(xún)，這是很有意義的，因?yàn)镃DFB通常是分布式的，鍵決定了數(shù)據(jù)的真實(shí)物理位置，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)是基于Column Family的排序順序存儲(chǔ)的，你是沒(méi)有辦法改變排序方式的（除了選擇升序和降序外）。

和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的排序順序不一樣，列數(shù)據(jù)庫(kù)的排序順序不受列的值影響，只受列名的影響。

假設(shè)在Users Column Family，@ayende行中，我們將列“name”設(shè)為“Ayende Rahine”，列“location”設(shè)為“Israel”，CFDB將會(huì)象Users Column Family文件一樣對(duì)它們進(jìn)行排序：

@ayende/location = “Israel”  
@ayende/name = “Ayende Rahien” 

這是因?yàn)榕判驎r(shí)“location”小于“name”的緣故，如果在Friends Column Family中有一個(gè)Super Column，用戶(hù)“@ayende”有兩個(gè)朋友，它們將會(huì)象Friends Column Family文件那樣進(jìn)行存儲(chǔ)：

@ayende/friends/arava= 945  
@ayende/friends/rose = 14 

記住，這個(gè)屬性對(duì)理解CFDB是如何工作的相當(dāng)重要，我們以Twitter模型為例，我們需要存儲(chǔ)：用戶(hù)和推（tweet），我們定義了三個(gè)Column Family：

◆Users – 按UTF-8排序

◆Tweets – 按連續(xù)GUID排序

◆UsersTweets - Super Column Family，按連續(xù)GUID排序

我們創(chuàng)建一個(gè)用戶(hù)（我使用name參數(shù)標(biāo)志列名和值，key參數(shù)表示行的鍵，Column Family是Users）：

cfdb.Users.Insert(key: “@ayende”, name: “Ayende Rahine”, location: “Israel”, profession: “Wizard”); 

下圖是一個(gè)可視化的表示，注意與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的區(qū)別。

圖 1 保存用戶(hù)信息的存儲(chǔ)樣式

現(xiàn)在我們創(chuàng)建一個(gè)推：

var firstTweetKey = “Tweets/” + SequentialGuid.Create();  
cfdb.Tweets.Insert(key: firstTweetKey, application: “TweekDeck”, text: “Err, is this on?”, private: true);  
var secondTweetKey = “Tweets/” + SequentialGuid.Create();  
cfdb.Tweets.Insert(key: secondTweetKey, app: “Twhirl”, version: “1.2”, 
text: “Well, I guess this is my mandatory hello world”, public: true); 

下面是它真實(shí)的存儲(chǔ)格式：

圖 2 保存推信息的存儲(chǔ)樣式

這里有幾件事需要注意：

◆在這里，Key不重要，重要的是它是連續(xù)的，因?yàn)楹竺鏁?huì)根據(jù)它進(jìn)行排序；

◆兩個(gè)行上面有不同的數(shù)據(jù)列；

◆我們實(shí)際上沒(méi)有任何方法將用戶(hù)和推關(guān)聯(lián)起來(lái)。

在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，我們通常會(huì)定義一個(gè)名叫UserId的列，這樣我們可以通過(guò)它將推鏈接回用戶(hù)，此外，關(guān)系允許我們按用戶(hù)ID查詢(xún)推，但CFDB沒(méi)有這樣的功能，無(wú)法根據(jù)列的值進(jìn)行查詢(xún)，也沒(méi)有辦法按照列進(jìn)行查詢(xún)，CFDB只能根據(jù)鍵查詢(xún)，我們以UsersTweets Column Family為例進(jìn)行說(shuō)明：

cfdb.UsersTweets.Insert(key: “@ayende”,  
timeline: { SequentialGuid.Create(): firstTweetKey } );  
cfdb.UsersTweets.Insert(key: “@ayende”,  
timeline: { SequentialGuid.Create(): secondTweetKey } ); 

在CFDB上，它看起來(lái)象：

圖 3 用戶(hù)和推關(guān)聯(lián)

這里我們向UsersTweets Column Family插入數(shù)據(jù)，行的Key是“@ayende”，Super Column timeline有兩列，每個(gè)列的名字是一個(gè)連續(xù)的GUID，這意味著我們可以根據(jù)它進(jìn)行排序，實(shí)際上我們是用一個(gè)Super Column創(chuàng)建了一個(gè)行，它又包含兩列，列名是一個(gè)GUID，每一列的值是Tweets表中一個(gè)行的鍵。

問(wèn)題：我們可以在Users Column Family中創(chuàng)建一個(gè)Super Column存儲(chǔ)關(guān)系嗎？是的，可以這么做，但一個(gè)Column Family要么容納Super Column，要么容納Column，不能二者兼得。

為了獲得某個(gè)用戶(hù)發(fā)的推，我們需要執(zhí)行：

var tweetIds =   
      cfdb.UsersTweets.Get(“@ayende”)  
             .Fetch(“timeline”)  
             .Take(25)  
             .OrderByDescending()  
            .Select(x=>x.Value);  
var tweets = cfdb.Tweets.Get(tweetIds); 

從本質(zhì)上來(lái)講，我們執(zhí)行了兩個(gè)查詢(xún)，一個(gè)是在UsersTweets Column Family執(zhí)行的，用行鍵“@ayende”請(qǐng)求timeline Super Column中的列和值，然后在Tweets Column Family上執(zhí)行另一個(gè)查詢(xún)，獲得真正的推。

因?yàn)閿?shù)據(jù)是按照列名排序的，同時(shí)我們選擇的是降序排序，我們獲得了該用戶(hù)的最后25個(gè)推。

如果我想展示最后25個(gè)推該怎么辦？很簡(jiǎn)單，只需要查詢(xún)Tweets Column Family中的推，然后按鍵倒序排序即可。

為什么CFDB有如此多的限制？

你可能已經(jīng)注意到我多次提及RDBMS和CFDB的差異，我認(rèn)為CFDB理解起來(lái)確實(shí)有點(diǎn)難，即使它表面上和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)很接近，但它的限制卻很多，沒(méi)有連接，沒(méi)有真正的查詢(xún)功能（除了主鍵外），越是熟悉關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)理解CFDB越是有影響。

之所以有這么多的限制，主要原因是CFDB設(shè)計(jì)目標(biāo)就是運(yùn)行在多臺(tái)機(jī)器上，存儲(chǔ)大量信息的，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中幾乎是不可能存儲(chǔ)這么多數(shù)據(jù)的，即使是象Oracle RAC這樣的集群數(shù)據(jù)庫(kù)也存儲(chǔ)不了那么多數(shù)據(jù)。

CFDB不提供連接的原因是，連接需要你能掃描整個(gè)數(shù)據(jù)集，這個(gè)時(shí)候要么使用一個(gè)視圖，否則就只有掃描整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)了，這會(huì)造成性能急劇下降，因此CFDB必須避免出現(xiàn)這種情況。

CFDB不提供按列或按值查詢(xún)的原因是，因?yàn)檫@樣要么需要一個(gè)索引，要么掃描整個(gè)數(shù)據(jù)集，CFDB將查詢(xún)限制到只能按鍵進(jìn)行查詢(xún)，確保它能準(zhǔn)確地知道查詢(xún)應(yīng)在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，這意味著每個(gè)查詢(xún)只會(huì)掃描一小段數(shù)據(jù)集，性能自然會(huì)好很多。

理解列數(shù)據(jù)庫(kù)需要一種截然不同的思維方式，雖然我沒(méi)有CFDB實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，我可以想像得到，使用它們遷移是個(gè)麻煩事，但它確實(shí)是獲得高可擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最好方式。

到最后，51CTO數(shù)據(jù)庫(kù)的編輯了解到，有些專(zhuān)業(yè)人士還是認(rèn)為列數(shù)據(jù)庫(kù)也不全是NoSQL。盡管有Sybase IQ這樣的產(chǎn)品，但是列數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中還是有關(guān)系存在的。

作者簡(jiǎn)介

Ayende Rahien只是網(wǎng)名，作者的真實(shí)名字叫做Oren Eini，他是一名經(jīng)驗(yàn)豐富的開(kāi)發(fā)人員/架構(gòu)師，主要精力放在CLR，構(gòu)建商業(yè)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)生產(chǎn)力框架和工具上，他也是多個(gè)著名開(kāi)源項(xiàng)目的積極成員，包括NHibernate，Castle等，另外，Oren Eini還創(chuàng)建了多個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，如Rhino Mocks，NHibernate Query Analyzer，Rhino Commons等。

原文出處：ayende.com/Blog/archive/2010/05/14/that-no-sql-thing-Column-family-databases.aspx

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