NoSQL的四大種類(lèi)

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)在整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的江湖地位已經(jīng)不言而喻。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，雖然RDBMS很優(yōu)秀，但是面對(duì)快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)規(guī)模和日漸復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型，RDBMS漸漸力不從心，無(wú)法應(yīng)對(duì)很多數(shù)據(jù)庫(kù)處理任務(wù)，這時(shí)NoSQL憑借易擴(kuò)展、大數(shù)據(jù)量和高性能以及靈活的數(shù)據(jù)模型成功的在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域站穩(wěn)了腳跟。

目前大家基本認(rèn)同將NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)分為四大類(lèi)：鍵值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)，列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，其中每一種類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)都能夠解決關(guān)系型數(shù)據(jù)不能解決的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的分類(lèi)界限其實(shí)沒(méi)有那么明顯，往往會(huì)是多種類(lèi)型的組合體。

主流nosql的詳解：MongoDB、Hbase、Redis

MongoDB

MongoDB 是一個(gè)高性能，開(kāi)源，無(wú)模式的文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是C++。它在許多場(chǎng)景下可用于替代統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)或鍵/值存儲(chǔ)方式。

1.MongoDB特點(diǎn)

•  所用語(yǔ)言：C++
•  特點(diǎn)：保留了SQL一些友好的特性（查詢(xún)，索引）。
•  使用許可： AGPL（發(fā)起者： Apache）
•  協(xié)議： Custom, binary（ BSON）
•  Master/slave復(fù)制（支持自動(dòng)錯(cuò)誤恢復(fù)，使用 sets 復(fù)制）
•  內(nèi)建分片機(jī)制
•  支持 javascript表達(dá)式查詢(xún)
•  可在服務(wù)器端執(zhí)行任意的 javascript函數(shù)
•  update-in-place支持比CouchDB更好
•  在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)采用內(nèi)存到文件映射
•  對(duì)性能的關(guān)注超過(guò)對(duì)功能的要求
•  建議***打開(kāi)日志功能（參數(shù) --journal）
•  在32位操作系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)庫(kù)大小限制在約2.5Gb
•  空數(shù)據(jù)庫(kù)大約占 192Mb
•  采用 GridFS存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)或元數(shù)據(jù)（不是真正的文件系統(tǒng)）

2.MongoDB優(yōu)點(diǎn)：

1）更高的寫(xiě)負(fù)載，MongoDB擁有更高的插入速度。

2）處理很大的規(guī)模的單表，當(dāng)數(shù)據(jù)表太大的時(shí)候可以很容易的分割表。

3）高可用性，設(shè)置M-S不僅方便而且很快，MongoDB還可以快速、安全及自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn) （數(shù)據(jù)中心）故障轉(zhuǎn)移。

4）快速的查詢(xún)，MongoDB支持二維空間索引，比如管道，因此可以快速及精確的從指定位置 獲取數(shù)據(jù)。MongoDB在啟動(dòng)后會(huì)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)以文件映射的方式加載到內(nèi)存中。如果內(nèi) 存資源相當(dāng)豐富的話(huà)，這將極大地提高數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)速度。

5）非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的爆發(fā)增長(zhǎng)，增加列在有些情況下可能鎖定整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，或者增加負(fù)載從而 導(dǎo)致性能下降，由于MongoDB的弱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式，添加1個(gè)新字段不會(huì)對(duì)舊表格有任何影響， 整個(gè)過(guò)程會(huì)非?？焖佟?/p>

3.MongoDB缺點(diǎn)：

1）不支持事務(wù)。

2）MongoDB占用空間過(guò)大 。

3）MongoDB沒(méi)有成熟的維護(hù)工具。

4.MongoDB應(yīng)用場(chǎng)景

1.）適用于實(shí)時(shí)的插入、更新與查詢(xún)的需求，并具備應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需的復(fù)制及高度伸縮性；

2） 非常適合文檔化格式的存儲(chǔ)及查詢(xún)；

3.）高伸縮性的場(chǎng)景：MongoDB 非常適合由數(shù)十或者數(shù)百臺(tái)服務(wù)器組成的數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.）對(duì)性能的關(guān)注超過(guò)對(duì)功能的要求。

HBase

HBase 是 Apache Hadoop 中的一個(gè)子項(xiàng)目，屬于 bigtable 的開(kāi)源版本，所實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)言為Java（故依賴(lài) Java SDK）。HBase 依托于 Hadoop 的 HDFS（分布式文件系統(tǒng)）作為最基本存儲(chǔ)基礎(chǔ)單元。

1.HBase 特點(diǎn)：

•  所用語(yǔ)言： Java
•  特點(diǎn)：支持?jǐn)?shù)十億行X上百萬(wàn)列
•  使用許可： Apache
•  協(xié)議：HTTP/REST （支持 Thrift，見(jiàn)編注4）
•  在 BigTable之后建模
•  采用分布式架構(gòu) Map/reduce
•  對(duì)實(shí)時(shí)查詢(xún)進(jìn)行優(yōu)化
•  高性能 Thrift網(wǎng)關(guān)
•  通過(guò)在server端掃描及過(guò)濾實(shí)現(xiàn)對(duì)查詢(xún)操作預(yù)判
•  支持 XML, Protobuf, 和binary的HTTP
•  Cascading, hive, and pig source and sink modules
•  基于 Jruby（ JIRB）的shell
•  對(duì)配置改變和較小的升級(jí)都會(huì)重新回滾
•  不會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障
•  堪比MySQL的隨機(jī)訪問(wèn)性能

3. HBase 優(yōu)點(diǎn)

1） 存儲(chǔ)容量大，一個(gè)表可以容納上億行，上百萬(wàn)列；

2.）可通過(guò)版本進(jìn)行檢索，能搜到所需的歷史版本數(shù)據(jù)；

3.）負(fù)載高時(shí)，可通過(guò)簡(jiǎn)單的添加機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)水平切分?jǐn)U展，跟Hadoop的無(wú)縫集成保障了其數(shù)據(jù)可靠性（HDFS）和海量數(shù)據(jù)分析的高性能（MapReduce）；

4.）在第3點(diǎn)的基礎(chǔ)上可有效避免單點(diǎn)故障的發(fā)生。

4.HBase 缺點(diǎn)

1. 基于Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)及Hadoop架構(gòu)意味著其API更適用于Java項(xiàng)目；

2. node開(kāi)發(fā)環(huán)境下所需依賴(lài)項(xiàng)較多、配置麻煩（或不知如何配置，如持久化配置），缺乏文檔；

3. 占用內(nèi)存很大，且鑒于建立在為批量分析而優(yōu)化的HDFS上，導(dǎo)致讀取性能不高；

4. API相比其它 NoSql 的相對(duì)笨拙。

5.HBase 適用場(chǎng)景

1）bigtable類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

2）對(duì)數(shù)據(jù)有版本查詢(xún)需求；

3）應(yīng)對(duì)超大數(shù)據(jù)量要求擴(kuò)展簡(jiǎn)單的需求。

Redis

Redis 是一個(gè)開(kāi)源的使用ANSI C語(yǔ)言編寫(xiě)、支持網(wǎng)絡(luò)、可基于內(nèi)存亦可持久化的日志型、Key-Value數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供多種語(yǔ)言的API。目前由VMware主持開(kāi)發(fā)工作。

1.Redis 特點(diǎn)：

•  所用語(yǔ)言：C/C++
•  特點(diǎn)：運(yùn)行異?？?/li>
•  使用許可： BSD
•  協(xié)議：類(lèi) Telnet
•  有硬盤(pán)存儲(chǔ)支持的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，
•  但自2.0版本以后可以將數(shù)據(jù)交換到硬盤(pán)（注意， 2.4以后版本不支持該特性！）
•  Master-slave復(fù)制（見(jiàn)編注3）
•  雖然采用簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)或以鍵值索引的哈希表，但也支持復(fù)雜操作，例如 ZREVRANGEBYSCORE。
•  INCR & co （適合計(jì)算極限值或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）
•  支持 sets（同時(shí)也支持 union/diff/inter）
•  支持列表（同時(shí)也支持隊(duì)列；阻塞式 pop操作）
•  支持哈希表（帶有多個(gè)域的對(duì)象）
•  支持排序 sets（高得分表，適用于范圍查詢(xún)）
•  Redis支持事務(wù)
•  支持將數(shù)據(jù)設(shè)置成過(guò)期數(shù)據(jù)（類(lèi)似快速緩沖區(qū)設(shè)計(jì)）
•  Pub/Sub允許用戶(hù)實(shí)現(xiàn)消息機(jī)制

2. Redis 優(yōu)勢(shì)

1）非常豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

2.）Redis提供了事務(wù)的功能，可以保證一串 命令的原子性，中間不會(huì)被任何操作打斷；

3.）數(shù)據(jù)存在內(nèi)存中，讀寫(xiě)非常的高速，可以達(dá)到10w/s的頻率。

3.Redis 缺點(diǎn)

1） Redis3.0后才出來(lái)官方的集群方案，但仍存在一些架構(gòu)上的問(wèn)題；

2.）持久化功能體驗(yàn)不佳——通過(guò)快照方法實(shí)現(xiàn)的話(huà)，需要每隔一段時(shí)間將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁盤(pán)上，代價(jià)非常高；而aof方法只追蹤變化的數(shù)據(jù)，類(lèi)似于mysql的binlog方法，但追加log可能過(guò)大，同時(shí)所有操作均要重新執(zhí)行一遍，恢復(fù)速度慢；

3）由于是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，所以，單臺(tái)機(jī)器，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，跟機(jī)器本身的內(nèi)存大小。雖然redis本身有key過(guò)期策略，但是還是需要提前預(yù)估和節(jié)約內(nèi)存。如果內(nèi)存增長(zhǎng)過(guò)快，需要定期刪除數(shù)據(jù)。

4.Redis 應(yīng)用場(chǎng)景：

***應(yīng)用場(chǎng)景：適用于數(shù)據(jù)變化快且數(shù)據(jù)庫(kù)大小可遇見(jiàn)（適合內(nèi)存容量）的應(yīng)用程序。

例如：微博、數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)搜集、實(shí)時(shí)通訊等。