對于社交網(wǎng)絡、流媒體內容、新聞發(fā)布和零售，全球可擴展在線服務的出現(xiàn)極大地改變了對應用基礎設施和軟件架構的要求。最重要的轉變之一是系統(tǒng)存儲、整理和訪問數(shù)據(jù)的方式。

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傳統(tǒng)的關系數(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應用程序，因為這些應用程序需要分布式橫向擴展群集基礎架構。NoSQL數(shù)據(jù)庫更適合松散耦合的設計，其中應用程序數(shù)據(jù)和可執(zhí)行代碼分布在多個機器和數(shù)據(jù)中心?；A設施即服務(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)構建了各種NoSQL數(shù)據(jù)庫類型來適應不同的數(shù)據(jù)和用例。

優(yōu)點和缺點

由于Web應用程序和服務是NoSQL開發(fā)背后的主要驅動因素，因此，與RDBMS相比，各種類型的NoSQL數(shù)據(jù)庫都更具優(yōu)勢。這些優(yōu)勢包括以下：

• 可處理各種數(shù)據(jù)類型;
• 更高的性能和更低的延遲性;
• 非常適合非結構化數(shù)據(jù)，例如文本、圖像、音頻和視頻;
• 更適合水平擴展的松耦合系統(tǒng);
• 非常適合時間序列或其他流數(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)和非結構化數(shù)據(jù)模型的可用性;
• 可訪問廣泛的開源或低成本部署，比復雜的RDBMS更便宜。

然而，這些好處是有代價的。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，這些非關系數(shù)據(jù)庫缺乏內置機制來檢查數(shù)據(jù)完整性;它必須在外部代碼中完成。***，通常不支持復雜的SQL操作，例如復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：也稱為哈希表，此存儲范例整理數(shù)據(jù)為一列記錄，這些記錄按鍵或哈希值索引，指向一個或多個數(shù)據(jù)對象或記錄。這類似于字典，每個鍵可以有不同數(shù)量的值，而不是固定長度。
• 內存緩存：這是完全適合系統(tǒng)RAM的一種鍵值存儲。通過消除僅為處理特定應用程序功能或情景而擴展整個數(shù)據(jù)庫的需要，這可加速性能并降低成本。
• 文檔存儲：雖然它是鍵值數(shù)據(jù)庫的子集，但文檔存儲中的值遵循預定義的層級結構，該結構嵌入有關存儲內容的元數(shù)據(jù)。文檔存儲通常以文本格式編碼，例如XML、YAML或JSON，或二進制變體，例如Microsoft Office文件或PDF。
• 搜索數(shù)據(jù)庫：一種專用文檔存儲，其中文檔索引可以分片并分布在多個節(jié)點，以提供大量可擴展性，以加速特定條目的檢索。
• 基于列的存儲：此存儲按列而不是行整理數(shù)據(jù)。列被分組為相關數(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構，而是支持條目集合及其相互關系。

NoSQL數(shù)據(jù)庫對比

隨著云基礎架構成為部署Web應用程序的流行選擇，AWS、微軟和Google Cloud紛紛構建了NoSQL服務和產品，以更好地適應不同的數(shù)據(jù)類型和用例。每種產品的具體細節(jié)會有所不同，下表展示了每種NoSQL數(shù)據(jù)庫產品的情況：

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)產品。每個第三方選項都具有特定的功能和優(yōu)勢，而云替代方案不一定提供。例如，MongoDB可以進行配置，使復制的數(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(內部部署或托管基礎架構)與云服務。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，以消除前期資本支出和持續(xù)的基礎架構管理開銷。