基于數(shù)據(jù)復(fù)雜度的數(shù)據(jù)庫(kù)選型
數(shù)據(jù)模型的選擇對(duì)于 IT 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要,它不僅決定了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的方式,影響系統(tǒng)的性能、擴(kuò)展性以及維護(hù)性等。本質(zhì)上來(lái)說(shuō),不同的數(shù)據(jù)模型反映了我們對(duì)業(yè)務(wù)問(wèn)題的不同思考和抽象程度。
今天我們從不同數(shù)據(jù)模型對(duì)于復(fù)雜數(shù)據(jù)和關(guān)系的支持給大家做一個(gè)介紹,包括常見(jiàn)的關(guān)系模型、文檔模型以及圖數(shù)據(jù)模型等。
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是最常用的一種數(shù)據(jù)庫(kù),它基于關(guān)系模型存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù),關(guān)系(二維表)既用于表示現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象,也用于表示它們之間的聯(lián)系。關(guān)系模型通過(guò)完整性約束維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和一致性,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)通常都支持事務(wù)特性,同時(shí)使用 SQL 作為數(shù)據(jù)處理和查詢的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。
關(guān)系模型通常要求寫入數(shù)據(jù)之前定義嚴(yán)格的表結(jié)構(gòu),業(yè)務(wù)變化導(dǎo)致的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)整增加了一定的維護(hù)成本。
支持關(guān)系模型的常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)包括 MySQL、Oracle、PostgreSQL 等。
文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)
文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)采用文檔的形式存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù),每個(gè)文檔代表了一個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)單元。文檔模型最大的特點(diǎn)是不需要定義固定的模式結(jié)構(gòu),通常使用類似 JSON 的數(shù)據(jù)格式,不同文檔可以有不同的結(jié)構(gòu),而且支持嵌套,這種模型和編程語(yǔ)言的配合更簡(jiǎn)單。
文檔模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)類似樹(shù)狀的層次模式,對(duì)于一對(duì)多的關(guān)系可以很好地表示和存儲(chǔ),例如一個(gè)玩家的游戲數(shù)據(jù);但是,對(duì)于多對(duì)多的關(guān)系,文檔模型不如關(guān)系模型簡(jiǎn)單直接。
支持文檔模型的常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)包括 MongoDB、CouchDB 等。另外,一些常見(jiàn)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)也提供了文檔存儲(chǔ)(JSON、XML),例如 MySQL、Oracle、PostgreSQL 等。
鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)
鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)使用簡(jiǎn)單的鍵值對(duì)(Key-Value)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),并且通過(guò)鍵查找值。鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)非常簡(jiǎn)單,通常不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用程序。但是它的簡(jiǎn)單卻在某些情況下非常有效,例如嵌入式系統(tǒng)或者高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)。
另外,擴(kuò)展形式的鍵值存儲(chǔ)可以基于鍵進(jìn)行排序,因此可以執(zhí)行范圍查詢和有序處理。
常見(jiàn)的鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)包括 Redis、Amazon DynamoDB、Memcached 等。
圖數(shù)據(jù)庫(kù)
圖數(shù)據(jù)庫(kù)以圖(節(jié)點(diǎn)和邊)結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù),節(jié)點(diǎn)表示實(shí)體對(duì)象,邊表示對(duì)象之間的關(guān)系。圖數(shù)據(jù)庫(kù)支持圖數(shù)據(jù)的處理,可以快速遍歷和搜索復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系。圖數(shù)據(jù)庫(kù)通常不會(huì)提供所有節(jié)點(diǎn)的索引,因此無(wú)法直接基于屬性訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)。
常見(jiàn)的如數(shù)據(jù)庫(kù)包括 Neo4j、 Memgraph 等。另外,一些常見(jiàn)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)也提供了圖數(shù)據(jù)的處理能力,包括 Oracle、SQL Server、PostgreSQL 等。
推薦選型
從數(shù)據(jù)復(fù)雜度來(lái)看,圖數(shù)據(jù)庫(kù)更注重對(duì)象的之間的復(fù)雜關(guān)系,而非復(fù)制的對(duì)象自身,因此適合社交網(wǎng)絡(luò)、推薦系統(tǒng)、金融風(fēng)控等領(lǐng)域。
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)使用統(tǒng)一的模型表示實(shí)體對(duì)象和它們之間的關(guān)系,能夠適用于大部分的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。
文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)提供了靈活的對(duì)象模式,但是對(duì)于對(duì)象之間的關(guān)系支持不如關(guān)系模型,通常用于日志系統(tǒng)、內(nèi)容系統(tǒng)、游戲應(yīng)用等。
鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)的模型最為簡(jiǎn)單,通常用于緩存系統(tǒng)、消息隊(duì)列、實(shí)時(shí)分析等。
除了以上數(shù)據(jù)模型之外,還有一些其他類型的數(shù)據(jù)庫(kù),例如時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)和向量數(shù)據(jù)庫(kù)等,它們也都有各自特定的應(yīng)用場(chǎng)景。