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。