澳门金莎娱乐网站初识Nosql

作者: 数据库信息  发布:2019-10-04

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引用:http://www.runoob.com/mongodb/nosql.html

   

1、NoSQL出现

SQL

        SQL(Structured Query Language)是结构化查询语言,在数据存储使用广泛。

RDBMS 

        RDBMS即关系数据库管理系统(Relational Database Management System),是将数据组织为相关的行和列的系统,而管理关系数据库的计算机软件就是关系数据库管理系统。RDBMS是SQL的基础

NoSQL

        NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),意即"不仅仅是SQL",是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。在现代的计算系统上每天网络上都会产生庞大的数据量。SQL系统已经在大数据的使用中越来越显得力不从心,于是NoSQL就应运而生。

什么是NoSQL?

  百度百科中:NoSQL,泛指非关系型的数据库。中文名:非关系型数据库,外文名:NoSQL=Not Only SQL。

  看 Wikipedia中:A NoSQL (originally referring to "non SQL" or "non relational") database provides a mechanism for storage and retrieval of data which is modeled in means other than the tabular relations used in relational databases.

  NoSQL(最初指的"非 SQL"或"非关系")数据库提供了一种机制用于存储和检索模型中的数据,不同于关系数据库中使用的表格关系的方式。

  再看Wiki中参考的NoSQL终极指南(nosql-database.org)中说的:NoSQL DEFINITION:Next Generation Databases mostly addressing some of the points: being non-relational, distributed, open-source and horizontally scalable.

  NoSQL的定义:下一代数据库主要是解决一些要点:非关系型,分布式的,开放源码和支持横向扩展。

  The original intention has been modern web-scale databases. The movement began early 2009 and is growing rapidly. Often more characteristics apply such as: schema-free, easy replication support, simple API, eventually consistent / BASE (not ACID), a huge amount of data and more. So the misleading term "nosql" (the community now translates it mostly with "not only sql") should be seen as an alias to something like the definition above. 

  初衷是现代网络规模的数据库。该运动始于2009年初,并正在迅速增长。通常都支持的特性(共同特征),如:无架构开放架构(不需要预定义模式),易于复制,简单的API,最终一致/ 基础(不支持ACID特性),支持海量数据存储。所以,误导性术语“的NoSQL”(现在社会把它翻译大多为“不仅是SQL”),应被视为类似于上面的定义的别名。

2、关系型数据库事务遵循ACID规则

事务在英文中是transaction,和现实世界中的交易很类似,它有如下四个特性:

1)A (Atomicity) 原子性

原子性很容易理解,也就是说事务里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事务成功的条件是事务里的所有操作都成功,只要有一个操作失败,整个事务就失败,需要回滚。

比如银行转账,从A账户转100元至B账户,分为两个步骤:1)从A账户取100元;2)存入100元至B账户。这两步要么一起完成,要么一起不完成,如果只完成第一步,第二步失败,钱会莫名其妙少了100元。

2)C (Consistency) 一致性

一致性也比较容易理解,也就是说数据库要一直处于一致的状态,事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。

例如现有完整性约束a b=10,如果一个事务改变了a,那么必须得改变b,使得事务结束后依然满足a b=10,否则事务失败。

3)I (Isolation) 独立性

所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响,如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改,只要另外一个事务未提交,它所访问的数据就不受未提交事务的影响。

比如现在有个交易是从A账户转100元至B账户,在这个交易还未完成的情况下,如果此时B查询自己的账户,是看不到新增加的100元的。

4)D (Durability) 持久性

持久性是指一旦事务提交后,它所做的修改将会永久的保存在数据库上,即使出现宕机也不会丢失。

前世今生

  NoSQL最近几年才火起来,并且快速增长,那么它从什么时候开始有的呢?

  Such databases have existed since the late 1960s, but did not obtain the "NoSQL" moniker until a surge of popularity in the early twenty-first century。

  早啦,从60年代后期这样的数据库已经存在,但并没有取得“NoSQL”的绰号。

  只是以前的应用场景更适合使用关系型的数据库,所以NoSQL类型的数据库不被大多数人需要,不被大多数人所知。

  NoSQL一词最早出现于1998年,它是Carlo Strozzi开发的一个轻量、开源、不提供SQL功能的关系型数据库(他认为,由于NoSQL悖离传统关系数据库模型,因此,它应该有一个全新的名字,比如“NoREL”或与之类似的名字)。
  2009年,Last.fm的Johan Oskarsson发起了一次关于分布式开源数据库的讨论,来自Rackspace的Eric Evans再次提出了NoSQL的概念,这时的NoSQL主要指非关系型、分布式、不提供ACID的数据库设计模式。
  2009年在亚特兰大举行的“no:sql(east)”讨论会是一个里程碑,其口号是"select fun, profit from real_world where relational=false;"。因此,对NoSQL最普遍的解释是“非关系型的”,强调键值存储和文档数据库的优点,而不是单纯地反对关系型数据库。

3、RDBMS vs NoSQL

RDBMS 

- 高度组织化结构化数据 

- 结构化查询语言(SQL) (SQL) 

- 数据和关系都存储在单独的表中。 

- 数据操纵语言,数据定义语言 

- 严格的一致性

- 基础事务

NoSQL 

- 代表着不仅仅是SQL

- 没有声明性查询语言

- 没有预定义的模式

-键 - 值对存储,列存储,文档存储,图形数据库

- 最终一致性,而非ACID属性

- 非结构化和不可预知的数据

- CAP定理 

- 高性能,高可用性和可伸缩性

诞生的原因

  随着互联网web2.0网站的兴起,传统的关系数据库在应付web2.0网站,特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心,暴露了很多难以克服的问题,而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战,尤其是大数据应用难题。

  今天我们可以通过第三方平台(如:Google,Facebook等)可以很容易的访问和抓取数据。用户的个人信息,社交网络,地理位置,用户生成的数据和用户操作日志已经成倍的增加。我们如果要对这些用户数据进行挖掘,那SQL数据库已经不适合这些应用了, NoSQL数据库的发展也却能很好的处理这些大的数据。

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4、CAP定理(CAP theorem)

在计算机科学中, CAP定理(CAP theorem), 又被称作 布鲁尔定理(Brewer's theorem), 它指出对于一个分布式计算系统来说,不可能同时满足以下三点:

一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)

可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)

分隔容忍(Partition tolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)

CAP理论的核心是:一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求,最多只能同时较好的满足两个。

因此,根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类:

CA - 单点集群,满足一致性,可用性的系统,通常在可扩展性上不太强大。

CP - 满足一致性,分区容忍性的系统,通常性能不是特别高。

AP - 满足可用性,分区容忍性的系统,通常可能对一致性要求低一些。

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CAP定理

实例

  社会化关系网:

  Each record: UserID1, UserID2 
  Separate records: UserID, first_name,last_name, age, gender,... 
  Task: Find all friends of friends of friends of ... friends of a given user.

  Wikipedia 页面 :

  Large collection of documents 
  Combination of structured and unstructured data 
  Task: Retrieve all pages regarding athletics of Summer Olympic before 1950.

5、NoSQL的优点/缺点

优点:

- 高可扩展性

- 分布式计算

- 低成本

- 架构的灵活性,半结构化数据

- 没有复杂的关系

缺点:

- 没有标准化

- 有限的查询功能(到目前为止)

- 最终一致是不直观的程序

分布式系统

  分布式系统(distributed system)由多台计算机和通信的软件组件通过计算机网络连接(本地网络或广域网)组成。

  分布式系统是建立在网络之上的软件系统。正是因为软件的特性,所以分布式系统具有高度的内聚性和透明性。

  因此,网络和分布式系统之间的区别更多的在于高层软件(特别是操作系统),而不是硬件。

  分布式系统可以应用在不同的平台上如:Pc、工作站、局域网和广域网上等。

6、NoSQL的BASE

BASE:Basically Available, Soft-state, Eventually Consistent。 由 Eric Brewer 定义。

CAP理论的核心是:一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求,最多只能同时较好的满足两个。

BASE是NoSQL数据库通常对可用性及一致性的弱要求原则:

Basically Availble --基本可用

Soft-state --软状态/柔性事务。 "Soft state" 可以理解为"无连接"的, 而 "Hard state" 是"面向连接"的

Eventual Consistency --最终一致性 最终一致性, 也是是 ACID 的最终目的。

分布式计算的优点

  可靠性(容错) :

  分布式计算系统中的一个重要的优点是可靠性。一台服务器的系统崩溃并不影响到其余的服务器。

  可扩展性:

  在分布式计算系统可以根据需要增加更多的机器。

  资源共享:

  共享数据是必不可少的应用,如银行,预订系统。

  灵活性:

  由于该系统是非常灵活的,它很容易安装,实施和调试新的服务。

  更快的速度:

  分布式计算系统可以有多台计算机的计算能力,使得它比其他系统有更快的处理速度。

  开放系统:

  由于它是开放的系统,本地或者远程都可以访问到该服务。

  更高的性能:

  相较于集中式计算机网络集群可以提供更高的性能(及更好的性价比)。

7、ACID vs BASE

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分布式计算的缺点

  故障排除:

  故障排除和诊断问题。

  软件:

  更少的软件支持是分布式计算系统的主要缺点。

  网络:

  网络基础设施的问题,包括:传输问题,高负载,信息丢失等。

  安全性:

  开放系统的特性让分布式计算系统存在着数据的安全性和共享的风险等问题。

8、NoSQL 数据库分类

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