【大数据存储与管理】NoSQL数据库:01 NoSQL简介

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NoSQL 是一种不同于关系数据库的数据库管理系统设计方式,是对非关系数据库的统称,它所采用的数据模型并非传统关系数据库的关系模型,而是类似键值、列族、文档等非关系模型。NoSQL 数据库没有固定的表结构,通常也不存在连接操作,也没有严格遵守 ACID 约束。因此,与关系数据库相比,NoSQL 具有灵活的水平可扩展性,可以支持海量数据存储。此外,NoSQL数据库支持 MapReduce 风格的编程,可以较好地应用于大数据时代的各种数据管理。NoSQL 数据库的出现,一方面弥补了关系数据库在当前商业应用中存在的各种缺陷,另一方面也撼动了关系数据库的传统垄断地位。

当应用场合需要简单的数据模型、灵活性的 IT 系统、较高的数据库性能和较低的数据库一致性时,NoSQL 数据库是一个很好的选择。通常 NoSQL 数据库具有以下 3 个特点。

一、灵活的可扩展性

传统的关系数据库由于自身设计的局限性,通常很难实现"横向扩展"。当数据库负载大规模增加时,往往需要通过升级硬件来实现"纵向扩展"。但是,当前的计算机硬件制造工艺已经达到一个限度,性能提升的速度开始趋缓,已经远远赶不上数据库系统负载的增加速度,而且配置高端的高性能服务器价格不菲,因此寄希望于通过"纵向扩展"满足实际业务需求,已经变得越来越不现实。相反,"横向扩展"仅需要非常普通且廉价的标准化刀片服务器,不仅具有较高的性价比,也提供了理论上近乎无限的扩展空间。NoSQL 数据库在设计之初就是为了满足"横向扩展"的需求,因此天生具备良好的横向(水平)扩展能力。

二、灵活的数据模型

关系数据模型是关系数据库的基石,它以完备的关系代数理论为基础,具有规范的定义,遵守各种严格的约束条件。这种做法虽然保证了业务系统对数据一致性的需求,但是过于死板的数据模型,意味着无法满足各种新兴的业务需求。相反,NoSQL 数据库天生就旨在摆脱关系数据库的各种束缚条件,摈弃了流行多年的关系数据模型,转而采用键值、列族等非关系数据模型,允许在一个数据元素里存储不同类型的数据。

三、与云计算紧密融合

云计算具有很好的水平扩展能力,可以根据资源使用情况进行自由伸缩,各种资源可以动态加入或退出。NoSQL 数据库可以凭借自身良好的横向扩展能力,充分利用云计算基础设施,很好地将数据库融入云计算环境中,构建基于 NoSQL 的云数据库服务。

小结

NoSQL 是非关系数据库统称,采用非关系模型,无固定表结构等,有灵活水平可扩展性,支持海量数据存储。其特点包括灵活可扩展、数据模型灵活、与云计算紧密融合,在特定应用场合是很好的选择。

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