什么是非关系型数据库

非关系型数据库也称为 NoSQL 数据库,请注意,NoSQL 的本意是“Not Only SQL”,指的是非关系型数据库,而不是“No SQL”(没有SQL)的意思。NoSQL 数据库的产生之初并不是要彻底地否定和终结关系型数据库,而是作为传统关系型数据库的一个有效补充。

一、什么是非关系型数据库

非关系型数据库也称为 NoSQL 数据库,请注意,NoSQL 的本意是“Not Only SQL”,指的是非关系型数据库,而不是“No SQL”(没有SQL)的意思。

NoSQL 数据库的产生之初并不是要彻底地否定和终结关系型数据库,而是作为传统关系型数据库的一个有效补充。

随着互联网 Web2.0、Web3.0 网站的兴起,传统的关系型数据库在应付这些网站,特别是对于规模日益扩大的海量数据,超大规模和高并发的微博、微信等类型的动态网站时已经显得力不从心,暴露了很多难以克服的问题,例如,传统关系型数据库的 I/O 瓶颈、性能瓶颈等都难以有效突破。

于是出现了大批针对特定场景,以高性能、高并发以及使用便利为目的的功能特异化的数据库产品,非关系型数据库就是在这样的情景中诞生并得到非常迅速发展的。在这些特定的场景下,NoSQL 数据库可以发挥出难以想象的高效率和高性能。近年来,NoSQL 这个术语得到了广泛认同。

NoSQL 是非关系型数据库的广义定义,它打破了长久以来关系型数据库与 ACID 理论大一统的局面。

NoSQL 数据库的数据存储不需要固定的表结构,通常也不存在连接操作,其在大数据存取上具备关系型数据库无法比拟的性能优势,满足了企业应用需要将数据存储在横向且伸缩性上更强的功能需求。例如,Google 的 BigTable、Amazon 的 Dynamo 都是非常成功的商业 NoSQL 实现。

在开源的 NoSQL 体系中,从早期的 Memcached 缓存软件到当今 Facebook 的 Cassandra、Apache 的 HBase,都得到了广泛应用,redis、MongoDB 等新兴的 NoSQL 数据库,也逐渐受到各类公司的欢迎和追捧。

NoSQL数据库没有标准的查询语言(SQL),因此进行数据库查询需要制定数据模型。许多 NoSQL 数据库都有 REST 式的数据接口或者查询 API。

二、非关系型数据库种类介绍

1、键值存储数据库

键值(key-value)数据库类似于传统语言中使用的哈希表,可以通过 key 来添加、查询或者删除数据,因为是使用 key 主键访问,所以会获得很高的性能及扩展性。

键值数据库主要使用一个哈希表,表中有一个特定的键和一个指针(指向特定的数据)。对于 IT 系统来说,key/value 模型的优势在于简单、易部署、高并发。

2、列存储数据库

列存储(column-oriented)数据库会将数据储存在列族(column family)中,一个列族通常存储会被一起查询的相关数据。

举个例子,对于 Person 类,我们通常会查询他们的姓名和年龄,而不是薪资。在这种情况下,姓名和年龄就会放入一个列族中,而薪资则放在另一个列族中。

这部分数据库通常用于应对分布式存储的海量数据。键仍然存在,但是它们的特点是指向了多个列,这些列是由列族来安排的。

列存储数据库的典型产品为 Cassandra、HBase。

3、面向文档的数据库

面向文档(document-oriented)的数据库的灵感来自于 Lotus Notes 办公软件,而且它同第一种键值存储相类似。该类型的数据模型是版本化的文档,半结构化的文档以特定的格式存储,比如 JSON。

面向文档(document-oriented)的数据库可以看作键值数据库的升级版,允许之间嵌套键值,而且面向文档(document-oriented)的数据库比键值数据库的查询更高效。

面向文档的数据库会将数据以文档的形式储存。每个文档都是自包含的数据单元,是一系列数据项的集合。每个数据项都有一个与名称对应的值,值既可以是简单的数据类型,如字符串、数字和日期等;也可以是复杂的类型,如有序列表和关联对象等。

数据存储的最小单位是文档,同一个表中存储的文档属性可以是不同的,数据可以使用 XML、JSON 或者 JSONB 等多种形式存储。

延伸阅读

什么是Linux

Linux,全称GNU/Linux,是一种类似Unix的操作系统,可以免费使用,自由传播。它是一个基于POSIX的多用户、多任务、多线程、多CPU的操作系统。随着互联网的发展,Linux得到了全世界软件爱好者、组织和公司的支持。除了在服务器方面保持强劲的发展势头,在个人电脑和嵌入式系统方面也取得了长足的进步。用户不仅可以直观地获得操作系统的实现机制,还可以根据自己的需求对Linux进行修改和改进,使其最大限度地适应用户的需求。

Linux不仅是一个稳定的系统,也是一个开源软件。其核心防火墙 component性能高,配置简单,保证了系统的安全性。在很多企业网络中,为了追求速度和安全性,Linux不仅被网络运营商用作服务器,还被用作network 防火墙,这是Linux的一大亮点。

Linux具有开源代码、无版权、技术社区用户多的特点。开源代码使用户可以自由裁剪,灵活性高,功能强大,成本低。特别是系统中嵌入的网络协议栈可以通过适当的配置实现路由器的功能。这些特点使Linux成为开发路由和交换设备的理想开发平台。

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