NoSQL數據庫綜述

新疆國土資源信息中心 吾木提·那合曼

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NoSQL數據庫綜述

新疆國土資源信息中心 吾木提·那合曼

【摘要】NoSQL（Not Only SQL的縮寫）是一種非關系型數據庫產品的總稱。本文首先介紹了NoSQL數據庫，其次闡述了NoSQL數據庫優缺點和應用現狀；最后對在NoSQL產品之間進行了比較。

【關鍵詞】關系型數據庫；NoSQL數據庫；非關系型數據庫

1 引語

回顧數據庫的發展歷程，數據庫技術從上世紀60年代末開始，經歷了層次數據庫、網狀數據庫和關系數據庫而進入數據庫管理系統(DBMS)階段至今，數據庫技術的研究也不斷取得進展[1]。傳統的關系型數據庫已在數據存儲方面占據了不可動搖的地位。近年來，隨著互聯網Web2.0技術的發展，網絡數據庫應用出現了一些新的變化，對與此相關的數據模型、分布式架構、數據存儲等數據庫相關的技術指標也提出了新的要求。但由于關系型數據庫本身的一些不足，已經越來越無法滿足互聯網對數據擴展、讀寫速度、支撐容量以及建設和運營成本的要求。NoSQL是在這種新變化、新要求之下產出的一種非關系型數據庫產品的總稱。

2 NoSQL數據庫概述

NoSQL（Not Only SQL的縮寫）數據庫是目前比較流行的，不同于傳統的關系型數據庫的數據庫管理系統的統稱。Wikipedia上定義：NoSQL是一種打破了關系型數據庫長久以來占主導地位的，快速成長起來的非關系松散數據庫存儲類型，這種數據存儲不需要事先設計好的表結構，它也不會出現表之間的連接操作和水平分割，學術界稱這種數據庫為非結構化存儲[2]。

作為新型的下一代數據庫，NoSQL數據庫系統主要解決以下要點：非關系型，分布式的，開源代碼和水平可擴展等。NoSQL數據庫往往具有無架構、易于復制、簡單的API、最終一致、大數據量等特點。目前有25種以上的NoSQL數據庫，各有各自的特點，是基于不同應用場景而開發的，其中MongoDB和Redis最受歡迎。

3 NoSQL數據庫優勢

NoSQL數據庫相比其他模型的數據庫而言，具有以下優點：

(1)模式自由：目前NoSQL數據庫有列存儲、文檔存儲、鍵值對存儲、圖存儲、對象存儲、XML存儲等數據存儲模式，并且不需要事先為存儲的數據建立字段，不需要固定的表結構，可以隨時存儲自定義的數據格式。

(2)水平擴展：傳統的關系型數據庫采用向上擴展方式提高性能，而NoSQL數據庫則采用水平擴展的方式提高性能，即負載平均地分配到各個主機上。

(3)低廉的成本：NoSQL數據庫可以運行在廉價的PC服務器集群上。PC集群擴充起來便宜且成本低；此外輕松地添加新的節點來擴展集群。而且大部分NoSQL數據庫都是開源軟件，沒有昂貴的許可成本。

4 NoSQL數據庫的缺陷

與傳統的關系型數據庫相比，NoSQL數據庫雖然有很多優勢，但也存在著一些缺陷，主要是：

(1)復雜性：因為在NoSQL數據庫中不使用SQL查詢語言，所以它需要用戶自主編寫程序來實現查詢功能，這種編程查詢的方式在完成簡單任務時會很快，但對使用者來說會耗費大量的時間。此外，想要通過編寫程序來實現復雜的數據庫查詢也是很困難的。

(2)可靠性：NoSQL數據庫本身是不支持ACID事務，因此NoSQL數據庫也不具有ACID所提供的可靠性。如果用戶想要在NoSQL的一個數據集里應用ACID事務，那么他們必須得通過額外的編程來實現。

(3)一致性：因為NoSQL數據庫本身是不支持ACID事務的，除非通過額外的編程才能實現，所以NoSQL的一致性可能會受到威脅。NoSQL不提供一致性，這讓它擁有更好的性能和可擴展性，但這使某些應用程序和交易系統存在隱患，比如銀行[3]。

(1)成熟度低：大多數企業不熟悉NoSQL數據庫，因此沒有足夠的知識去做NoSQL是最好的數據庫的選擇。

5 NoSQL數據庫應用現狀

雖然NoSQL數據庫一詞早出現于1998年[4],其真正的發展是開始于2007年，先后出現了十多種NoSQL產品[5]，例如：HBase、Cassandra、Hypertable、SimpleDB、MongoDB、CouchDB、DynamoDB、Redis、Neo4J等。從2009開始國內也陸續有公司或團隊進行NoSQL數據庫的開發，例如：豆瓣開源的BeansDB、新浪的MemcacheDB，淘寶網自主開發的Tair數據庫，人人網的Nucbar以及盛大創新院的TCDatabase紛紛發布。NoSQL數據庫在短短十幾年內得到如此快的發展是因為Web2.0與云計算技術的廣泛應用[6]。

表1　NoSQL數據庫之間的比較

6 NoSQL數據庫產品

目前市場上出現的NoSQL有二十多種[7]，而它們之間也有一定的關聯與繼承，同時每個NoSQL數據庫有它獨到之處。表1是NoSQL數據庫產品之間的比較。

7 結束語

隨著現在網絡數據的爆炸式增長，NoSQL數據庫得到了廣泛的使用，它具有海量數據存儲，高性價比，靈活的擴展性等特點，一定程度上是傳統數據庫的代替品。目前，在某些場景下，可以將NoSQL數據庫與關系型數據庫結合使用，互相彌補各自的缺陷，這種數據庫組合對解決Web2.0所遇到的性能、擴展性等問題具有指導意義[30]。

參考文獻

[1]張華強.關系型數據男不男女不女 庫與NoSQL數據庫[J].電腦知識與技術,2011,7(20):4802.

[2]謝毅,高宏偉,范朝冬,楊望仙.NoSQL非關系型數據庫綜述[J].先進技術研究通報,2010,4(8):46-48.

[3]NealLeavitt.WillNoSQLDatabasesliveUpto their Promise?[J].Computer,2010:12-13.

[4]張冬.淺談互聯網運營商的特殊集群——NoSQL[J].網絡世界,2011,026:1-2.

[5]黃賢立.NoSQL非關系型數據庫的發展及應用初探[J].福建電腦,2010,7:30-31.

[6]盧益陽.NoSQL數據管理系統綜述[J].企業科技與發展,2011,17:31-32.

[7]徐娟娟,朱成亮.NoSQL在WEB日志分析中的應用[J].中國新技術新產品,2011(10):27.

吾木提·那合曼（1986-），女，新疆沙灣人，新疆國土資源信息中心工程師。

作者簡介：