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• RDBMS（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）：常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有 Oracle、DB2、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、MySQL；
• NoSQL（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）：常見的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有 MongoDB、Redis、Voldemort、Cassandra、Riak、Couchbase、CouchDB 等。

這里我們主要來介紹一下 NoSQL，NoSQL 全稱為“Not only SQL”，它僅僅是一個(gè)概念，用來表示非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，本教程中將要介紹的 MongoDB 就是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的一種。

相對于 RDBMS（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫），NoSQL 具有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 易擴(kuò)展：NoSQL 數(shù)據(jù)庫種類繁多，但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，那就是都去掉了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的關(guān)系型特性，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間沒有關(guān)系，這樣就非常容易擴(kuò)展，無形之間也在架構(gòu)的層面上帶來了可擴(kuò)展的能力；
• 大數(shù)據(jù)量，高性能：NoSQL 數(shù)據(jù)庫都具有非常高的讀寫性能，尤其是在處理龐大數(shù)據(jù)時(shí)表現(xiàn)優(yōu)秀；
• 靈活：NoSQL 隨時(shí)都可以存儲(chǔ)任意類型的數(shù)據(jù)，無須提前為要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)建立字段；
• 高可用：NoSQL 在不太影響性能的情況下，就可以方便地實(shí)現(xiàn)高可用的架構(gòu)，比如 Cassandra、HBase 模型，通過復(fù)制模型也能實(shí)現(xiàn)高可用。

NoSQL 簡史

NoSQL 一詞最早出現(xiàn)于 1998 年，是 Carlo Strozzi 開發(fā)的一個(gè)輕量、開源、不提供 SQL 功能的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

2009 年，Johan Oskarsson 發(fā)起了一次關(guān)于分布式開源數(shù)據(jù)庫的討論，來自 Rackspace 的 Eric Evans 再次提出了 NoSQL 的概念，這時(shí)的 NoSQL 主要指非關(guān)系型、分布式、不遵循 ACID 原則的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)模式。

為什么使用 NoSQL？

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在處理超大規(guī)模數(shù)據(jù)以及開發(fā)高并發(fā)應(yīng)用時(shí)已經(jīng)顯得力不從心了，出現(xiàn)了很多難以克服的問題，而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫則由于其本身的特點(diǎn)得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL 數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重?cái)?shù)據(jù)種類帶來的問題，特別是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的難題。

體系框架

NoSQL 整體框架分為四層，由下至上分別為數(shù)據(jù)持久層（data persistence）、整體分布層（data distribution model）、數(shù)據(jù)邏輯模型層（data logical model）、和接口層（interface），層次之間相輔相成，協(xié)調(diào)工作。

1、數(shù)據(jù)持久層

數(shù)據(jù)持久層定義了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式，主要包括基于內(nèi)存、硬盤、內(nèi)存與硬盤相結(jié)合、訂制可插拔四種形式。

• 基于內(nèi)存形式的數(shù)據(jù)存取速度最快，但可能會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失；
• 基于硬盤的數(shù)據(jù)可能保存很久，但存取速度較基于內(nèi)存的形式慢；
• 內(nèi)存和硬盤相結(jié)合的形式，結(jié)合了前兩種形式的優(yōu)點(diǎn)，既保證了速度，又保證了數(shù)據(jù)不丟失；
• 訂制可插拔則保證了數(shù)據(jù)存取具有較高的靈活性。

2、數(shù)據(jù)分布層

數(shù)據(jù)分布層定義了數(shù)據(jù)是如何分布的，相對于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，NoSQL 可選的機(jī)制比較多，主要有三種形式：

• CAP 支持：可用于水平擴(kuò)展；
• 多數(shù)據(jù)中心支持：可以保證在橫跨多數(shù)據(jù)中心時(shí)也能夠平穩(wěn)運(yùn)行；
• 動(dòng)態(tài)部署支持：可以在運(yùn)行著的集群中動(dòng)態(tài)地添加或刪除節(jié)點(diǎn)。

3、數(shù)據(jù)邏輯層

數(shù)據(jù)邏輯層表述了數(shù)據(jù)的邏輯表現(xiàn)形式，與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比，NoSQL 在邏輯表現(xiàn)形式上相當(dāng)靈活，主要有四種形式：

• 鍵值模型：這種模型在表現(xiàn)形式上比較單一，卻有很強(qiáng)的擴(kuò)展性；
• 列式模型：這種模型相比于鍵值模型能夠支持較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)，但擴(kuò)展性相對較差；
• 文檔模型：這種模型對于復(fù)雜數(shù)據(jù)的支持和擴(kuò)展性都有很大優(yōu)勢；
• 圖模型：這種模型的使用場景不多，通常是基于圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)定制的。

4、接口層

接口層為上層應(yīng)用提供了方便的數(shù)據(jù)調(diào)用接口，提供的選擇遠(yuǎn)多于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。接口層提供了五種選擇，分別是 Rest、Thrift、Map/Reduce、Get/Put 和特定語言 API，使得應(yīng)用程序在與數(shù)據(jù)庫交互時(shí)更加方便。

NoSQL 分層架構(gòu)并不代表每個(gè)產(chǎn)品在每一層只有一種選擇。相反，這種分層設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性和兼容性，每種數(shù)據(jù)庫在不同層面可以支持多種特性。

適用場景

NoSQL 數(shù)據(jù)庫在以下的這幾種情況下比較適用：

• 數(shù)據(jù)模型比較簡單；
• 對靈活性要求很強(qiáng)的系統(tǒng)；
• 對數(shù)據(jù)庫性能要求較高；
• 不需要高度的數(shù)據(jù)一致性；
• 對于給定 key，比較容易映射復(fù)雜值的環(huán)境。