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NoSQL數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)據(jù)存儲和管理領(lǐng)域中的一個熱門概念。它的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用是因為它們具有非常好的可擴展性，可靠性和靈活性。與傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比，NoSQL數(shù)據(jù)庫可以處理大量數(shù)據(jù)并快速檢索。它們提供了全新的方法來處理大型數(shù)據(jù)集，因此被廣泛地應(yīng)用于許多不同的領(lǐng)域，例如電子商務(wù)，金融，醫(yī)療保健和互聯(lián)網(wǎng)。
無結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)是NoSQL數(shù)據(jù)庫的主要特征之一，這就意味著儲存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)沒有特定的格式，就像電子郵件，視頻，音頻和實時數(shù)據(jù)所示。一般來說，這種形式的數(shù)據(jù)很難處理，因為它們不像傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫那樣具有規(guī)范化的表格和字段。但是NoSQL數(shù)據(jù)庫將這些數(shù)據(jù)存儲在非關(guān)系型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并提供了高效的查詢和讀取方法。NoSQL數(shù)據(jù)庫還提供了水平可擴展性和高可用性的優(yōu)勢，可以使數(shù)據(jù)庫快速地適應(yīng)變化的業(yè)務(wù)需求。
在介紹nosql數(shù)據(jù)庫的三大基石之前，讓我們先介紹一下NoSQL的概念。NoSQL是“Not Only SQL”的簡稱，它可以被理解為“非SQL”，指的是所有不適用SQL語言的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。此外，NoSQL數(shù)據(jù)庫并不是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的替代品，而是一個較新的數(shù)據(jù)庫類型，它為存儲和檢索數(shù)據(jù)提供了新的方式。
下面，我們將介紹NoSQL數(shù)據(jù)庫的三大基石：分布式數(shù)據(jù)庫，高可用性和自動分區(qū)。
分布式數(shù)據(jù)庫
分布式數(shù)據(jù)庫是NoSQL數(shù)據(jù)庫的一個重要特征。在分布式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)被分散在多個服務(wù)器上，并通過網(wǎng)絡(luò)連接相互通訊，以完成數(shù)據(jù)存儲和處理。這種方式可以提高系統(tǒng)性能和可靠性，并將數(shù)據(jù)分配在多個服務(wù)器上，從而實現(xiàn)水平擴展。
分布式數(shù)據(jù)庫有多種基于不同存儲引擎的實現(xiàn)，其中一種是Hadoop分布式文件系統(tǒng)（HDFS）。 Hadoop是一個基于HDFS的開源軟件框架，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理。Hadoop可以解決需要處理大數(shù)據(jù)的企業(yè)所面臨的問題，例如數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘。此外，Hadoop還支持許多不同的存儲引擎，例如Apache Cassandra，Apache HBase和Amazon DynamoDB等。
高可用性
高可用性是NoSQL數(shù)據(jù)庫的另一個重要特征。在高可用性的NoSQL數(shù)據(jù)庫中，如果一個節(jié)點失敗，系統(tǒng)仍然可以正常工作，因為數(shù)據(jù)已經(jīng)被復(fù)制和備份到其他節(jié)點上。這意味著數(shù)據(jù)可以在多個節(jié)點上對等存儲，并且在任何時候備份可以被傳輸或儲存到另一個節(jié)點，從而實現(xiàn)全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份和高可用性。
例如，Apache Cassandra是一種高可用性NoSQL數(shù)據(jù)庫，它是一個基于分布式系統(tǒng)模型的存儲系統(tǒng)，可以自動將數(shù)據(jù)分配到多個節(jié)點上，并保證可用性。當(dāng)某個節(jié)點故障時，Cassandra集群會自動調(diào)整節(jié)點之間的數(shù)據(jù)分配，保證數(shù)據(jù)的完整性和可用性。
自動分區(qū)
NoSQL數(shù)據(jù)庫的另一個重要特征是自動分區(qū)。自動分區(qū)支持動態(tài)地將數(shù)據(jù)劃分到多個節(jié)點上，以提高效率，靈活性和可擴展性。在傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，需要手動將數(shù)據(jù)分配到不同的服務(wù)器上，而這在大規(guī)模的數(shù)據(jù)庫中會變得非常困難和耗時。
Apache Hive是一個基于Hadoop的NoSQL數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫使用自動分區(qū)特性，可以自動拆分和管理數(shù)據(jù)集，以提高系統(tǒng)性能和效率。
結(jié)論
NoSQL數(shù)據(jù)庫的三大基石：分布式數(shù)據(jù)庫，高可用性和自動分區(qū)在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和管理方面具有重要的作用。這些特點提供了高效，可靠和靈活的數(shù)據(jù)存儲和管理解決方案。隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，NoSQL數(shù)據(jù)庫將在未來繼續(xù)發(fā)揮重要作用，并在多個領(lǐng)域推動科技發(fā)展。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 什么是NoSQL，它有什么優(yōu)缺點？
- 常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有哪些(常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有哪些?各有哪些優(yōu)點?)
- 為什么要使用NoSQL？NOSQL的優(yōu)勢
什么是NoSQL，它有什么優(yōu)缺點？
NoSQL，指的是非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫。NoSQL有時也稱作Not Only SQL的縮寫，是對不同于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
的統(tǒng)稱。
NoSQL用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲。（例如
谷歌
或Facebook每天為他們的用戶收集萬億比特的數(shù)據(jù)）。這些類型的數(shù)據(jù)存儲不需要固定的模式，無需多余操作就可以橫向擴展。
NoSQL的優(yōu)點/缺點
優(yōu)點:
– 高可擴展性
– 分布式計算
– 低成本
– 架構(gòu)的靈活性，
半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)
– 沒有復(fù)雜的關(guān)系
缺點:
– 沒有標(biāo)準(zhǔn)化
– 有限的查詢功能（到目前為止）
– 最終一致是不直觀的程序 （BY三人行慕課）
常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有哪些(常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有哪些?各有哪些優(yōu)點?)
Nosql的全稱是NotOnlySql，這個概念很早就有人提出。Nosql指的是非關(guān)系型數(shù)據(jù)春賀山庫，而我們常用的都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。就像我們常用的mysql，oralce、sqlserver等一樣，這些數(shù)據(jù)庫一般用來存儲重要信息，應(yīng)對普通的業(yè)務(wù)是沒有問題的。但是，隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在應(yīng)付超大規(guī)模，超大流量以及高并發(fā)的時候力不從心。而就在這個時候，Nosql應(yīng)運而生。
上面說的是NOSQL的定義.Nosql和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的區(qū)別,這里我說明一比較重要的區(qū)別。
存儲格式：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是表格式的，存儲在表的行和列中。他們之間很容易關(guān)聯(lián)協(xié)作存儲，提取數(shù)據(jù)很方便。而Nosql數(shù)據(jù)庫則與其相反，他是組合在一起。通常存儲在數(shù)據(jù)集中，就像文檔、鍵值對或者圖結(jié)構(gòu)。舉個例子，例如在游戲里面玩家的背包數(shù)據(jù)，我們都知道一個游戲里面的道具是很多，而且不確定玩家什么時候獲取什么道具，這個時候如果想在關(guān)系數(shù)據(jù)庫里面存儲數(shù)據(jù)，這個表怎么建立就是一個很大的問題，如果你把所有的道具ID當(dāng)做表頭，那么后續(xù)每增加一個道具，就需要修改這張表。如果你的表結(jié)構(gòu)是：
用戶ID|道具ID|道具數(shù)量|道具特殊屬性
那么可以想象一下這張表隨著用戶的增多會變的多么的龐大。所以這個時候我們就需要一個能直接像操作玩家對象一樣的數(shù)據(jù)庫，這里比較代表性的就是mongo，通過這個我們就可以看出nosql數(shù)據(jù)庫更適合存儲結(jié)構(gòu)不確定的數(shù)據(jù)。
存儲擴展：這可能是兩者之間更大的區(qū)別，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是縱向擴展，也就是說想要提高處理能力，要使用速度更快的計算機。因為數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系表中，操作的性能瓶頸可能涉及到多個表，需要通過提升計算機性能來克服。雖然有很大的擴展空間，但是最終會達到縱向擴展的上限。而Nosql數(shù)據(jù)庫是橫向擴展的，它的存儲天然就是分布式的，可以通過給資源池添加更多的普通數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來分擔(dān)負載。
上面的的例子已經(jīng)說明了這個問題。拍好在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)時代大家都是希望能橫線擴展服務(wù)。這樣付出的代價是最小的。
對于上面關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和NOSQL數(shù)據(jù)庫的區(qū)別其實還有很多。我相信大家在用的都會感覺到。上面列出的只是我感覺區(qū)別更大的。
那么NOSQL這么好用，是不是都可以用了呢，顯示不是這樣，NOSQL對于聚合查詢顯示不是他的強項。這個時候就需要關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。我是這樣建議，對于結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，應(yīng)該存儲于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，對于結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一的可以存儲到NOSQL數(shù)據(jù)庫例如mongo。但是這個不是絕對的，在實際的項目的開發(fā)過程中，需要根據(jù)的自己的業(yè)務(wù)，仔細揣摩一下，做好最合適的劃分。
常見關(guān)系型數(shù)據(jù)庫通常有SQLServer，Mysql，Oracle等。主流的Nosql數(shù)據(jù)庫有Redis，Memcache，MongoDb。大多數(shù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是付費的并且價格昂貴，成本較大，而Nosql數(shù)據(jù)庫通常都是開源的。在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)用大多也是免費的MYSQL（這里偷笑一下）。
在實際的項目扒中中大家的項目都是如何選擇的呢？大家可以關(guān)注我,私信或者在評論區(qū)留言。
為什么要使用NoSQL？NOSQL的優(yōu)勢
這次的NoSQL專欄系列將先整體介紹NoSQL，然后介紹如何把NoSQL運用到自己的項目中合適的場景中，還會適當(dāng)?shù)胤治鲆恍┏晒Π咐?，希望有成功使用NoSQL經(jīng)驗的朋友給我提供一些線索和信息。
NoSQL概念隨著web2.0的快速發(fā)展，非關(guān)系型、分布式數(shù)據(jù)存儲得到了快速的發(fā)展，它們不保證關(guān)系數(shù)據(jù)的ACID特性。NoSQL概念在2023年被提了出來。NoSQL最常見的解釋是“non-relational”，“Not Only SQL”也被很多人接受。（“NoSQL”一詞最早于1998年被用于一個輕量級的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的名字。）
NoSQL被我們用得最多的當(dāng)數(shù)key-value存儲，當(dāng)然還有其他的文檔型的、列存儲、圖型數(shù)據(jù)庫、xml數(shù)據(jù)庫等。在NoSQL概念提出之前，這些數(shù)據(jù)庫就被用于各種系統(tǒng)當(dāng)中，但是卻很少用于web互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。比如cdb、qdbm、bdb數(shù)據(jù)庫。
傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的瓶頸
傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫具有不錯的性能，高穩(wěn)定型，久經(jīng)歷史考驗，而且使用簡單，功能強大，同時也積累了大量的成功案例。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，MySQL成為了絕對靠前的王者，毫不夸張的說，MySQL為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展做出了卓越的貢獻。
在90年代，一個網(wǎng)站的訪問量一般都不大，用單個數(shù)據(jù)庫完全可以輕松應(yīng)付。在那個時候，更多的都是靜態(tài)網(wǎng)頁，動態(tài)交互類型的網(wǎng)站不多。
到了最近10年，網(wǎng)站開始快速發(fā)展?；鸨恼搲?、博客、sns、微博逐漸引領(lǐng)web領(lǐng)域的潮流。在初期，論壇的流量其實也不大，如果你接觸網(wǎng)絡(luò)比較早，你可能還記得那個時候還有文本型存儲的論壇程序，可以想象一般的論壇的流量有多大。
Memcached+MySQL
后來，隨著訪問量的上升，幾乎大部分使用MySQL架構(gòu)的網(wǎng)站在數(shù)據(jù)庫上都開始出現(xiàn)了性能問題，web程序不再僅僅專注在功能上，同時也在追求性能。程序員們開始大量的使用緩存技術(shù)來緩解數(shù)據(jù)庫的壓力，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和索引。開始比較流行的是通過文件緩存來緩解數(shù)據(jù)庫壓力，但是當(dāng)訪問量繼續(xù)增大的時候，多臺web機器通過文件緩存不能共享，大量的小文件緩存也帶了了比較高的IO壓力。在這個時候，Memcached就自然的成為一個非常時尚的技術(shù)產(chǎn)品。
Memcached作為一個獨立的分布式的緩存服務(wù)器，為多個web服務(wù)器提供了一個共享的高性能緩存服務(wù)，在Memcached服務(wù)器上，又發(fā)展了根據(jù)hash算法來進行多臺Memcached緩存服務(wù)的擴展，然后又出現(xiàn)了一致性hash來解決增加或減少緩存服務(wù)器導(dǎo)致重新hash帶來的大量緩存失效的弊端。當(dāng)時，如果你去面試，你說你有Memcached經(jīng)驗，肯定會加分的。
Mysql主從讀寫分離
由于數(shù)據(jù)庫的寫入壓力增加，Memcached只能緩解數(shù)據(jù)庫的讀取壓力。讀寫集中在一個數(shù)據(jù)庫上讓數(shù)據(jù)庫不堪重負，大部分網(wǎng)站開始使用主從復(fù)制技術(shù)來達到讀寫分離，以提高讀寫性能和讀庫的可擴展性。Mysql的master-slave模式成為這個時候的網(wǎng)站標(biāo)配了。
分表分庫隨著web2.0的繼續(xù)高速發(fā)展，在Memcached的高速緩存，MySQL的主從復(fù)制，讀寫分離的基礎(chǔ)之上，這時MySQL主庫的寫壓力開始出現(xiàn)瓶頸，而數(shù)據(jù)量的持續(xù)猛增，由于MyISAM使用表鎖，在高并發(fā)下會出現(xiàn)嚴重的鎖問題，大量的高并發(fā)MySQL應(yīng)用開始使用InnoDB引擎代替MyISAM。同時，開始流行使用分表分庫來緩解寫壓力和數(shù)據(jù)增長的擴展問題。這個時候，分表分庫成了一個熱門技術(shù)，是面試的熱門問題也是業(yè)界討論的熱門技術(shù)問題。也就在這個時候，MySQL推出了還不太穩(wěn)定的表分區(qū)，這也給技術(shù)實力一般的公司帶來了希望。雖然MySQL推出了MySQL Cluster集群，但是由于在互聯(lián)網(wǎng)幾乎沒有成功案例，性能也不能滿足互聯(lián)網(wǎng)的要求，只是在高可靠性上提供了非常大的保證。
MySQL的擴展性瓶頸
在互聯(lián)網(wǎng)，大部分的MySQL都應(yīng)該是IO密集型的，事實上，如果你的MySQL是個CPU密集型的話，那么很可能你的MySQL設(shè)計得有性能問題，需要優(yōu)化了。大數(shù)據(jù)量高并發(fā)環(huán)境下的MySQL應(yīng)用開發(fā)越來越復(fù)雜，也越來越具有技術(shù)挑戰(zhàn)性。分表分庫的規(guī)則把握都是需要經(jīng)驗的。雖然有像淘寶這樣技術(shù)實力強大的公司開發(fā)了透明的中間件層來屏蔽開發(fā)者的復(fù)雜性，但是避免不了整個架構(gòu)的復(fù)雜性。分庫分表的子庫到一定階段又面臨擴展問題。還有就是需求的變更，可能又需要一種新的分庫方式。
MySQL數(shù)據(jù)庫也經(jīng)常存儲一些大文本字段，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫表非常的大，在做數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的時候就導(dǎo)致非常的慢，不容易快速恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。比如1000萬4KB大小的文本就接近40GB的大小，如果能把這些數(shù)據(jù)從MySQL省去，MySQL將變得非常的小。
關(guān)系數(shù)據(jù)庫很強大，但是它并不能很好的應(yīng)付所有的應(yīng)用場景。MySQL的擴展性差（需要復(fù)雜的技術(shù)來實現(xiàn)），大數(shù)據(jù)下IO壓力大，表結(jié)構(gòu)更改困難，正是當(dāng)前使用MySQL的開發(fā)人員面臨的問題。
NOSQL的優(yōu)勢易擴展NoSQL數(shù)據(jù)庫種類繁多，但是一個共同的特點都是去掉關(guān)系數(shù)據(jù)庫的關(guān)系型特性。數(shù)據(jù)之間無關(guān)系，這樣就非常容易擴展。也無形之間，在架構(gòu)的層面上帶來了可擴展的能力。
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，尤其在大數(shù)據(jù)量下，同樣表現(xiàn)優(yōu)秀。這得益于它的無關(guān)系性，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)簡單。一般MySQL使用Query Cache，每次表的更新Cache就失效，是一種大粒度的Cache，在針對web2.0的交互頻繁的應(yīng)用，Cache性能不高。而NoSQL的Cache是記錄級的，是一種細粒度的Cache，所以NoSQL在這個層面上來說就要性能高很多了。
靈活的數(shù)據(jù)模型
NoSQL無需事先為要存儲的數(shù)據(jù)建立字段，隨時可以存儲自定義的數(shù)據(jù)格式。而在關(guān)系數(shù)據(jù)庫里，增刪字段是一件非常麻煩的事情。如果是非常大數(shù)據(jù)量的表，增加字段簡直就是一個噩夢。這點在大數(shù)據(jù)量的web2.0時代尤其明顯。
高可用NoSQL在不太影響性能的情況，就可以方便的實現(xiàn)高可用的架構(gòu)。比如Cassandra，HBase模型，通過復(fù)制模型也能實現(xiàn)高可用。
總結(jié)NoSQL數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)，彌補了關(guān)系數(shù)據(jù)（比如MySQL）在某些方面的不足，在某些方面能極大的節(jié)省開發(fā)成本和維護成本。
MySQL和NoSQL都有各自的特點和使用的應(yīng)用場景，兩者的緊密結(jié)合將會給web2.0的數(shù)據(jù)庫發(fā)展帶來新的思路。
關(guān)于nosql數(shù)據(jù)庫的三大基石的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
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