大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)筆記（五）

• 本系列歷史文章
• NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)
• • NoSQL概述（Not Only SQL）
  • • NoSQL特點(diǎn)
    • MySQL集群方式的缺陷
    • 傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)缺陷
    • NoSQL興起的原因
  • NoSQL與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的比較
  • NoSQL的四大類型
  • • 鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)——鍵值對(duì)
    • 列族數(shù)據(jù)庫(kù)——列族
    • 文檔數(shù)據(jù)庫(kù)——文檔
    • 圖數(shù)據(jù)庫(kù)——圖
  • NoSQL的理論基石
  • • CAP理論
  • 從NoSQL到NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)
  • MongoDB——（C++、分布式、開源）
  • 補(bǔ)充

本系列歷史文章

大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)筆記（一）
大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)筆記（二）
大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)筆記（三）
大數(shù)據(jù)技術(shù)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)筆記（四）

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)

NoSQL概述（Not Only SQL）

NoSQL特點(diǎn)

• 靈活的擴(kuò)展性
• 靈活的數(shù)據(jù)模型
• 和云計(jì)算緊密結(jié)合

MySQL集群方式的缺陷

• 復(fù)雜性
• 延遲性
• 擴(kuò)容問題

傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)缺陷

• 無(wú)法滿足海量數(shù)據(jù)的管理要求
• 無(wú)法滿足數(shù)據(jù)高并發(fā)需求
• 無(wú)法滿足高擴(kuò)展性和高可用性要求

NoSQL興起的原因

• 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法滿足Web 2.0需求
• 數(shù)據(jù)模型的局限性
• Web 2.0關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中許多特性沒有發(fā)揮

NoSQL與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的比較

• 數(shù)據(jù)庫(kù)原理方面，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)有完備的關(guān)系代數(shù)理論作為基礎(chǔ)，而NoSQL缺乏統(tǒng)一的理論基礎(chǔ)；
• 數(shù)據(jù)規(guī)模方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)很難實(shí)現(xiàn)橫向擴(kuò)展，縱向擴(kuò)展非常有限，而NoSQL具有非常好的水平可擴(kuò)展性；
• 數(shù)據(jù)庫(kù)模式方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)定義了嚴(yán)格的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，而且要嚴(yán)格遵守，而NoSQL的數(shù)據(jù)模型非常靈活；
• 在查詢效率方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)適當(dāng)量級(jí)查詢效率較高，當(dāng)量級(jí)較大時(shí)，效率會(huì)下降，而NoSQL在未構(gòu)建面向復(fù)雜查詢的索引查詢性能差；
• 在事務(wù)一致性方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)遵循ACID事務(wù)模型可以保證事務(wù)強(qiáng)一致性；
• 在數(shù)據(jù)完整性方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)具有保證完整性的完備機(jī)制，而NoSQL不能實(shí)現(xiàn)完整性約束；
• 在可用性方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)保證了嚴(yán)格的一致性，所以其可用性就削弱，而NoSQL具有非常好的可用性，響應(yīng)快；
• 在標(biāo)準(zhǔn)化方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)遵循SQL標(biāo)準(zhǔn)，而NoSQL暫未形成通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
• 在技術(shù)支持方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)已有商業(yè)版關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，擁有強(qiáng)大的技術(shù)支持，而NoSQL仍處于初期階段，大多為開源產(chǎn)品；
• 在可維護(hù)性方面，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)需要管理員維護(hù)，而NoSQL還沒有成熟的基礎(chǔ)，且實(shí)踐維護(hù)較為復(fù)雜。

NoSQL的四大類型

NoSQL典型數(shù)據(jù)庫(kù)通常包括鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)、列族數(shù)據(jù)庫(kù)、文檔數(shù)據(jù)庫(kù)和圖數(shù)據(jù)庫(kù)。

鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)——鍵值對(duì)

列族數(shù)據(jù)庫(kù)——列族

文檔數(shù)據(jù)庫(kù)——文檔

圖數(shù)據(jù)庫(kù)——圖

NoSQL的理論基石

CAP理論

C： 一致性（任意讀操作總能讀到之前寫操作的結(jié)果）
A： 可用性（快速獲取數(shù)據(jù)，在確定時(shí)間內(nèi)返回結(jié)果）
P： 分區(qū)容忍性（當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)（一部分節(jié)點(diǎn)無(wú)法與其他節(jié)點(diǎn)通信時(shí)）也能正常運(yùn)行）
（注：3個(gè)條件實(shí)現(xiàn)時(shí)最多實(shí)現(xiàn)2個(gè)。）
如：
CA（放棄P）： 把所有與事務(wù)相關(guān)的放到同一臺(tái)機(jī)上。（如：MySQL）
CP（放棄A）： 受影響服務(wù)器需等待數(shù)據(jù)一致。（如：Neo4j，HBase）
AP（放棄C）： 允許系統(tǒng)返回不一致的數(shù)據(jù)。（如：CouchDB，Cassandra）

BASE與ACID
BASE的意義：

• Basically Available：基本可用（允許分區(qū)失敗）
• Soft-State： 軟狀態(tài)（可有一段時(shí)間不同步（滯后性））
• Eventual consistency：最終一致性（可有不一致，但最終一定一致）
  與BASE對(duì)應(yīng)的ACID
  ACID的意義：
• Atomicity：原子性（事物必須是原子工作單元）
• Consistency： 一致性（所有數(shù)據(jù)保持一致）
• Isolation：隔離性（并發(fā)事務(wù)間修改隔離）
• Durability：持久性（事務(wù)完成后，對(duì)系統(tǒng)的影響是永久性的）

設(shè)數(shù)據(jù)冗余份數(shù)為N，更新數(shù)據(jù)時(shí)需保證寫完成的節(jié)點(diǎn)數(shù)W，讀取時(shí)要讀的節(jié)點(diǎn)數(shù)R，
滿足強(qiáng)一致性的要求：W + R > N；
滿足弱一致性的要求：W + R ≤ N；

從NoSQL到NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)

最主要的是了解應(yīng)用場(chǎng)景：
分析型應(yīng)用：NewSQL
事務(wù)型應(yīng)用：OldSQL
互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：NoSQL

MongoDB——（C++、分布式、開源）

這部分請(qǐng)參考廈大數(shù)據(jù)庫(kù)博客：Ubuntu下MongoDB安裝與使用教程

補(bǔ)充

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)都起著不同的作用，彼此不可互相取代

項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)劣勢(shì)

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)	以完善的關(guān)系代數(shù)理論作為基礎(chǔ)，有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，支持事務(wù)ACID四性，借助索引機(jī)制可實(shí)現(xiàn)高效查詢，技術(shù)成熟，有專業(yè)公司的技術(shù)支持。	可擴(kuò)展性交差，無(wú)法較好支持海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)模型過于死板，事務(wù)機(jī)制影響了系統(tǒng)性能等。
NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)	支持超大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)模型靈活，強(qiáng)大的橫向擴(kuò)展能力	缺乏數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，復(fù)雜查詢性能不高，大都不能實(shí)現(xiàn)事務(wù)一致性，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性，技術(shù)尚不成熟，缺缺乏專業(yè)團(tuán)隊(duì)技術(shù)支持，維護(hù)較困難等。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的大数据技术原理与应用学习笔记（五）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。