目錄

• • 什么是行存儲(chǔ)和列存儲(chǔ)？
  • 什么是MongoDB（NoSQL）?
  • OLTP和OLAP
  • 什么是CAP定理？
  • 使用場(chǎng)景
  • • 行存儲(chǔ)的適用場(chǎng)景：
    • 列存儲(chǔ)的適用場(chǎng)景：
  • MongoDB相對(duì)于MySQL的優(yōu)點(diǎn)
  • 更適用MySQL的場(chǎng)景
  • 更適用MongoDB的場(chǎng)景
  • 個(gè)人理解
  • 擴(kuò)展
  • 參考

什么是行存儲(chǔ)和列存儲(chǔ)？

• 行存儲(chǔ)：傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如 Oracle、DB2、MySQL、SQL SERVER 等采用行式存儲(chǔ)法(Row-based，基于行)，在基于行式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫中， 數(shù)據(jù)是按照行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)邏輯存儲(chǔ)單元進(jìn)行存儲(chǔ)的，一行中的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)中以連續(xù)存儲(chǔ)形式存在。
• 列存儲(chǔ)(Column-based,基于列)是相對(duì)于行存儲(chǔ)來說的，新興的 Hbase、HP Vertica、EMC Greenplum 等分布式數(shù)據(jù)庫均采用列式存儲(chǔ)。在基于列式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)是按照列為基礎(chǔ)邏輯存儲(chǔ)單元進(jìn)行存儲(chǔ)的，一列中的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)中以連續(xù)存儲(chǔ)形式存在。

什么是MongoDB（NoSQL）?

MongoDB是面向文檔的NoSQL數(shù)據(jù)庫，用于大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
MongoDB是一個(gè)基于文檔的存儲(chǔ)，在其之上還具有一個(gè)基于圖形的存儲(chǔ)。MongoDB實(shí)際上并不存儲(chǔ)JSON：它存儲(chǔ)BSON(二進(jìn)制JSON)，BSON擴(kuò)展了JSON表示(字符串)以包括其他類型，例如int，long，date，浮點(diǎn)，decimal128和地理空間坐標(biāo)。

OLTP和OLAP

在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)處理可分為兩類：聯(lián)機(jī)事務(wù)處理OLTP（on-line transaction processing) 和 聯(lián)機(jī)分析處理OLAP（On-Line Analytical Processing）

• OLTP是傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的主要應(yīng)用，用來執(zhí)行一些基本的、日常的事務(wù)處理，比如數(shù)據(jù)庫增、刪、改、查等等
• OLAP則是分布式數(shù)據(jù)庫的主要應(yīng)用，它對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高，但處理的數(shù)據(jù)量大，通常應(yīng)用于復(fù)雜的動(dòng)態(tài)報(bào)表系統(tǒng)上。
  
  

什么是CAP定理？

CAP定理也稱為Brewer定理。它指出，分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不可能同時(shí)滿足CAP，只能滿足CAP其中的兩部分。

• 一致性

  即在執(zhí)行操作之后，數(shù)據(jù)也應(yīng)保持一致。這意味著一旦寫入數(shù)據(jù)，以后的任何讀取請(qǐng)求都應(yīng)包含該數(shù)據(jù)。例如，更新訂單狀態(tài)后，所有客戶端都應(yīng)該能夠看到相同的數(shù)據(jù)。

• 可用性

  該數(shù)據(jù)庫應(yīng)始終可用且響應(yīng)迅速。它不應(yīng)有任何宕機(jī)時(shí)間。

• 分區(qū)容錯(cuò)性

  分區(qū)容限意味著即使服務(wù)器之間的通信不穩(wěn)定，系統(tǒng)也應(yīng)繼續(xù)運(yùn)行。例如，可以將服務(wù)器劃分為可能無法相互通信的多個(gè)組。在此，如果數(shù)據(jù)庫的一部分不可用，則其他部分始終不受影響。

使用場(chǎng)景

行存儲(chǔ)的適用場(chǎng)景：

• 適合隨機(jī)的增、刪、改、查操作；
• 需要在行中選取所有屬性的查詢操作；
• 需要頻繁插入或更新的操作，其操作與索引和行的大小更為相關(guān)。

列存儲(chǔ)的適用場(chǎng)景：

• 查詢過程中，可針對(duì)各列的運(yùn)算并發(fā)執(zhí)行，在內(nèi)存中聚合完整記錄集，降低查詢響應(yīng)時(shí)間；
• 在數(shù)據(jù)中高效查找數(shù)據(jù)，無需維護(hù)索引（任何列都能作為索引），查詢過程中能夠盡量減少無關(guān)IO，避免全表掃描；
• 因?yàn)楦髁歇?dú)立存儲(chǔ)，且數(shù)據(jù)類型已知，可以針對(duì)該列的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)量大小等因素動(dòng)態(tài)選擇壓縮算法，以提高物理存儲(chǔ)利用率；如果某一行的某一列沒有數(shù)據(jù)，在列存儲(chǔ)時(shí)，就可以不存儲(chǔ)該列的值，這將比行式存儲(chǔ)更節(jié)省空間。

實(shí)際應(yīng)用中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，行式數(shù)據(jù)庫在讀取數(shù)據(jù)時(shí)存在一個(gè)固有的缺陷，比如，所選擇查詢的目標(biāo)即是只涉及少數(shù)幾個(gè)字段，但由于這些目標(biāo)數(shù)據(jù)埋藏在各行數(shù)據(jù)單元中，而行單元往往又特別大，應(yīng)用程序必須讀取每一條完整的行記錄，從而使得讀取效率大大較低，對(duì)此，行式數(shù)據(jù)庫給出的優(yōu)化方案是加索引，在OLTP類型的應(yīng)用中，通過索引機(jī)制或給表分區(qū)等手段可以簡化查詢操作步驟，并提升查詢效率。

針對(duì)海量數(shù)據(jù)背景的OLAP應(yīng)用（例如分布式數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等），行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫就有些力不從心了，行式數(shù)據(jù)庫建立索引和物化視圖需要花費(fèi)大量時(shí)間和資源，因此還是不劃算的，無法從根本上解決查詢性能和維護(hù)成本的問題，也不適用于數(shù)據(jù)倉庫等應(yīng)用場(chǎng)景，所以后來出現(xiàn)了基于列式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫。

對(duì)于數(shù)據(jù)倉庫和分布式數(shù)據(jù)庫來說，大部分情況下它會(huì)從各個(gè)數(shù)據(jù)源匯總數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分析和反饋，其大多數(shù)操作是圍繞同一個(gè)字段（屬性）進(jìn)行的，而當(dāng)查詢某屬性的數(shù)據(jù)記錄時(shí)，列式數(shù)據(jù)庫只需返回與列屬性相關(guān)的值。在大數(shù)據(jù)量查詢場(chǎng)景中，列式數(shù)據(jù)庫可在內(nèi)存中高效組裝各列的值，最終形成關(guān)系記錄集，因此可以顯著減少IO消耗并降低查詢響應(yīng)時(shí)間，非常適合數(shù)據(jù)倉庫和分布式的應(yīng)用。

MongoDB相對(duì)于MySQL的優(yōu)點(diǎn)

• MongoDB文檔自然映射到現(xiàn)代的面向?qū)ο缶幊陶Z言。使用MongoDB可以避免將代碼中的對(duì)象轉(zhuǎn)換為關(guān)系表的復(fù)雜對(duì)象關(guān)系映射（ORM）層
• MongoDB的靈活數(shù)據(jù)模型也意味著您的數(shù)據(jù)庫模式可以隨業(yè)務(wù)需求而發(fā)展。例如，在天氣頻道的MySQL數(shù)據(jù)庫中花費(fèi)數(shù)周時(shí)間的模式更改可能會(huì)在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)由MongoDB完成。
• MongoDB還可以在多個(gè)分布式數(shù)據(jù)中心之間進(jìn)行擴(kuò)展，提供以前MySQL等關(guān)系數(shù)據(jù)庫無法實(shí)現(xiàn)的新的可用性和可擴(kuò)展性。隨著在數(shù)據(jù)量和吞吐量方面的增長，MongoDB可輕松擴(kuò)展，無需停機(jī)，無需更改應(yīng)用程序。

更適用MySQL的場(chǎng)景

需要復(fù)雜的多行事務(wù)的應(yīng)用程序

一個(gè)具體的例子是旅行預(yù)訂系統(tǒng)背后的預(yù)訂引擎，通常還涉及復(fù)雜的事務(wù)。雖然核心預(yù)訂引擎可能在MySQL上運(yùn)行，但是與用戶互動(dòng)的應(yīng)用程序部分 – 提供內(nèi)容，與社交網(wǎng)絡(luò)集成，管理會(huì)話 – 將更好地放在MongoDB中

許多電子商務(wù)應(yīng)用程序使用MongoDB和MySQL的組合。產(chǎn)品目錄包括具有不同屬性的多個(gè)產(chǎn)品，非常適合MongoDB的靈活數(shù)據(jù)模型。另一方面，需要復(fù)雜事務(wù)的結(jié)帳系統(tǒng)可能建立在MySQL或其他關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)上。

更適用MongoDB的場(chǎng)景

更高的寫入負(fù)載

默認(rèn)情況下，MongoDB更側(cè)重高數(shù)據(jù)寫入性能，而非事務(wù)安全，MongoDB很適合業(yè)務(wù)系統(tǒng)中有大量“低價(jià)值”數(shù)據(jù)的場(chǎng)景。但是應(yīng)當(dāng)避免在高事務(wù)安全性的系統(tǒng)中使用MongoDB，除非能從架構(gòu)設(shè)計(jì)上保證事務(wù)安全。

高可用性

MongoDB的復(fù)副集(Master-Slave)配置非常簡潔方便，此外，MongoDB可以快速響應(yīng)的處理單節(jié)點(diǎn)故障，自動(dòng)、安全的完成故障轉(zhuǎn)移。這些特性使得MongoDB能在一個(gè)相對(duì)不穩(wěn)定（如云主機(jī)）的環(huán)境中，保持高可用性。

數(shù)據(jù)量很大或者未來會(huì)變得很大

依賴數(shù)據(jù)庫(MySQL)自身的特性，完成數(shù)據(jù)的擴(kuò)展是較困難的事，在MySQL中，當(dāng)一個(gè)單達(dá)表到5-10GB時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的性能降級(jí)，此時(shí)需要通過數(shù)據(jù)的水平和垂直拆分、庫的拆分完成擴(kuò)展，使用MySQL通常需要借助驅(qū)動(dòng)層或代理層完成這類需求。而MongoDB內(nèi)建了多種數(shù)據(jù)分片的特性，可以很好的適應(yīng)大數(shù)據(jù)量的需求。

基于位置的數(shù)據(jù)查詢

MongoDB支持二維空間索引，因此可以快速及精確的從指定位置獲取數(shù)據(jù)。

表結(jié)構(gòu)不明確，且數(shù)據(jù)在不斷變大

在一些傳統(tǒng)RDBMS中，增加一個(gè)字段會(huì)鎖住整個(gè)數(shù)據(jù)庫/表，或者在執(zhí)行一個(gè)重負(fù)載的請(qǐng)求時(shí)會(huì)明顯造成其它請(qǐng)求的性能降級(jí)。通常發(fā)生在數(shù)據(jù)表大于1G的時(shí)候（當(dāng)大于1TB時(shí)更甚）。 因MongoDB是文檔型數(shù)據(jù)庫，為非結(jié)構(gòu)貨的文檔增加一個(gè)新字段是很快速的操作，并且不會(huì)影響到已有數(shù)據(jù)另外一個(gè)好處當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，是將不在需要由DBA修改表結(jié)構(gòu)。

沒有DBA(數(shù)據(jù)庫管理員)支持

如果沒有專職的DBA，并且準(zhǔn)備不使用標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系型思想（結(jié)構(gòu)化、連接等）來處理數(shù)據(jù)，那么MongoDB將會(huì)是你的首選。MongoDB對(duì)于對(duì)像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)非常方便，類可以直接序列化成JSON存儲(chǔ)到MongoDB中。 但是需要先了解一些最佳實(shí)踐，避免當(dāng)數(shù)據(jù)變大后，由于文檔設(shè)計(jì)問題而造成的性能缺陷。

個(gè)人理解

MySQL提供更強(qiáng)的事務(wù)保證，即更好的一致性，對(duì)一致性要求較高的場(chǎng)景（如：支付，訂單等），MySQL更能勝任。但依賴數(shù)據(jù)庫(MySQL)自身的特性，完成數(shù)據(jù)的擴(kuò)展是較困難的事（難以實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)展），同時(shí)規(guī)范化的數(shù)據(jù)模型導(dǎo)致更多表關(guān)聯(lián)（降低性能），從而需要更多鍵和索引（占用內(nèi)存）。隨著數(shù)據(jù)庫的增長，性能可能開始成為問題。

MongoDB數(shù)據(jù)具有靈活的架構(gòu)，集合不會(huì)強(qiáng)制執(zhí)行文檔結(jié)構(gòu)，同時(shí)很容易依賴其自帶的特性（內(nèi)建了多種數(shù)據(jù)分片的特性）實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)展，適合業(yè)務(wù)系統(tǒng)中有大量“低價(jià)值”數(shù)據(jù)的場(chǎng)景。但是應(yīng)當(dāng)避免在高事務(wù)安全性的系統(tǒng)中使用MongoDB。

擴(kuò)展

• 垂直擴(kuò)展：提升單機(jī)處理能力。
• 水平擴(kuò)展：只要增加服務(wù)器數(shù)量，就能線性擴(kuò)充系統(tǒng)性能。

參考

• 基于行存儲(chǔ)和列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫
• MongoDB和MySQL對(duì)比(譯)
• NoSQL教程：了解NoSQL的功能，類型，含義，優(yōu)勢(shì)
• 對(duì)比mysql,什么場(chǎng)景更適用Mongodb

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MySQL、MongoDB、列数据库的区别及应用场景的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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