NoSQL数据库探讨之一-为什么要用非关系数据库？.pdf

NoSQL数据库，全称为"Not Only SQL"，是近年来在应对互联网大规模、高并发、高可扩展性和高可用性需求背景下发展起来的一种非关系型数据库。相比于传统的SQL关系数据库，NoSQL数据库提供了不同的数据模型和存储机制，以解决特定场景下的性能、可扩展性和存储问题。 在web2.0时代，诸如社交网络（SNS）、博客、论坛等网站的崛起，使得数据库面临着前所未有的挑战。关系数据库由于其固有的设计限制，如ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务、表关联查询等特性，对于处理高并发读写、海量数据存储以及高可扩展性需求显得力不从心。 高并发读写性能是NoSQL数据库的一大优势。在web2.0网站中，实时动态内容的生成使得数据库必须处理大量的并发读写操作。关系数据库在应对大量写入请求时，由于磁盘I/O的限制，其性能会显著下降。而NoSQL数据库，如Key-Value存储系统Redis、Tokyo Cabinet和Flare，通过内存存储和高效的键值查找算法，能够实现极高的并发读写性能。 NoSQL数据库在处理海量数据存储方面表现出色。例如，Facebook、Twitter等社交平台每天产生的用户动态数据量巨大，关系数据库在这样的大数据量下进行SQL查询会变得低效。NoSQL数据库如MongoDB、Cassandra和HBase，采用分布式存储和列族模型，可以轻松处理PB级别的数据，同时保持良好的查询效率。 再者，高可扩展性和高可用性是NoSQL数据库的重要特征。在基于web的架构中，数据库的扩展性是最难实现的，而NoSQL数据库通常支持水平扩展，允许通过增加服务器节点来提升性能和负载能力。比如，Cassandra和HBase利用分布式哈希表（DHT）实现数据的自动分片和复制，从而保证系统的高可用性。 NoSQL数据库还降低了对事务一致性和实时性的需求。许多web实时系统并不强求严格的事务管理，对读写一致性要求较低。例如，发布一条消息后，延迟几秒或更长时间才被订阅者看到是可接受的。这使得NoSQL数据库可以牺牲一定的事务性来换取更高的性能。 此外，NoSQL数据库避免了复杂的SQL查询，尤其是多表关联查询。大多数web应用主要进行单表主键查询和简单条件分页查询，这使得NoSQL数据库的查询更为简单且高效。 NoSQL数据库的种类繁多，如Redis（内存数据结构存储）、Tokyo Cabinet（磁盘存储的键值数据库）、Cassandra（Facebook开发的分布式数据库）、MongoDB（文档型数据库）、HBase（Google Bigtable的开源实现）等，它们分别针对不同的应用场景和需求，体现了NoSQL数据库的多样性。 总结而言，NoSQL数据库的出现，是为了应对现代互联网环境中的特殊挑战，提供了一种不同于传统关系数据库的解决方案。通过牺牲部分事务性、实时性和复杂的SQL功能，NoSQL数据库在高并发、大数据量和高可扩展性场景下展现了强大的生命力，成为现代web开发中不可或缺的工具。