大多数开发者对关系型数据库都很熟悉,在这些数据库中,表格用于定义数据集的结构,通过共享列/数据将表格链接在一起以建立关系。
相比之下,NoSQL("非SQL")数据库,如MongoDB,使用的是灵活的模型来存储数据。但仅仅因为NoSQL数据库不是传统的,并不意味着它不能存储关系型数据——它以不同的方式存储相同的数据,在某些情况下,甚至更有效率。
由于NoSQL数据库是为了解决互联网时代复杂的数据库问题而构建的,许多NoSQL数据库在处理关系型数据的同时,还提供了更现代的功能,例如:
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许多开发者习惯于使用关系型数据库管理系统(RDBMS)数十年来,可能没有意识到NoSQL数据库(如NoSQL数据库)为当今互联网应用程序带来的优势。NoSQL数据库的优点包括
能够轻松适应随着应用程序的增长和变化而演变的模式和数据模型。
针对分散在多个数据存储中的大量数据进行扩展。
查询复杂相关数据的高速性能。
支持通过复杂查询进行数据分析操作。
灵活的部署选项——本地、私有云或公共云。
目前主要有以下四种类型
文档数据库具有非常灵活的数据模型——文档——它可以在每条记录之间变化。它们以JSON(JavaScript对象表示法)或BSON(二进制JSON)数据格式存储数据,这为处理各种类型的数据提供了灵活性。这些数据库适用于各种用例,可以使用多键、地理空间和全文搜索进行复杂的查询。例如,MongoDB这样的文档数据库采用扩展架构部署,使其可以在本地或云中运行。
键值存储采用简单的模式,数据以简单的键值对集合的形式存储。键是唯一的,与键关联的值可以是简单的原始数据类型,也可以是复杂对象。由于这种简单的模型,键值存储在读取和写入方面都可以非常快,并且易于扩展。
宽列存储以行和列的格式捕获大量数据。虽然它们被认为是NoSQL数据库,但它们的格式使它们类似于关系数据库。它们与关系数据库的不同之处在于,并非每行都需要有相同数量的列。宽列存储通常构建用于处理需要查询聚合的大数据用例。
图数据库具有根本不同的结构,数据元素及其关系以图的形式(如在图论中,而不是线图)存储。可以使用复杂的查询来确定数据点之间以及数据点簇之间多种类型的关系。
NoSQL数据库最适合现代应用程序,其中数据模型经常演变,可扩展性至关重要。
NoSQL数据库通常用于敏捷项目,因为模式变更(这是常见的)不需要太多开销。这允许开发者专注于业务逻辑和算法,而不是处理模式更新。如果您预计您的应用程序的数据模型需要保持灵活性以适应随时间的变化,NoSQL数据库的灵活模式方法——特别是文档数据库——可能非常适合您的需求。
最后,可扩展性是选择NoSQL数据库的主要原因之一。NoSQL数据库已被设计为易于水平扩展,无需专门的第三方组件。例如,MongoDB支持开箱即用的分片。无论是需要支持数百个用户还是数亿用户,NoSQL数据库都可以无缝扩展。
最适合您需求的NoSQL数据库类型最终集中在几个主要关注点上:事务、数据模型、查询性能、扩展性和部署。以下表格列出了每个这些关注点或何时使用一种类型的NoSQL数据库而不是另一种类型的独特方法。
数据库类型 | 文档数据库 | 键值存储 | 宽列存储 | 图数据库 |
---|---|---|---|---|
示例提供 | MongoDB | Redis | Apache HBase | Neo4J |
事务 | 支持ACID事务。 | 支持ACID事务。 | 不支持事务,但保证行级别的原子性。 | 支持ACID事务。 |
数据模型 | 当数据通过一组相互关联的对象建模时最佳,其数据结构的灵活性使其成为良好的通用数据库。文档可以包含嵌套结构来捕获复杂数据。 | 对于频繁的高速访问相同的数据块非常出色,即使这些数据块很大。 | 对于非常大的数据集最佳,查询模式可预测,通常用于支持聚合和分析。 | 当需要存储和查询关于相关数据之间连接的数据时适用,例如在社交网络环境中。 |
查询性能 | 与键值存储类似,可以快速检索单个文档,但也可以支持具有聚合管道的复杂查询。 | 当查询不复杂时,可以瞬时检索;对于缓存用例很有用。 | 在特定列上聚合值时表现优异,具有强大的压缩和内存支持。 | 适用于简单查询,同时在回答关于数据连接的问题时也高效;在分析数据和确定相关对象簇方面表现出色。 |
所有四种类型的NoSQL数据库都采用了类似的方法:它们支持水平扩展,通过内存支持和从节点集群中服务的分布式系统来实现。同样,所有四种NoSQL数据库都可以作为自管理的系统在本地、私有云或公共云中的DBaaS进行部署。
由于所有类型的NoSQL数据库在RDBMS上提供了类似的优点,我们发现选择哪种类型的NoSQL数据库主要取决于您的数据模型和查询需求。
每种NoSQL数据库类型都有自己的优缺点,您的选择应取决于您的实际用例。然而,对于大多数现代网站来说,理想的NoSQL数据库是文档存储,因为它们支持大多数通用用例。
文档数据库特别适合网站,因为它能够支持单个文档内的复杂数据结构和父子关系。由于文档数据库以JSON/BSON或类似格式存储原始对象,因此不需要引入对象关系映射器(ORM)或对象文档映射器(ODM)。
作为网站和API端点的最高效的NoSQL数据库选项,MongoDB易于上手,并且可以随着您的网站一起成长和发展。MongoDB已经与Python、PHP、Node、Java、Golang等流行的Web编程语言有出色的集成。此外,还有几个库帮助使用MongoDB与各种Web框架(如Laravel或Ruby on Rails)一起使用。
MongoDB PHP驱动程序连接到托管在MongoDB Atlas、企业版和社区版中的部署。它由两个组件组成:扩展和库。这是我们最初支持的语言之一!
MongoDB有两种Kotlin驱动程序:适用于使用协程的Kotlin应用的Kotlin Coroutine驱动程序,以及适用于同步Kotlin应用的Kotlin Sync驱动程序。这使得MongoDB成为Kotlin最受欢迎的NoSQL数据库。
当您决定为您的网站或Web应用程序使用MongoDB时,处理设置和基础设施可能会感到有些令人畏惧。如果您只想专注于构建应用程序,则可以使用数据库作为服务(DBaaS)来卸载基础设施问题。您可以让MongoDB处理数据库管理,而您的开发团队则专注于他们最擅长的事情。
Atlas是MongoDB的全托管DBaaS服务。这意味着您可以通过注册并开始使用MongoDB数据库,而不需要自己部署和管理集群。您可以通过几个简单的点击来决定如何扩展和增长您的集群。MongoDB Atlas还提供免费层,允许您学习和实验平台,甚至不需要提供信用卡详情。
您还可以选择使用哪个云服务提供商来部署您的集群。因此,如果您的应用程序已经在Amazon AWS、Microsoft Azure或Google Cloud上运行,那么MongoDB Atlas可以无缝部署在同一云中,并安全地与您的应用程序连接。
NoSQL数据库使我们能够创建可以扩展以处理大量数据和大量用户的程序。它们支持跨行业的广泛用例。然而,由于存在如此多的不同NoSQL数据库,决定使用哪一个并不容易。
在选择通用型Web应用的数据库时,例如,文档数据库是理想的选择。它们支持多种数据结构,而不需要实现宽列存储的开销。此外,它们还享有复杂查询能力和简单扩展的优点。
MongoDB Atlas允许开发者在不管理数据库基础设施的情况下构建应用,同时使用他们偏好的任何编程语言。
最适合您项目的最佳NoSQL数据库将取决于您的需求。为了选择适合您的正确NoSQL数据库,请考虑事务、数据模型、查询性能、扩展和部署。
它集成了包括Python、PHP、Node、Java、Kotlin和Golang在内的流行语言。