使用NoSQL数据库示例

本文概述

• 什么是NoSQL数据库？
• NoSQL数据库(非关系数据库)如何工作？
• 为什么我们需要NoSQL数据库？
• 广泛的功能
• SQL(关系)和NoSQL(非关系)的比较

什么是NoSQL数据库？

NoSQL数据库是专门为特定数据模型设计的, 并具有灵活的架构, 可让你开发现代应用程序。 NoSQL数据库被广泛用于简化各种规模和任何在线服务的开发, 功能和性能：从像ASOS这样的在线服装商店到像EssayShark这样的大学论文写作服务, 学生都可以从作家那里获得合格的大学论文帮助。他们使用各种数据模型, 包括文档, 图形, 搜索, 使用键值对以及将数据存储在内存中。

NoSQL数据库(非关系数据库)如何工作？

如前所述, 在NoSQL数据库中, 各种数据模型用于访问和管理数据, 包括文档, 图形, 搜索, 使用键值对以及数据存储在内存中。这些类型的数据库针对使用大量数据, 需要低延迟和灵活的数据模型的应用程序进行了优化。所有这些都是通过减轻其他类型数据库的严格数据一致性要求来实现的。

让我们考虑一个简单的书籍数据库的典型架构示例。

-在关系数据库中, 书本条目通常分为几个部分(或”归一化”)并存储在单独的表中, 它们之间的关系由主键和外键的约束确定。在此示例中, “书”表中的”作者”表中有” ISBN”, “书名”和”问题编号”列-“作者的ID”和”作者名”列以及”作者”中–” ISBN”表-“作者”和” ISBN”列。关系模型旨在确保数据库中表之间的参考数据的完整性。数据经过标准化处理以减少冗余, 并且通常针对存储进行了优化。

-NoSQL数据库中的书籍记录通常存储为JSON文档。对于每本书或元素, 值” ISBN”, “书名”, “出版物编号”, “作者姓名”和”作者ID”都作为属性存储在单个文档中。在此模型中, 为直观设计和水平可伸缩性优化了数据。

为什么我们需要NoSQL数据库？

NoSQL数据库非常适合许多现代应用程序, 例如移动, 游戏和Internet应用程序, 此时需要具有高性能和丰富功能的灵活, 可伸缩的数据库, 以提供最大的可用性。

灵活性

通常, NoSQL数据库提供了灵活的架构, 使你可以更快地开发并为分阶段实施提供机会。由于使用了灵活的数据模型, NoSQL数据库非常适合于部分结构化和非结构化数据。

可扩展

NoSQL数据库旨在使用分布式硬件集群进行扩展, 而不是添加昂贵的可靠服务器。一些云服务提供商在后台执行这些操作, 以提供完全托管的服务。

高性能

NoSQL数据库针对特定数据模型(例如, 文档, 图形或使用键值对)和访问模式进行了优化, 与关系数据库相比, 可以实现更高的性能。

广泛的功能

NoSQL数据库为API和数据类型提供了广泛的功能, 这些功能是专门为相关数据模型设计的。

NoSQL数据库类型

基于键值对的数据库。

使用键值对的数据库可保持较高的可分离性, 并提供其他类型的数据库无法实现的前所未有的水平扩展。键值数据库使用的好例子是游戏, 广告软件和物联网应用程序。 Amazon DynamoDB可确保稳定的数据库操作, 并且在任何规模上的延迟都不会超过几毫秒。如此稳定的性能是将Snapchat Stories转移到DynamoDB服务的主要原因, 因为Snapchat的这种可能性与存储中记录的最大负载有关。

文献。

在应用程序代码中, 数据通常以类似于JSON的格式表示为对象或文档, 因为对于开发人员而言, 它是一种高效且直观的数据模型。文档数据库允许开发人员使用他们在应用程序代码中使用的相同文档模型在数据库中存储和检索数据。文档和文档数据库的灵活, 半结构化, 分层的性质使它们可以根据应用程序的需求进行发展。该文档模型可以在目录, 用户配置文件和内容管理系统中很好地工作, 其中每个文档都是唯一的, 并且会随时间变化。 Amazon DocumentDB(与MongoDB兼容)和MongoDB是常见的文档数据库, 它们为敏捷开发提供功能和直观的API。

图形数据库。

图形数据库简化了使用复杂数据集的应用程序的开发和启动。使用图数据库的典型示例是社交网络, 推荐服务, 欺诈检测系统和知识图。 Amazon Neptune是一种完全托管的图形数据库服务。 Neptune支持属性图和资源描述框架(RDF), 提供了两个图API可供选择：TinkerPop和RDF / SPARQL。常见的图形数据库包括Neo4j和Giraph。

内存中的数据库。

通常, 游戏和广告应用程序使用排行榜, 实时会话存储和分析。这种功能需要在几微秒内做出响应, 并且随时都有可能急剧增加流量。 Amazon ElastiCache提供Memcached和Redis用于处理无法使用磁盘存储处理的高性能, 低延迟工作负载。这种工作量是麦当劳网络的特征。专门开发的数据仓库的另一个示例是Amazon DynamoDB Accelerator(DAX)。 DAX使DynamoDB读取数据的速度提高了几倍。

搜索数据库。

许多应用程序会生成日志, 以使开发人员更轻松地进行故障排除和修复问题。 Amazon Elasticsearch Service(Amazon ES)是一项专门开发的服务, 用于通过索引, 汇总和部分搜索结构化日记帐和指标来以近实时模式可视化和分析自动生成的数据流。 Amazon ES还是功能强大的高性能全文搜索引擎。 Expedia为各种特别重要的用例使用了150多个Amazon ES域, 30 TB数据和300亿份文档-从运营监控和故障排除到跟踪分布式应用程序堆栈和优化成本。

SQL(关系)和NoSQL(非关系)的比较

数十年来, 关系数据模型已在应用程序开发中发挥了重要作用, 该关系数据模型已用于关系数据库(例如Oracle, DB2, SQL Server, MySQL和PostgreSQL)中。但是在2000年代中后期, 其他数据模型开始获得明显的普及。为了引用新兴的数据库和数据模型类, 引入了术语” NoSQL”。通常, ” NoSQL”被用作术语”非关系”的同义词。

NoSQL数据库的类型很多, 具有各种功能, 但是下表显示了NoSQL数据库和SQL之间的主要区别。