数据库选择指南:SQL与NoSQL的对比

在选择购买数据库时,需要考虑多种因素。市面上有众多商业数据库可供选择,每种都有其特定的客户优势。SQL(关系型数据库)和NoSQL(非关系型数据库)是两种主要类型的数据库。本文将探讨它们之间的区别以及它们如何帮助开发者。

许多人对关系型数据库管理系统(RDBMS)和与之通信的SQL(结构化查询语言)都很熟悉,从分析师、工程师到IT决策者。虽然这些名称指的是一个数十年前就开始使用的范式,至今仍被广泛使用,但今天可用的数据库系统的范围和深度可能会令人不知所措。

随着非结构化数据量的增长、存储和处理能力的提升以及分析需求的变化,人们对根本不同的技术产生了兴趣。这些作为传统RDBMS流行替代品的技术,统称为NoSQL,显示出对一系列现代用例的承诺。

从业者应该了解SQL、NoSQL、各个数据库管理系统(DBMS)和语言之间的区别,以及每种技术最适合的上下文和如何变化,以便做出明智的决策,选择使用哪种技术。

什么是SQL数据库?

结构化查询语言(SQL)是一种特定领域的编程语言,用于查询和操作SQL数据库中的关系数据。关系模型的核心是将数据抽象为一组元组,这些元组被分组到关系中,允许对数据的实际表示和访问路径进行抽象。

SQL编程包括插入、搜索、更新和删除数据库记录。SQL用于关系数据库,如MySQL数据库、Oracle、MS SQL Server、Sybase等。

SQL数据库的优点包括灵活的查询、减少的数据存储足迹和强大的、被广泛理解的数据完整性语义。缺点包括僵化的数据模型、单点故障和有限的水平可扩展性。

什么是NoSQL数据库?

NoSQL是“不仅仅是SQL”或“不是SQL”的缩写。1998年,Carl Strozz首次提出了“NoSQL”一词。传统的RDBMS使用SQL语法存储和检索数据以供进一步分析。另一方面,NoSQL数据库系统是一组可以存储结构化、半结构化、非结构化和多态数据的数据库。

NoSQL数据库的优点包括高性能、灵活的数据模型、高级数据抽象和动态模式以适应非结构化数据。缺点包括分布式系统问题、访问模式缺乏灵活性和对ACID约束的模糊解释。

SQL与NoSQL

在选择现代数据库时,一个重要因素是考虑使用关系型(SQL)或非关系型(NoSQL)数据结构。虽然两者都是吸引人的选择,但有几个关键区别是客户在决定之前应该检查的。

以下是SQL和NoSQL之间的五个关键区别:SQL指的是关系数据库,而NoSQL指的是非关系数据库。SQL数据库使用结构化查询语言,并且有定义的模式。NoSQL数据库使用动态模式来处理非结构化数据。NoSQL数据库可以水平扩展,而SQL数据库可以垂直扩展。SQL数据库基于表,而NoSQL数据库基于文档、键值、图或宽列存储。SQL数据库的多行事务是其强项,而非结构化数据如文档和JSON是NoSQL数据库的强项。

数据库架构

这两种系统之间的主要区别在于SQL数据库是关系型的,而NoSQL数据库是非关系型的。

数据库模式和查询语言

SQL数据库包含一个预定义的模式来定义和操作数据,并使用结构化查询语言。SQL是最通用和广泛使用的查询语言之一,使其成为许多应用程序的安全选择。它非常适合变量很多的查询。另一方面,SQL可能过于限制性。在处理数据之前,必须首先使用指定的模式确定其结构。所有数据都必须以相同的方式组织。如果想更改数据结构,这将是困难的,并且会破坏整个系统。

NoSQL数据库具有动态模式,以多种方式存储非结构化数据。可以使用列式、文档式、基于图的或键值存储来存储数据。

可扩展性

大多数SQL数据库可以通过使用现有硬件的处理能力来垂直扩展。NoSQL数据库采用主从架构,允许它们通过添加更多服务器或节点来水平扩展。这些是很好的概括;然而,请记住以下内容:

SQL数据库也可以水平扩展,尽管分片或分区逻辑通常留给用户,并且不受良好支持。

虽然许多NoSQL系统依赖于主从架构,但也有其他垂直扩展的可能性。

更有效的数据结构节省可以轻松抵消可扩展性劣势;最重要的是了解用例并相应设计。

结构

SQL数据库模式通常反映关系型、表格数据,一致性和完整性标准到位。它们有带有列(属性)和行(记录)的表,并且键具有有限的逻辑关联。

NoSQL数据库不必遵循这种格式,尽管它们通常属于以下四类之一:

<p>列式数据库将面向行的RDBMS转换为面向列的数据库,使高效存储高维数据和具有多个属性的单个记录成为可能。</p> <p>键值存储是字典,允许使用唯一的键访问各种对象。</p> <p>半结构化数据存储在文档存储中:包含其基本信息的对象,并且可以彼此完全不同。</p> <p>图数据库向文档添加关系,允许高效遍历高度连接的数据集。</p>

SQL与NoSQL:何时使用

何时使用SQL?SQL是与关系数据库管理系统通信的最简单语言。分析和定制行为相关的会话,创建独特的仪表板,允许快速存储和检索数据库中的数据。当想使用连接并运行复杂查询时,这是方法。

何时使用NoSQL?当不需要ACID帮助时,当传统的RDBMS模型不足时,需要灵活模式的数据,不需要实现数据库约束和验证逻辑时,应该使用它。它用于跟踪来自各种来源的数据日志,用于保存购物车、愿望清单和会话信息等临时数据。

以下是描述收藏中的一辆汽车的文档:

{ "_id" : ObjectId("600c626932e0e"), "year" : "2018", "make" : "ford", "color" : "white", "km" : 2200, "price" : 42000 }

SQL中的一行标识一个数据点(在这种情况下,是一辆汽车)。

year make color km price 2018 ford white 2200 42000 > db.car.find( {make: "ford"} ).limit(1).pretty() { "_id" : ObjectId("600c63cf32e0e"), "year" : "2018", "make" : "ford", "colour" : "white", "km" : 2200, "price" : 42000 } mysql> select * from car -> where make = "ford" -> limit 1; year make colour km price 2018 ford white 2200 42000
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