1. NoSQL簡介
1.1 什么是NoSQL
NoSQL(NoSQL= Not Only SQL),意即“不僅僅是SQL",是一項全新的資料庫理念,泛指非關系型的資料庫,
1.2 為什么需要NoSQL
隨著互聯網web2.0網站的興起,非關系型的資料庫現在成了一個極其熱門的新領域,非關系資料庫產品的發展非常迅速,而傳統的關系資料庫在應付web2.0 網站,特別是超大規模和高并發的SNS型別的web2.0純動態網站已經顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問題,例如:
1.2.1 High performance-對資料庫高并發讀寫的需求
web2.0網站要根據用戶個性化資訊來實時生成動態頁面和提供動態資訊,所以基本上無法使用動態頁面靜態化技術,因此資料庫并發負載非常高,往往要達到每秒上萬次讀寫請求,關系資料庫應付上萬次SQL查詢還勉強頂得住,但是應付上萬次SQL寫資料請求,硬碟10就已經無法承受了,其實對于普通的BBS網站,往往也存在對高并發寫請求的需求,例如網站的實時統計在線用戶狀態,記錄熱門帖子的點擊次數,投票計數等,因此這是一個相當普遍的需求,
1.2.2HugeStorage-對海量資料的高效率存盤和訪問的需求
類似Facebook, twitter, Friendfeed 這樣的SNS網站,每天用戶產生海量的用戶動態,以Friendfeed為例,一個月就達到了2.5億條用戶動態,對于關系資料庫來說,在一張2.5億條記錄的表里面進行SQL查詢,效率是極其低下乃至不可忍受的,再例如大型web網站的用戶登錄系統,例如騰訊,盛大,動輒數以億計的帳號,關系資料庫也很難應付,
1.2.3 High Scalability && High Availability-對資料庫的高可擴展性和高可用性的需求
在基于web的架構當中,資料庫是最難進行橫向擴展的,當一個應用系統的用戶量和訪問量與日俱增的時候,你的資料庫卻沒有辦法像web server 和app server 那樣簡單的通過添加更多的硬體和服務節點來擴展性能和負載能力,對于很多需要提供24小時不間斷服務的網站來說,對資料庫系統進行升級和擴展是非常痛苦的事情,往往需要停機維護和資料遷移,為什么資料庫不能通過不斷的添加服務器節點來實作擴展呢?
NoSQL資料庫的產生就是為了解決大規模資料集合多重資料種類帶來的挑戰,尤其是大資料應用難題,
1.3 主流NoSQL產品

NoSQL 資料庫的四大分類如下:
鍵值(Key-Value)存盤資料庫 :
相關產品: Tokyo Cabinet/Tyrant. Redis. Voldemort. Berkeley DB
典型應用:內容快取, 主要用于處理大量資料的高訪問負載,
資料模型:一 系列鍵值對
優勢:快速查詢
劣勢:存盤的資料缺少結構化
列存盤資料庫 :
相關產品: Cassandra, HBase, Riak
典型應用:分布式的檔案系統
資料模型:以列簇式存盤,將同一列資料存在一起
優勢:查找速度快,可擴展性強,更容易進行分布式擴展
劣勢:功能相對局限
檔案型資料庫 :
相關產品: CouchDB、 MongoDB
典型應用: Web應用(與Key-Value類似,Value是結構化的)
資料模型:一系列鍵值對
優勢:資料結構要求不嚴格
劣勢:查詢性能不高, 而且缺乏統一的查詢語法
圖形(Graph)資料庫:
相關資料庫: Neo4J、 InfoGrid、 Infinite Graph
典型應用:社交網路
資料模型:圖結構
優勢:利用圖結構相關演算法,
劣勢:需要對整個圖做計算才能得出結果,不容易做分布式的集群方案,
1.4 NoSQL特點
在大資料存取上具備關系型資料庫無法比擬的性能優勢,例如:
1.易擴展
NoSQL 資料庫種類繁多,但是一個共同的特點都是去掉關系資料庫的關系型特性,資料之間無關系,這樣就非常容易擴展,也無形之間,在架構的層面上帶來了可擴展的能力,
2.大資料量,高性能
NoSQL 資料庫都具有非常高的讀寫性能,尤其在大資料量下,同樣表現優秀,這得益于它的無關系性,資料庫的結構簡單,
3.靈活的資料模型
NoSQL 無需事先為要存盤的資料建立欄位,隨時可以存盤自定義的資料格式,而在關系資料庫里,增刪欄位是一件非常麻煩的事情,如果是非常大資料量的表,增加欄位簡直就是一個疆夢,這點在大資料量的Web2.0時代尤其明顯,
4.高可用
NoSQL 在不太影響性能的情況,就可以方便的實作高可用的架構,比如Cassandra, HBase模型,通過復制模型也能實作高可用,
綜上所述,NoSQL 的非關系特性使其成為了后Web2.0時代的寵兒,助力大型Web2.0網站的再次起飛,是一項全新的資料庫革命性運動,
2. MongoDB簡介
MongoDB是一個基于分布式檔案存盤的NoSQL資料庫,
由C++語言撰寫,運行穩定,性能高,
旨在為WEB應用提供可擴展的高性能資料存盤解決方案,
2.1 MongoDB特點
模式自由:可以把不同結構的檔案存盤在同一個資料庫里
面向集合的存盤:適合存盤JSON風格檔案的形式
完整的索引支持:支持完全索引,包含內部物件,
復制和高可用性:支持服務器之間的資料復制,支持主從模式及服務器之間的相互復制,復制的主要目的是提供冗余及自動故障轉移
自動分片:支持云級別的伸縮性:自動分片功能支持水平的資料庫集群,可動態添加額外的機器
豐富的查詢:支持豐富的表達方式,查詢指令使用JSON形式的標記,可輕易查詢檔案中的內嵌的物件及陣列
快速就地更新:查詢優化器會分析查詢運算式,并生成一個高效的查詢計劃,
高效的傳統存盤方式:支持二進制資料及大型物件(如照片或圖片)
2.2 MongoDB歷史
2007年10月,MongoDB由10gen團隊所發展,2009年2月首度推出,
2012年05月23日,MongoDB2.1 開發分支發布了! 該版本采用全新架構,包含諸多增強,
2012年06月06日,MongoDB 2.0.6 發布,分布式檔案資料庫,
2013年04月23日,MongoDB 2.4.3 發布,此版本包括了一些性能優化,功能增強以及bug修復,
2013年08月20日,MongoDB 2.4.6 發布,
2013年11月01日,MongoDB 2.4.8 發布,
……
2.3 MongoDB優點
到目前為止,MongoDB是一個新的和普遍使用的資料庫, 它是一個基于檔案的非關系資料庫提供程式,
關系資料庫具有典型的架構設計,可以顯示表的數量以及這些表之間的關系,而在MongoDB中則沒有關系的概念,
優點:
MongoDB的獨特功能:MongoDB 的架構較少,它是一個檔案資料庫,它的一個集合持有不同的檔案,
從一個到另一個的檔案的數量,內容和大小可能有差異,
MongoDB 中單個物件的結構很清淅,
MongoDB 中沒有復雜的連接,
MongoDB 提供深度查詢的功能,因為它支持對檔案的強大的動態查詢,
MongoDB 很容易擴展,
它使用內部存盤器來存盤作業集,這是其快速訪問的原因,
應該在哪些場景使用MongoDB呢?使用方便
重量輕/輕量級
比RDBMS快得多
大而復雜的資料
移動和社會基礎設施資料
內容管理和交付
用戶資料管理
資料中心
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