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架構設計之大數(shù)據(jù)架構（Lambda架構、Kappa架構）文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-738687.html
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一. 什么是NoSQL？
NoSQL(Not-onlySQL)：不僅僅只是SQL，泛指非關系型的數(shù)據(jù)庫。
是對關系型數(shù)據(jù)庫的補充和完善，它不使用傳統(tǒng)的表格模式，而是使用其他的數(shù)據(jù)模型來存儲數(shù)據(jù)。NoSQL數(shù)據(jù)庫非常適合處理大規(guī)模的非結構化或半結構化數(shù)據(jù)，具有高可擴展性、高靈活性、高性能、高可用性等特點。常見的NoSQL數(shù)據(jù)庫包括MongoDB、Cassandra、Redis等。
二. NoSQL分類
- 鍵值（key-value）
- 這種類型的數(shù)據(jù)庫有Redis、Memcached、Tokyo Cabinet/Tyrant、Voldement、Oracle BDB
- 典型應用場景：內(nèi)容緩存，主要用于處理大量數(shù)據(jù)的高訪問負載，也用于一些日志系統(tǒng)等等。
- 數(shù)據(jù)模型：key 指向 value 的鍵值對，通常用hash table來實現(xiàn)。
- 優(yōu)點：查找速度快。
- 缺點：數(shù)據(jù)無結構化，通常只被當作字符串或者二進制數(shù)據(jù)。
- 列存儲數(shù)據(jù)庫
- 這種類型的數(shù)據(jù)庫有Hbase、Cassandra、Riak
- 典型應用場景：分布式的文件系統(tǒng)。
- 數(shù)據(jù)模型：以列簇式存儲，將同一列數(shù)據(jù)存在一起。
- 優(yōu)點：查找速度快，可擴展性強，更容易進行分布式擴展。
- 缺點：功能相對局限。
- 文檔型數(shù)據(jù)庫
- 這種類型的數(shù)據(jù)庫有MongoDB、CouchDB
- 典型應用場景：Web應用（與key-value類似，value是結構化的，不同的是數(shù)據(jù)庫能夠了解value內(nèi)容）
- 數(shù)據(jù)模型：key-value對應的鍵值對，value為結構化數(shù)據(jù)。
- 優(yōu)點：數(shù)據(jù)結構要求不嚴格，表結構可變，不需要像關系型數(shù)據(jù)庫一樣預先定義表結構。這種數(shù)據(jù)庫類型按照文檔格式（如JSON、XML等）來存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間可以有嵌套關系，具有更好的靈活性，支持各種復雜的數(shù)據(jù)結構。支持動態(tài)模式、可擴展性好、數(shù)據(jù)結構靈活。
- 缺點：查詢性能不高，而且缺乏統(tǒng)一的查詢語法。
- 圖形數(shù)據(jù)庫（Graph）
- 這種類型的數(shù)據(jù)庫有Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph
- 典型應用場景：社交網(wǎng)絡，推薦系統(tǒng)等。專注于構建關系圖譜。
- 數(shù)據(jù)模型：圖結構。
- 優(yōu)點：利用圖結構相關算法。比如最短路徑尋址，N度關系查找等。
-
缺點：很多時候需要對整個圖做計算才能得出需要的信息，而且這種結構不太好做分布式存的集群方案。
三. NoSQL與關系數(shù)據(jù)庫有什么區(qū)別
| 對比維度 | 關系數(shù)據(jù)庫 | NoSQL |
|---|---|---|
| 應用領域 | 面向通用領域 | 特定應用領域 |
| 數(shù)據(jù)容量 | 有限數(shù)據(jù) | 海量數(shù)據(jù) |
| 數(shù)據(jù)類型 | 結構化數(shù)據(jù)（二維表） | 非結構化數(shù)據(jù) |
| 并發(fā)支持 | 支持并發(fā)，但性能低 | 高并發(fā) |
| 事務支持 | 高事務性 | 弱事務性 |
| 擴展方式 | 向上擴展 | 向外擴展 |
與關系型數(shù)據(jù)庫相比，NoSQL數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)之間的關系的處理更加靈活，因此可以滿足更多種類的應用場景，例如大數(shù)據(jù)、云計算、分布式存儲等。
四. NoSQL主要優(yōu)勢和缺點
主要優(yōu)勢：
（1）避免不必要的復雜性
（2）高吞吐量
（3）高水平擴展能力和低端硬件集群
（4）避免了昂貴的對象-關系映射
缺點：
（1）數(shù)據(jù)模型和查詢語言沒有經(jīng)過數(shù)學驗證
（2）不支持ACID特性
（3）功能簡單
（4）沒有統(tǒng)一的查詢模型
五. NoSQL體系框架
NoSQL數(shù)據(jù)庫整體框架分為四層，分別為數(shù)據(jù)持久層（data persistence）、整體分布層（data distribution model）、數(shù)據(jù)邏輯模型層（data logical model）和接口層（interface），這四層之間是相輔相成，協(xié)調(diào)工作。
數(shù)據(jù)持久層定義了數(shù)據(jù)的存儲形式，主要包括基于內(nèi)存、硬盤、內(nèi)存與硬盤相結合、訂制可插拔四種形式。基于內(nèi)存形式的數(shù)據(jù)存取速度最快，但可能會造成數(shù)據(jù)丟失；基于硬盤的數(shù)據(jù)可能保存很久，但存取速度較基于內(nèi)存的形式慢；內(nèi)存和硬盤相結合的形式，結合了前兩種形式的優(yōu)點，既保證了速度，又保證了數(shù)據(jù)不丟失；訂制可插拔則保證了數(shù)據(jù)存取具有較高的靈活性。
整體分布層定義了數(shù)據(jù)是如何分布的，相對于關系型數(shù)據(jù)庫，NoSQL可選的機制比較多，主要有三種形式：一是CAP支持，可用于水平擴展。
數(shù)據(jù)邏輯模型層定義了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和操作方式，主要包括文檔、鍵值對、圖像、列存儲等。
接口層定義了與數(shù)據(jù)訪問相關的接口，包括查詢、索引、事務、權限等。
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