高性能NoSQL

笔记

  • 关系数据库的缺点:

    1. 关系数据库存储的是行记录,无法存储数据结构。
    2. 关系数据库的 schema 扩展很不方便。修改表结构时会锁表。
    3. 关系数据库在大数据场景下 I/O 较高。如果对一些大量数据的表进行统计之类的运算,关系数据库的 I/O 会很高。
    4. 关系数据库的全文搜索功能比较弱。关系数据库的全文搜索只能使用 like 进行整表扫描匹配,性能非常低。
  • NoSQL 方案带来的优势,本质上是牺牲 ACID 中的某个或者某几个特性。将 NoSQL 作为 SQL 的一个有力补充。

  • K-V 存储

    1. Redis 是 K-V 存储的典型代表。Redis 的 Value 是具体的数据结构,包括 string、hash、list、set、sorted set、bitmap 和 hyperloglog,所以常常被称为数据结构服务器。
    2. Redis 的缺点主要体现在并不支持完整的 ACID 事务,Redis 的事务只能保证隔离性和一致性(I 和 C),无法保证原子性和持久性(A 和 D)。
  • 文档数据库

    1. MongoDB是典型实现。
    2. 文档数据库最大的特点就是 no-schema,可以存储和读取任意的数据。目前绝大部分文档数据库存储的数据格式是 JSON。
    3. 文档数据库的这个特点,特别适合电商和游戏这类的业务场景。
    4. 缺点:
      不支持事务。
      无法实现关系数据库的 join 操作。
  • 列式数据库

    1. 列式数据库就是按照列来存储数据的数据库,关系数据库是按照行来存储数据的。
    2. 列式数据库的优点:
      • 只操作几列时,节省IO。
      • 具备更高的存储压缩比,能够节省更多的存储空间。
  1. 列式数据库的缺点:
    • 列式存储的随机写效率要远远低于行式存储的写效率。
  2. 行式数据库的优点:
    • 业务同时读取多个列时效率高,因为这些列都是按行存储在一起的,一次磁盘操作就能够把一行数据中的各个列都读取到内存中。
    • 能够一次性完成对一行中的多个列的写操作,保证了针对行数据写操作的原子性和一致性;否则如果采用列存储,可能会出现某次写操作,有的列成功了,有的列失败了,导致数据不一致。
  • 全文搜索引擎
    1. 传统的关系型数据库通过索引来达到快速查询的目的,但是在全文搜索的业务场景下,索引也无能为力。要满足各种查询条件的组合,需要创建太多索引。
    2. 全文搜索引擎的技术原理被称为“倒排索引”(Inverted index),也常被称为反向索引、置入档案或反向档案,是一种索引方法,其基本原理是建立单词到文档的索引。“正排索引”的基本原理是建立文档到单词的索引。
    3. 全文搜索引擎的索引对象是单词和文档。

理解与思考

  1. NOSQL又是一个内容较多的技术簇。
  2. 没有最好,只有最适合。每种业务场景都有适合的技术。
  3. 针对业务场景选取合适的技术。这对技术和经验要求都很高。唯有勤学苦练才能应对一二。

课后思考题

有人认为 NoSQL = No SQL,架构设计的时候无需再使用关系数据库,对此你怎么看?
要看业务场景,NoSQL和关系数据库都有自己的适用场景。如果业务对ACID要求较严格,则必须使用关系数据库,其他场景可以酌情适用对应的NOSQL技术。

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