NoSQL 數(shù)據(jù)庫因其功能性、易開發(fā)性和可擴展性而廣受認可。由于其處理大量數(shù)據(jù)的速度和靈活性，它們越來越多地用于大數(shù)據(jù)和實時 Web 應用程序。

但這并不意味著切換到 NoSQL 總是正確的選擇。有些數(shù)據(jù)庫是為小信息和快速讀取而設計的，而其他數(shù)據(jù)庫則適合更大的數(shù)據(jù)集合和更快的處理時間。

本文將介紹 SQL 和 NoSQL 數(shù)據(jù)庫之間的區(qū)別、創(chuàng)建 NoSQL 的原因以及如何決定哪一個最適合您的需求。

什么是 SQL 數(shù)據(jù)庫？

結(jié)構化查詢語言（SQL）在關系數(shù)據(jù)庫中存儲和處理數(shù)據(jù)。各種屬性及其關系在關系數(shù)據(jù)庫的行和列中定義。

20 世紀 70 年代，IBM 開發(fā)了 SQL來連接其 System R 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在整個數(shù)字時代，SQL 數(shù)據(jù)庫一直是后端企業(yè)的主力。

關系數(shù)據(jù)庫使用 SQL 來創(chuàng)建、存儲、更新和檢索數(shù)據(jù)。MySQL、Oracle 和 Sybase 都是使用 SQL 作為核心編程語言的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (RDBMS)。

然而，SQL 數(shù)據(jù)庫缺乏可擴展性和靈活性，不適合實時處理和大數(shù)據(jù)分析。

什么是 NoSQL 數(shù)據(jù)庫？

NoSQL 數(shù)據(jù)庫是一種不使用關系模型的新型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它們是為了處理許多現(xiàn)代企業(yè)面臨的越來越龐大和復雜的數(shù)據(jù)集而開發(fā)的。

在 NoSQL 中，數(shù)據(jù)存儲在專為水平可擴展性而設計的靈活架構中，而不是關系模型中具有行和列的表。這些架構包括 JSON 文檔、鍵值存儲、寬列數(shù)據(jù)庫或圖形數(shù)據(jù)庫。

NoSQL 與 SQL 數(shù)據(jù)庫比較

SQL 和 NoSQL 數(shù)據(jù)庫有一些根本的區(qū)別，例如它們的結(jié)構、模式和可擴展性。

結(jié)構

SQL 數(shù)據(jù)庫是使用結(jié)構化表和 JOIN 來處理數(shù)據(jù)的關系數(shù)據(jù)庫。它們比 NoSQL 數(shù)據(jù)庫慢，因為它們必須將每個查詢轉(zhuǎn)換為針對不同表的多個查詢，然后才能返回結(jié)果。即便如此，它們也更容易理解和維護。

NoSQL 數(shù)據(jù)庫實際上并非“沒有”SQL，而是“不僅僅是”SQL。換句話說，NoSQL 可能支持類似 SQL 的語言或與 SQL 數(shù)據(jù)庫并存，但它使用不同的數(shù)據(jù)模型和查詢語言。

例如，基于文檔的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫使用具有動態(tài)架構的 JSON 類文檔，可以包含任意數(shù)量的字段，因此處理數(shù)據(jù)時無需表格或 JOIN。這使得查詢速度非?？?，并且易于水平擴展，但如果您習慣了 SQL 表的簡單結(jié)構，則排序也會很困難。

架構

NoSQL 數(shù)據(jù)庫提供無模式或動態(tài)模式方法，允許開發(fā)人員存儲數(shù)據(jù)而無需事先定義嚴格的結(jié)構。添加新字段更容易，而不會破壞現(xiàn)有代碼。

這種靈活性使得它比傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫更有效地處理復雜且不斷變化的數(shù)據(jù)模型。然而，查詢和分析非結(jié)構化數(shù)據(jù)卻很困難。

SQL 數(shù)據(jù)庫中的表必須遵循嚴格的架構。這樣可以輕松查詢簡單的關系數(shù)據(jù)，但在需要檢索大量復雜數(shù)據(jù)時就會出現(xiàn)問題。

可擴展性

NoSQL 數(shù)據(jù)庫通過添加更多節(jié)點來水平擴展，而不是通過向集群中的單個節(jié)點添加更多資源（RAM 和 CPU）來垂直擴展。這意味著它們可以無縫地將數(shù)據(jù)分布到多個服務器。在高流量應用程序和大量數(shù)據(jù)中，此功能可提高性能和可用性。

相比之下，SQL 數(shù)據(jù)庫通過向集群中的各個節(jié)點添加更多內(nèi)存和處理能力來垂直擴展。這使得它們更適合處理大型結(jié)構化數(shù)據(jù)集，因為其中每條信息都需要快速的訪問速度。

查詢

顧名思義，SQL 數(shù)據(jù)庫使用結(jié)構化查詢語言結(jié)合 JOIN 操作來有效處理任何規(guī)模和復雜程度的傳入查詢 - 只要它們遵循預定的結(jié)構。

NoSQL 不支持 JOIN，因為它的數(shù)據(jù)不是組織成表的。相反，它提供了針對所使用的特定數(shù)據(jù)模型定制的各種查詢語言和方法。在處理復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構時，這種靈活性使開發(fā)人員能夠比傳統(tǒng) SQL 查詢更有效地訪問、操作和分析數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫事務：ACID 與 BASE

SQL 和 NoSQL 數(shù)據(jù)庫之間的另一個顯著差異是它們的數(shù)據(jù)庫事務處理方法。SQL 數(shù)據(jù)庫使用 ACID（原子性、一致性、隔離性、持久性）模型，可確保強大的事務一致性和完整性。

相比之下，NoSQL 數(shù)據(jù)庫使用 BASE（基本可用、軟狀態(tài)、最終一致性）模型，優(yōu)先考慮可用性和分區(qū)容忍度而不是強一致性。

為什么要創(chuàng)建NoSQL？

NoSQL 數(shù)據(jù)庫是為了應對現(xiàn)代應用程序產(chǎn)生的大量非結(jié)構化數(shù)據(jù)而創(chuàng)建的。

隨著企業(yè)快速積累大量數(shù)據(jù)集，結(jié)構化數(shù)據(jù)和關系模式已不再適用。因此，有必要使用非結(jié)構化數(shù)據(jù)和大規(guī)模對象來更好地捕獲這些信息。

任何 RDBMS 在處理大量數(shù)據(jù)時，響應時間都會變慢。為了解決這個問題，這些信息系統(tǒng)可以通過升級現(xiàn)有硬件來“擴大規(guī)?！?，但這樣做成本非常高。NoSQL 的擴展性更好，而且更具成本效益。

NoSQL 對于非結(jié)構化或非常大的數(shù)據(jù)對象（例如聊天記錄數(shù)據(jù)、視頻或圖像）非常有用。這就是 NoSQL 受到微軟、谷歌、亞馬遜和 Meta 等互聯(lián)網(wǎng)巨頭特別歡迎的原因。

何時使用 NoSQL 與 SQL

為特定項目選擇 NoSQL 還是 SQL 取決于應用程序的要求、數(shù)據(jù)結(jié)構和可擴展性需求。以下是每種方法的適用情況：

何時使用 NoSQL

您可以在以下用例中使用 NoSQL：

• 大數(shù)據(jù)分析： NoSQL 數(shù)據(jù)庫可以高效處理大數(shù)據(jù)分析中產(chǎn)生的海量、多樣化數(shù)據(jù)，為洞察和決策提供快速查詢和處理能力。
• 內(nèi)容管理系統(tǒng) (CMS)： NoSQL 數(shù)據(jù)庫提供了管理內(nèi)容管理系統(tǒng)中不同內(nèi)容類型和元數(shù)據(jù)所需的靈活性和適應性，確保高效存儲和檢索多媒體資產(chǎn)。
• 社交媒體平臺： NoSQL 數(shù)據(jù)庫能夠管理非結(jié)構化數(shù)據(jù)和復雜關系，因此非常適合為社交媒體平臺提供支持，在社交媒體平臺上，用戶生成的內(nèi)容、連接和互動不斷發(fā)展。
• 物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應用： NoSQL 數(shù)據(jù)庫可以高效存儲和處理 IoT 數(shù)據(jù)，確保實時洞察和響應能力。
• 實時應用程序： NoSQL 數(shù)據(jù)庫具有較高的寫入和讀取性能，支持需要立即處理和分析數(shù)據(jù)的實時應用程序，例如即時消息、游戲或直播服務。

何時使用 SQL

對于以下用例來說，SQL 可能仍然更勝一籌：

• 電子商務平臺： SQL 數(shù)據(jù)庫提供電子商務平臺處理大量交易數(shù)據(jù)、產(chǎn)品目錄和客戶信息所需的結(jié)構、一致性和可靠性，確保數(shù)據(jù)的準確性和安全性。
• 人力資源管理系統(tǒng)： SQL 數(shù)據(jù)庫提供必要的數(shù)據(jù)完整性和一致性來管理敏感的員工數(shù)據(jù)（例如工資和福利）。
• 客戶關系管理 (CRM) 系統(tǒng)： SQL 數(shù)據(jù)庫非常適合管理客戶數(shù)據(jù)，例如聯(lián)系人、潛在客戶和銷售，可以高效地查詢和分析數(shù)據(jù)以獲得有價值的見解并改善客戶互動。
• 供應鏈管理系統(tǒng)： SQL 數(shù)據(jù)庫可以有效地跟蹤和管理供應鏈數(shù)據(jù)，包括庫存水平、發(fā)貨和供應商信息，確保及時準確地交付產(chǎn)品和服務。
• 庫存管理系統(tǒng)： SQL 數(shù)據(jù)庫具有強大的查詢功能，可提供管理庫存數(shù)據(jù)（例如庫存水平、產(chǎn)品詳細信息和訂單跟蹤）所需的結(jié)構和一致性，確保高效的運營和具有成本效益的庫存管理。

結(jié)論：NoSQL 數(shù)據(jù)庫解決了部分（但不是全部）現(xiàn)代問題

標準 SQL 數(shù)據(jù)庫無法處理許多現(xiàn)代數(shù)據(jù)管理問題。由于 NoSQL 數(shù)據(jù)庫靈活、可擴展且能夠管理大量非結(jié)構化數(shù)據(jù)，因此非常適合社交網(wǎng)絡、電子商務和物聯(lián)網(wǎng)等應用。

長話短說，NoSQL 在數(shù)據(jù)存儲中提供了經(jīng)濟高效的存儲、靈活性和可擴展性。

盡管有諸多優(yōu)點，但在庫存、人員和 CRM 系統(tǒng)等結(jié)構化數(shù)據(jù)需求方面，SQL 仍然占據(jù)上風。

最終，選擇正確的數(shù)據(jù)庫解決方案取決于您的業(yè)務需求。