随着大数据的不断发展,非关系型的数据库现在成了一个极其热门的新领域,非关系数据库产品的发展非常迅速。现今的计算机体系结构在数据存储方面要有庞大的水平扩展性,而NoSQL也正是致力于改变这一现状。目前Google的 BigTable和Amazon 的Dynamo使用的就是NoSQL型数据库,本文介绍了10种出色的NoSQL数据库。
虽然NoSQL流行语火起来才短短一年的时间,但是不可否认,现在已经开始了第二代运动。尽管早期的堆栈代码只能算是一种实验,然而现在的系统已经更加的成熟、稳定。不过现在也面临着一个严酷的事实:技术越来越成熟——以至于原来很好的NoSQL数据存储不得不进行重写,也有少数人认为这就是所谓的2.0版本。这里列出一些比较知名的NoSQL工具,可以为大数据建立快速、可扩展的存储库。
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一般将NoSQL数据库分为四大类:键值(Key-Value)存储数据库、列存储数据库、文档型数据库和图形(Graph)数据库。它们的数据模型、优缺点、典型应用场景。键值(Key-Value)存储数据库Key指向Value的键值对,通常用hash表来实现查找速度快数据无结构化(通常只被当作字符串或者二进制数据)内容缓存,主要用于处理大量数据的高访问负载,也用于一些日志系统等。
列存储数据库,以列簇式存储,将同一列数据存在一起查找速度快,可扩展性强,更容易进行分布式扩展功能相对局限分布式的文件系统。
文档型数据库,Key-Value对应的键值对,Value为结构化数据,数据结构要求不严格,表结构可变(不需要像关系型数据库一样需预先定义表结构),查询性能不高,而且缺乏统一的查询语法,Web应用。
图形(Graph)数据库,图结构,利用图结构相关算法(如最短路径寻址,N度关系查找等),很多时候需要对整个图做计算才能得出需要的信息,而且这种结构不太好做分布式的集群方案,社交网络,推荐系统等。
Apache三剑客:HBase, Cassandra, CouchDB。HBase的前景最为看好,因为它的开发者众多并且都是顶尖高手。Cassandra目前有很多否定的声音。CouchDB的小而精悍,赞誉很多,将要正式发布的CouchBase融合了MemBase和CouchDB,很令人期待。HBase和Cassandra都是效仿Google的BigTable的基于列的数据库,它们都是用Java写的。另外一类似的数据库是HyperTable,百度用在一些后台分析,因为它是C++写的,速度比较快。不过HyperTable有点边缘,不太流行。这些基于列的开源数据库目前都比Goolge的BigTable差之少一个数量级
CouchDB是一个文档数据库。其最大的竞争者是MongoDB。MongoDB和HBase都采用主从服务器设计。CouchDB的服务器分布设计和Cassandra类似,Peer to Peer类型的。主从服务器设计一般能更好的strong consistent,属于CAP理论中的CP类型。 CouchDB和Cassandra一般认为都是eventual consistent,属于CAP理论中的AP类型。但其实MongoDB和Cassandra都可以设置成strong consistent或者eventual consistent。
以上所提到的数据库都支持MapReduce。好像出了HyperTable都支持非主键索引。HBase和strong consistent配置的MongoDB都支持最基本的锁定(HBase单行锁定,MongoDB单文档锁定),因此可以实现transaction,但是实现有点复杂和低效。单就transaction这一点,目前开源NoSQL数据库没有做的比较好的。
MongoDB的最大卖点是不需构建非主键索引也能执行很多查询。但是MongoDB的服务器分布设计实在不能让人恭维,可以说是NoSQL数据库中最Ugly的实现。
K-V数据库比较多,而且上面提到的基于列的数据库和文档数据库其实也都是K-V数据库。比较流行的纯种K-V数据库有:
Memcached: 非常流行,不支持持久化
VMWare's Redis: 很流行,新浪和知乎都在用,CP类型。
MemBase: 由很多Memcached的开发者开发,使用sqlite作底层存储。在社交游戏中用的比较多, zynga在用,CP类型。
Riak, 分布式实现和CouchDB/Cassandra比较像,AP类型。支持MapReduce。
Linkin's Voldemort, 在K-V中少见的eventual consistent ,AP类型。
TT, TC
纯基于二维座标索引的是Neo4j。但是现在MongoDB和CouchDB都集成这一特性。
目前CouchDB的开发者成立的公司CouchOne收购了MemBase,将其底层sqlite换成CouchDB推出了CouchBase,从而引入MapReduce以支持非主键索引。CouchBase暂时还没有正式发布官方正式版,不过快了。虽然CouchDB是eventual consistent的,但是CouchBase的开发者宣称CouchBase保持了MemBase的strong consistent特性,具体实现有待以后研究。
如果从成熟的角度来看,比较成熟并且十分流行的的有CouchDB,Memcached,Redis。
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