關系型數據庫與Key-value型數據庫Mongodb模式設計對比

       MongoDb 相比于傳統的 SQL 關系型數據庫，最大的不同在于它們的模式設計（ Schema Design ）上的差別，正是由于這一層次的差別衍生出其它各方面的不同。

    我們可以簡單的認為關系型數據庫由數據庫、表（table）、記錄（record）三個層次概念組成，而在構建一個關系型數據庫的時候，工作重點和難點都在數據庫表的劃分與組織上。一般而言，為了平衡提高存取效率與減少數據冗余之間的矛盾，設計的數據庫表都會盡量滿足所謂的第三范式。相對的，可以認為MongoDb由數據庫、集合（collection）、文檔對象（Document-oriented、BSON）三個層次組成。MongoDb里的collection對應于關系型數據庫里的表。當然，不要期望collection會滿足所謂的第三范式，因為它們根本就不在同一個概念討論之內。類似于表由多條記錄組成，集合也包含多個文檔對象，雖然說一般情況下，同一個集合內的文檔對象具有相同的格式定義，但這并不是必須的，即MongoDb的數據模式是自由的（schema-free、模式自由、無模式）。

    以一實例來說，假設我們需要設計一個小型數據庫來存儲“學生、地址、科目、成績”這些信息，那么關系型數據庫的設計如圖1所示，而Key-value型數據庫的設計則可能如圖2所示。

圖1、關系型的數據庫設計

圖2、Key-value型的數據庫設計（直接借用的mongodb官方圖）

        對比圖1和圖2，在關系型的數據庫設計里劃分出了4個表，而在Key-value型的數據庫設計里卻只有兩個集合。如果說集合與表一一對應的話，那么圖2中應該也有4個集合才對，為什么可以把本應該是集合的address和scores直接合入了集合students中？原因就在于在Key-value型的數據庫里，數據模式是自由的。

以scores來說，在關系型的數據庫設計中將其單獨成一個表是因為student與score是一對多的關系，如果將score合入student表，那么就必須預留最多可能的字段，這會存在浪費，并且當以后新增一門課程時擴展困難，因此一般都會將score表單獨出來。而對于Key-value型的數據庫就不同了，其scores字段就是一個BSON，該BSON可以只有一個for_course，也可以有兩個、三個、任意個for_course，其固有的模式自由特性使得它可以將score包含在內而無需另建一個score集合。

       對于與student為一對一關系的address表也可以直接合入student，無需擔心address的擴展性，當以后需要給address新增一個province字段，直接在數據插入時加上這個值即可。

        當然，對于與student成多對多關系course表，為了減少數據冗余，可以將course建立為一個集合，同關系型的數據庫設計中類似。

        對比于關系型的數據庫，在Key-value型的數據庫里將數據合入一起有幾大好處：首先，數據檢索時沒有了進行表間連接（join）的巨大開銷（雖然目前MongoDb中沒有join的概念）；其次，合入一起的數據在磁盤上的存放也更容易在一起，因此數據的讀取/寫入都更快速。另外，無需擔心擴展性問題，Key-value型數據庫的自身特性使得字段的增刪改十分容易。