8種Nosql數據庫系統對比

jopen 10年前發布 | 28K 次閱讀 NoSQL數據庫 NOSQL

雖然SQL數據庫是非常有用的工具,但經歷了15年的一支獨秀之后壟斷即將被打破。這只是時間問題:被迫使用關系數據庫,但最終發現不能適應需求的情況不勝枚舉。

但是NoSQL數據庫之間的不同,遠超過兩 SQL數據庫之間的差別。這意味著軟件架構師更應該在項目開始時就選擇好一個適合的 NoSQL數據庫。針對這種情況,這里對 CassandraMongodbCouchDBRedisRiakMembaseNeo4j 和 HBase 進行了比較:

(編注1:NoSQL:是一項全新的數據庫革命性運動,NoSQL的擁護者們提倡運用非關系型的數據存儲。現今的計算機體系結構在數據存儲方面要求 具 備龐大的水平擴 展性,而NoSQL致力于改變這一現狀。目前Google的 BigTable 和Amazon 的Dynamo使用的就是NoSQL型數據庫。 參見NoSQL詞條。)

 

1. CouchDB

  • 所用語言: Erlang

  • 特點:DB一致性,易于使用

  • 使用許可: Apache

  • 協議: HTTP/REST

  • 雙向數據復制,

  • 持續進行或臨時處理,

  • 處理時帶沖突檢查,

  • 因此,采用的是master-master復制(見編注2)

  • MVCC – 寫操作不阻塞讀操作

  • 可保存文件之前的版本

  • Crash-only(可靠的)設計

  • 需要不時地進行數據壓縮

  • 視圖:嵌入式 映射/減少

  • 格式化視圖:列表顯示

  • 支持進行服務器端文檔驗證

  • 支持認證

  • 根據變化實時更新

  • 支持附件處理

  • 因此, CouchApps(獨立的 js應用程序)

  • 需要 jQuery程序庫

  • </ul>

     

    最佳應用場景:適用于數據變化較少,執行預定義查詢,進行數據統計的應用程序。適用于需要提供數據版本支持的應用程序。

    例如: CRM、CMS系統。 master-master復制對于多站點部署是非常有用的。

    (編注2:master-master復制:是一種數據庫同步方法,允許數據在一組計算機之間共享數據,并且可以通過小組中任意成員在組內進行數據更新。)

     

    2. Redis

    • 所用語言:C/C++

    • 特點:運行異常快

    • 使用許可: BSD

    • 協議:類 Telnet

    • 有硬盤存儲支持的內存數據庫,

    • 但自2.0版本以后可以將數據交換到硬盤(注意, 2.4以后版本不支持該特性!)

    • Master-slave復制(見編注3)

    • 雖然采用簡單數據或以鍵值索引的哈希表,但也支持復雜操作,例如 ZREVRANGEBYSCORE。

    • INCR & co (適合計算極限值或統計數據)

    • 支持 sets(同時也支持 union/diff/inter)

    • 支持列表(同時也支持隊列;阻塞式 pop操作)

    • 支持哈希表(帶有多個域的對象)

    • 支持排序 sets(高得分表,適用于范圍查詢)

    • Redis支持事務

    • 支持將數據設置成過期數據(類似快速緩沖區設計)

    • Pub/Sub允許用戶實現消息機制

    • </ul>

       

      最佳應用場景:適用于數據變化快且數據庫大小可遇見(適合內存容量)的應用程序。

      例如:股票價格、數據分析、實時數據搜集、實時通訊。

      (編注3:Master-slave復制:如果同一時刻只有一臺服務器處理所有的復制請求,這被稱為 Master-slave復制,通常應用在需要提供高可用性的服務器集群。)

       

      3. MongoDB

      • 所用語言:C++

      • 特點:保留了SQL一些友好的特性(查詢,索引)。

      • 使用許可: AGPL(發起者: Apache)

      • 協議: Custom, binary( BSON)

      • Master/slave復制(支持自動錯誤恢復,使用 sets 復制)

      • 內建分片機制

      • 支持 javascript表達式查詢

      • 可在服務器端執行任意的 javascript函數

      • update-in-place支持比CouchDB更好

      • 在數據存儲時采用內存到文件映射

      • 對性能的關注超過對功能的要求

      • 建議最好打開日志功能(參數 –journal)

      • 在32位操作系統上,數據庫大小限制在約2.5Gb

      • 空數據庫大約占 192Mb

      • 采用 GridFS存儲大數據或元數據(不是真正的文件系統)

      • </ul>

         

        最佳應用場景:適用于需要動態查詢支持;需要使用索引而不是 map/reduce功能;需要對大數據庫有性能要求;需要使用 CouchDB但因為數據改變太頻繁而占滿內存的應用程序。

        例如:你本打算采用 MySQL或 PostgreSQL,但因為它們本身自帶的預定義欄讓你望而卻步。

         

        4. Riak

        • 所用語言:Erlang和C,以及一些Javascript

        • 特點:具備容錯能力

        • 使用許可: Apache

        • 協議: HTTP/REST或者 custom binary

        • 可調節的分發及復制(N, R, W)

        • 用 JavaScript or Erlang在操作前或操作后進行驗證和安全支持。

        • 使用JavaScript或Erlang進行 Map/reduce

        • 連接及連接遍歷:可作為圖形數據庫使用

        • 索引:輸入元數據進行搜索(1.0版本即將支持)

        • 大數據對象支持( Luwak)

        • 提供“開源”和“企業”兩個版本

        • 全文本搜索,索引,通過 Riak搜索服務器查詢( beta版)

        • 支持Masterless多站點復制及商業許可的 SNMP監控

        • </ul>

           

          最佳應用場景:適用于想使用類似 Cassandra(類似Dynamo)數據庫但無法處理 bloat及復雜性的情況。適用于你打算做多站點復制,但又需要對單個站點的擴展性,可用性及出錯處理有要求的情況。

          例如:銷售數據搜集,工廠控制系統;對宕機時間有嚴格要求;可以作為易于更新的 web服務器使用。

          5. Membase

          • 所用語言: Erlang和C

          • 特點:兼容 Memcache,但同時兼具持久化和支持集群

          • 使用許可: Apache 2.0

          • 協議:分布式緩存及擴展

          • 非常快速(200k+/秒),通過鍵值索引數據

          • 可持久化存儲到硬盤

          • 所有節點都是唯一的( master-master復制)

          • 在內存中同樣支持類似分布式緩存的緩存單元

          • 寫數據時通過去除重復數據來減少 IO

          • 提供非常好的集群管理 web界面

          • 更新軟件時軟無需停止數據庫服務

          • 支持連接池和多路復用的連接代理

          • </ul>

             

            最佳應用場景:適用于需要低延遲數據訪問,高并發支持以及高可用性的應用程序

            例如:低延遲數據訪問比如以廣告為目標的應用,高并發的 web 應用比如網絡游戲(例如 Zynga)

             

            6. Neo4j

            • 所用語言: Java

            • 特點:基于關系的圖形數據庫

            • 使用許可: GPL,其中一些特性使用 AGPL/商業許可

            • 協議: HTTP/REST(或嵌入在 Java中)

            • 可獨立使用或嵌入到 Java應用程序

            • 圖形的節點和邊都可以帶有元數據

            • 很好的自帶web管理功能

            • 使用多種算法支持路徑搜索

            • 使用鍵值和關系進行索引

            • 為讀操作進行優化

            • 支持事務(用 Java api)

            • 使用 Gremlin圖形遍歷語言

            • 支持 Groovy腳本

            • 支持在線備份,高級監控及高可靠性支持使用 AGPL/商業許可

            • </ul>

               

              最佳應用場景:適用于圖形一類數據。這是 Neo4j與其他nosql數據庫的最顯著區別

              例如:社會關系,公共交通網絡,地圖及網絡拓譜

               

              7. Cassandra

              • 所用語言: Java

              • 特點:對大型表格和 Dynamo支持得最好

              • 使用許可: Apache

              • 協議: Custom, binary (節約型)

              • 可調節的分發及復制(N, R, W)

              • 支持以某個范圍的鍵值通過列查詢

              • 類似大表格的功能:列,某個特性的列集合

              • 寫操作比讀操作更快

              • 基于 Apache分布式平臺盡可能地 Map/reduce

              • 我承認對 Cassandra有偏見,一部分是因為它本身的臃腫和復雜性,也因為 Java的問題(配置,出現異常,等等)

              • </ul>

                 

                最佳應用場景:當使用寫操作多過讀操作(記錄日志)如果每個系統組建都必須用 Java編寫(沒有人因為選用 Apache的軟件被解雇)

                例如:銀行業,金融業(雖然對于金融交易不是必須的,但這些產業對數據庫的要求會比它們更大)寫比讀更快,所以一個自然的特性就是實時數據分析

                 

                8. HBase

                (配合 ghshephard使用)

                • 所用語言: Java

                • 特點:支持數十億行X上百萬列

                • 使用許可: Apache

                • 協議:HTTP/REST (支持 Thrift,見編注4)

                • 在 BigTable之后建模

                • 采用分布式架構 Map/reduce

                • 對實時查詢進行優化

                • 高性能 Thrift網關

                • 通過在server端掃描及過濾實現對查詢操作預判

                • 支持 XML, Protobuf, 和binary的HTTP

                • Cascading, hive, and pig source and sink modules

                • 基于 Jruby( JIRB)的shell

                • 對配置改變和較小的升級都會重新回滾

                • 不會出現單點故障

                • 堪比MySQL的隨機訪問性能

                • </ul>

                   

                  最佳應用場景:適用于偏好BigTable:)并且需要對大數據進行隨機、實時訪問的場合。

                  例如: 非死book消息數據庫(更多通用的用例即將出現)

                  編注4:Thrift 是一種接口定義語言,為多種其他語言提供定義和創建服務,由非死book開發并開源

                  當然,所有的系統都不只具有上面列出的這些特性。這里我僅僅根據自己的觀點列出一些我認為的重要特性。與此同時,技術進步是飛速的,所以上述的內容肯定需要不斷更新。我會盡我所能地更新這個列表。

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