关系型数据库和非关系型数据库

发布于 2022-03-22  210 次阅读


关系型数据库

指采用了关系模型来组织数据的数据库

关系模型指的就是二维表格模型而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的联系所组成的一个数据组织

关系模型中的常用概念
关系:一张二维表,每个关系都具有一个关系名,也就是表名
元组:二维表中的一行,在数据库中被称为记录
属性:二维表中的一列,在数据库中被称为字段
域:属性的取值范围,也就是数据库中某一列的取值限制
关键字:一组可以唯一标识元组的属性,数据库中常称为主键,由一个或多个列组成
关系模式:指对关系的描述。其格式为:关系名 (属性 1,属性 2, ... ... ,属性 N),在数据库中成为表结构
优点
容易理解:二维表结构是非常贴近逻辑世界的一个概念,关系模型相对网状、层次等其他模型来说更容易理解
使用方便:通用的 SQL 语言使得操作关系型数据库非常方便
易于维护:丰富的完整性 (实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性) 大大减低了数据冗余和数据不一致的概率
不足
网站的用户并发性非常高,往往达到每秒上万次读写请求,对于传统关系型数据库来说,硬盘I/O是一个很大的瓶颈
网站每天产生的数据量是巨大的,对于关系型数据库来说,在一张包含海量数据的表中查询,效率是非常低的
在基于 web 的结构当中,数据库是最难进行横向扩展的,当一个应用系统的用户量和访问量与日俱增的时候,数据库却没有办法像web server和app server那样简单的通过添加更多的硬件和服务节点来扩展性能和负载能力。当需要对数据库系统进行升级和扩展时,往往需要停机维护和数据迁移。
性能欠佳:在关系型数据库中,导致性能欠佳的最主要原因是多表的关联查询,以及复杂的数据分析类型的复杂 SQL 报表查询。为了保证数据库的 ACID 特性,必须尽量按照其要求的范式进行设计,关系型数据库中的表都是存储一个格式化的数据结构
ACID特性

A (Atomicity) 原子性

原子性很容易理解,也就是说事务里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事务成功的条件是事务里的所有操作都成功,只要有一个操作失败,整个事务就失败,需要回滚

C (Consistency) 一致性

一致性也比较容易理解,也就是说数据库要一直处于一致的状态,事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束

I (Isolation) 独立性

所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响,如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改,只要另外一个事务未提交,它所访问的数据就不受未提交事务的影响

D (Durability) 持久性

持久性是指一旦事务提交后,它所做的修改将会永久的保存在数据库上,即使出现宕机也不会丢失

常见的关系型数据库

OracleMicrosoft SQL ServerMySQLPostgreSQLDB2Microsoft AccessSQLiteTeradataMariaDB(MySQL 的一个分支),SAP

非关系型数据库

NoSQL用于超大规模数据的存储,这些类型的数据存储不需要固定的模式,无需多余操作就可以横向扩展,一般不保证遵循ACID原则

非关系数据库表结构

非关系型数据库以键值对存储,且结构不固定,每一个元组可以有不一样的字段,每个元组可以根据需要增加一些自己的键值对,不局限于固定的结构,可以减少一些时间和空间的开销

优点
用户可以根据需要去添加自己需要的字段,为了获取用户的不同信息,不像关系型数据库中,要对多表进行关联查询。仅需要根据id取出相应的value就可以完成查询
适用于SNS(Social Networking Services)中,例如 facebook,微博。系统的升级,功能的增加,往往意味着数据结构巨大变动,这一点关系型数据库难以应付,需要新的结构化数据存储。由于不可能用一种数据结构化存储应付所有的新的需求,因此,非关系型数据库严格上不是一种数据库,应该是一种数据结构化存储方法的集合
不足
只适合存储一些较为简单的数据,对于需要进行较复杂查询的数据,关系型数据库显得更为合适
不适合持久存储海量数据
常见的非关系型数据库
键值数据库:Redis、Memcached、Riak 
列族数据库:Bigtable、HBase、Cassandra 
文档数据库:MongoDB、CouchDB、MarkLogic 
图形数据库:Neo4j、InfoGrid 

关系数据库与非关系数据库的比较

  1. 成本:Nosql数据库(非关系型数据库)简单易部署,基本都是开源软件,不需要像使用Oracle那样花费大量成本购买使用,相比关系型数据库价格便宜
  2. 查询速度:Nosql数据库将数据存储于缓存之中,而且不需要经过SQL层的解析,关系型数据库将数据存储在硬盘中,自然查询速度远不及Nosql数据库
  3. 存储数据的格式:Nosql的存储格式是key,value形式、文档形式、图片形式等等,所以可以存储基础类型以及对象或者是集合等各种格式,而数据库则只支持基础类型
  4. 扩展性:关系型数据库有类似 join 这样的多表查询机制的限制导致扩展很艰难。Nosql基于键值对,数据之间没有耦合性,所以非常容易水平扩展
  5. 持久存储:Nosql不适用于持久存储,海量数据的持久存储,还是需要关系型数据库。
  6. 数据一致性:非关系型数据库一般强调的是数据最终一致性,不像关系型数据库一样强调数据的强一致性,从非关系型数据库中读到的有可能还是处于一个中间态的数据
  7. 事务处理:Nosql不提供对事务的处理

参考文章:https://blog.csdn.net/sinat_26811377/article/details/99592382

Daniel_WRF
最后更新于 2022-03-22