nosql非關系型數據庫的發(fā)展及應用初探

1、3 0 福建電腦 2 0 1 0 年第7 期N o S Q L 非關系型數據庫的發(fā)展及應用初探黃賢立( 淮陰師范學院計算機科學與技術學院江蘇淮安2 2 3 3 0 0 )【摘要】：隨著W e b 2 ．0 技術的發(fā)展，網絡環(huán)境下的數據庫應用出現了一些新的變化。N o S Q L 是在這種新變化之下產生的一種非關系型數據庫產品的總稱。文章分析了N o S Q L 的起源與發(fā)展。通過與傳統(tǒng)關系型數據庫產品的對比，指出了N o S Q L 的

2、優(yōu)缺點。討論了其應用- g r - 景- ?！娟P鍵詞】：N o S Q L ；數據庫；并發(fā)；K e y ／V M u el 、N o S Q L 的起源與發(fā)展N o S Q L 的發(fā)展最早可以追溯到1 9 9 1 年B e r k e l e yD B 第一版的發(fā)布。B e r k e l e vD B 是一個K e y ／V a l R e ( 鍵，值) 類型的H u s h 數據庫。這種類型的數據庫適用于數據類型相對簡單，但需要極高

3、的插入和讀取速度的嵌人式場合『1 1 。N o S Q L 得到真正的快速發(fā)展開始于2 0 0 7 年．從2 0 0 7 年到現在．先后出現了十多種比較流行的N o S Q L 產品．從2 0 0 9 年開始，國內的N o S O L 領域也開始活躍起來，豆瓣的B e a n s D B ，人人網的N u c b a r 開源N o S Q L 產品以及盛大創(chuàng)新院的T C D a t a b a s e 紛紛發(fā)布。N o S Q L 能

4、夠得到快速的發(fā)展．其主要背景在于W e b2 ．O 技術在網絡中的廣泛應用。在W e b 2 ．0 環(huán)境下，用戶對于數據庫高并發(fā)讀寫的需求、對海量數據的高效率存儲和訪問的需求、對數據庫的高可擴展性和高可用性的需求等．都對傳統(tǒng)關系型數據庫帶來很大的困難。典型的例子是北京奧運會的訂票方案．由于最早實施的是網站、電話申請。先到先得的原則。在開始訂票的當天．數以百萬計的用戶同時涌入奧運會官方票務網站。大量的并發(fā)請求使得該網站在短短幾分鐘內死機．

5、一直到當天晚上才恢復工作。而北京奧組委不得不緊急調整了預售方式，改為在規(guī)定時間內申請．之后進行搖號的方式發(fā)售，這才解決了這一問題。2 、傳統(tǒng)關系型數據庫在W e b2 ．O 環(huán)境下存在的問題通過上述例子可以看出。傳統(tǒng)的關系型數據庫難以適合現在的W e b 2 ．0 環(huán)境下可能出現的眾多并發(fā)讀寫請求．特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的S N S 類型的W e b 2 ．0 純動態(tài)網站更是力不從心?？梢钥闯觯畟鹘y(tǒng)關系型數據庫面臨的挑戰(zhàn)主要有以下幾點f

6、 t l ：( 1 ) 對數據庫高并發(fā)讀寫的需求W e b2 ．0 網站要根據用戶個性化信息來實時生成動態(tài)頁面和提供動態(tài)信息．無法使用動態(tài)頁面靜態(tài)化技術．因此數據庫的并發(fā)負載非常高．往往要達到每秒上萬次的讀寫請求。此時的磁盤I ，0 根本無法承受如此之多的讀寫請求。( 2 ) 對海量數據的高效率存儲和訪問的需求類似F a c e b o o k 、T w i t t e r 和F f i e n d f e e d 這樣的S N S 網

7、站，每天用戶產生海量的用戶動態(tài)，以F f i e n d F e e d 為例，一個月就達到了2 ．5 億條用戶動態(tài)．對于關系型數據庫來說，在一張2 ．5 億條記錄的表里面進行S Q L 查詢，效率是極其低下的。再例如大型W e b 網站的用戶登錄系統(tǒng)，如騰訊、盛大。動輒數以億計的帳號。關系數據庫也難以應付。( 3 ) 對數據庫的高擴展性和高可用性的需求在基于W e b 的架構中，數據庫是最難進行橫向擴展的．當用戶量和訪問量增加時．數據

8、庫沒有辦法像W e b S e r v e r 那樣簡單的通過添加更多的硬件和服務結點來擴展性能和負載能力．對于很多需要2 4 小時不問斷服務的網站來說．對數據庫系統(tǒng)的升級和擴展往往需要停機維護．3 、N o S Q L 和關系型數據庫的區(qū)別珥( 1 ) 橫向和縱向擴展能力關系型數據庫通常部署在一臺服務器上，通過增加處理器、內存和硬盤來升級。部署在多臺服務器上的關系型數據庫通過是依賴互相復制來保持數據同步。N o S Q L 數據庫可以

9、部署在單服務器上．但更多的部署是成云狀分布。在N o S Q L 的模式一文中p 1 ．作者詳細介紹了N o S Q L 數據庫的部署、數據分區(qū)、數據復制等問題的解決方案。( 2 ) 列，k e 3 ，／v a l u e 存儲．數組( T u p l e s ) 存儲關系型數據庫通常是由表或視圖里的字段構成( 固定的結構．用各種操作相互關聯(lián)) 。N o S Q L 數據庫通常存儲的是一對鍵值或數組( T u p l e s ) ，其結

10、構不周定，只是一個有順序的數據隊列。( 3 ) 數據的內存和硬盤使用關系型數據庫通常是駐留在一個硬盤內或一個網絡存儲空間里。S O L 查詢或存儲過程操作會把數據集提取到內存空間里。一些( 并不是全部) N o S Q L 數據庫可以直接在硬盤上操作，也可以通過內存來加快速度。4 、N o S Q L 存在的不足與傳統(tǒng)的關系型數據庫相比．N o S Q L 非關系型數據庫在W e b2 ．0 的高并發(fā)實時環(huán)境下有著一定的優(yōu)勢．但也存在著

11、一些問題．主要體現在閣：( 1 ) N o S Q L 很難實現數據的完整性由于在N o S Q L 項目中很難實現數據的完整性．而在企業(yè)應用中數據完整性又必不可少。因此，目前的N o S Q L 項目很難以企業(yè)中普及開來。需要注意的是，這一不足在W e b2 ．0 的很多應用中并不重要．因為很多W e b 實時系統(tǒng)并不要求嚴格的數據庫事務．對讀一致性要求很低，有些場合對寫一致性要求也不高。( 2 ) 缺乏強有力的技術支持到目前為止．N

12、 o S Q L 項目都是開源的，他們缺乏供應商技術人員的正式支持。( 3 ) 開源數據庫從出現到被用戶接受需要一個漫長的過程。( 4 ) 關系型數據庫在設計時更能夠體現實際。5 、N o S O L 的應用盡管還存在著一些不足之處．但我們更應該看到N o S Q L 在W e b 2 ．0 環(huán)境下的應用前景。例如．在我們所設計的一個類似于A C M 競賽的在線測試系統(tǒng)中．如果采用關系型數據庫進行存儲．記錄數等于用戶數與用戶數回答題目的

13、乘積，當用戶很多的時候，數據的記錄數會非常的多，對系統(tǒng)的性能造成影響。在系統(tǒng)設計時我們引入了O m c l e B e r l 【e k yD B ，將B e r k e l e vD B 與M y —s Q L 相結合。對于用戶注冊信息、題目本身的信息等，仍然采用傳統(tǒng)的M y - S Q L 關系型數據庫．而對于注冊用戶對于問題的解答結果。則采用B e r I 【e l e yD B 進行存儲，從N ( - F 轉第4 5 頁)萬方數

14、據NoSQL非關系型數據庫的發(fā)展及應用初探 NoSQL非關系型數據庫的發(fā)展及應用初探作者： 黃賢立作者單位： 淮陰師范學院計算機科學與技術學院,江蘇,淮安,223300刊名： 福建電腦英文刊名： FUJIAN COMPUTER年，卷(期)： 2010,26(7)參考文獻(4條) 參考文獻(4條)1.范凱 NoSQL教據庫綜述 2010(6)2.李莉莎 關于NOSQL的思考 2010(4)3.Picky Ho NoSQL的模式 2010(