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MongoDB介绍

时间:2020-03-28 00:51:53      阅读:45      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:center   持久性   不可   red   分布式计算系统   event   计算机科学   col   定义   

1. NoSQL简介

  • NoSQL(NoSQL = Not Only SQL ),非关系型数据库,也意"not only SQL"。
  • 通过应用实践证明,关系模型是非常适合于客户服务器编程,远远超出预期的利益,今天它是结构化数据存储在网络和商务应用的主导技术。

1.1 RDBMS vs NoSQL

RDBMS(关系数据库管理系统)

  • 高度组织化结构化数据
  • 结构化查询语言(SQL) (SQL)
  • 数据和关系都存储在单独的表中。
  • 数据操纵语言,数据定义语言
  • 严格的一致性
  • 基础事务

NoSQL

  • 代表着不仅仅是SQL
  • 没有声明性查询语言
  • 没有预定义的模式
  • 键-值对存储,列存储,文档存储,图形数据库
  • 最终一致性,而非ACID属性
  • 非结构化和不可预知的数据
  • CAP定理
  • 高性能,高可用性和可伸缩性

1.3 RDBMS vs NoSQL事务特性

RDBMS:ACID

  • A (Atomicity) 原子性
  • C (Consistency) 一致性
  • I (Isolation) 独立性
  • D (Durability) 持久性

NoSQL:CAP

CAP定理(CAP theorem)

在计算机科学中, CAP定理(CAP theorem), 又被称作 布鲁尔定理(Brewer‘s theorem), 它指出对于一个分布式计算系统来说,不可能同时满足以下三点:

  • 一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)
  • 可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)
  • 分隔容忍(Partition tolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)

CAP理论的核心是:一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求,最多只能同时较好的满足两个。

因此,根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类:

  • CA - 单点集群,满足一致性,可用性的系统,通常在可扩展性上不太强大。
  • CP - 满足一致性,分区容忍性的系统,通常性能不是特别高。
  • AP - 满足可用性,分区容忍性的系统,通常可能对一致性要求低一些。

注意:redis 和 MongoDB 均满足CP原则。

NoSQL:BASE

BASE:Basically Available, Soft-state, Eventually Consistent。

CAP理论的核心是:一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求,最多只能同时较好的满足两个。

BASE是NoSQL数据库通常对可用性及一致性的弱要求原则:

  • Basically Availble --基本可用
  • Soft-state --软状态/柔性事务。 "Soft state" 可以理解为"无连接"的, 而 "Hard state" 是"面向连接"的
  • Eventual Consistency -- 最终一致性, 也是是 ACID 的最终目的。

1.2 NoSQL优缺点

NoSQL的优点/缺点
优点:

  • 高可扩展性
  • 分布式计算
  • 低成本
  • 架构的灵活性,半结构化数据
  • 没有复杂的关系

缺点:

  • 没有标准化
  • 有限的查询功能(到目前为止)
  • 最终一致是不直观的程序

2. MongoDB简介

  • NoSQL中一种
  • 对比redis为key-value存储类型,MongoDB是文档型数据库
  • MongoDB 将数据存储为一个文档,数据结构由键值(key=>value)对组成,字段值可以包含其他文档,数组及文档数组。
  • MongoDB 文档类似于 JSON 对象,是BSON(二进制Binary JSON)

如:

{
    name : "sue",
    age : 26,
    groups : ["news", "sports"]
}

2.1 主要特点

  • MongoDB 是一个面向文档存储的数据库,操作起来比较简单和容易。
  • 你可以在MongoDB记录中设置任何属性的索引 (如:FirstName="Sameer",Address="8 Gandhi Road")来实现更快的排序。
  • 你可以通过本地或者网络创建数据镜像,这使得MongoDB有更强的扩展性。
  • 如果负载的增加(需要更多的存储空间和更强的处理能力) ,它可以分布在计算机网络中的其他节点上这就是所谓的分片。
  • Mongo支持丰富的查询表达式。查询指令使用JSON形式的标记,可轻易查询文档中内嵌的对象及数组。
  • MongoDb 使用update()命令可以实现替换完成的文档(数据)或者一些指定的数据字段 。
  • Mongodb中的Map/reduce主要是用来对数据进行批量处理和聚合操作。
  • Map和Reduce。Map函数调用emit(key,value)遍历集合中所有的记录,将key与value传给Reduce函数进行处理。
  • Map函数和Reduce函数是使用Javascript编写的,并可以通过db.runCommand或mapreduce命令来执行MapReduce操作。
  • GridFS是MongoDB中的一个内置功能,可以用于存放大量小文件。
  • MongoDB允许在服务端执行脚本,可以用Javascript编写某个函数,直接在服务端执行,也可以把函数的定义存储在服务端,下次直接调用即可。
  • MongoDB支持各种编程语言:RUBY,PYTHON,JAVA,C++,PHP,C#等多种语言。
  • MongoDB安装简单。

2.2 概念解析

SQL术语/概念MongoDB术语/概念解释/说明
database database 数据库
table collection 数据库表/集合
row document 数据记录行/文档
column field 数据字段/域
index index 索引
table joins 表连接,MongoDB不支持
primary key primary key 主键,MongoDB自动将_id字段设置为主键

3. MongoDB和Redis的区别是什么

MongoDB 更类似 MySQL,支持字段索引、游标操作,其优势在于查询功能比较强大,擅长查询 JSON 数据,能存储海量数据,但是不支持事务。

Redis 是一个开源(BSD许可)的,内存中的数据结构存储系统,支持多种类型的数据结构,可用作数据库,高速缓存和消息队列代理。

1、内存管理机制

Redis 数据全部存在内存,定期写入磁盘,当内存不够时,可以选择指定的 LRU 算法删除数据。

MongoDB 数据存在内存,由 linux系统 mmap 实现,当内存不够时,只将热点数据放入内存,其他数据存在磁盘。

2、支持的数据结构

Redis 支持的数据结构丰富,包括hash、set、list等。

MongoDB 数据结构比较单一,但是支持丰富的数据表达,索引,最类似关系型数据库,支持的查询语言非常丰富。

3、数据量和性能

当物理内存够用的时候,redis>mongodb>mysql

当物理内存不够用的时候,redis和mongodb都会使用虚拟内存。

实际上如果redis要开始虚拟内存,那很明显要么加内存条,要么你换个数据库了。

但是,mongodb不一样,只要,业务上能保证,冷热数据的读写比,使得热数据在物理内存中,mmap的交换较少。

mongodb还是能够保证性能。

4、性能

mongodb依赖内存,TPS较高;Redis依赖内存,TPS非常高。性能上Redis优于MongoDB。

5、可靠性

mongodb从1.8版本后,采用binlog方式(MySQL同样采用该方式)支持持久化,增加可靠性;

Redis依赖快照进行持久化;AOF增强可靠性;增强可靠性的同时,影响访问性能。

可靠性上MongoDB优于Redis。

6、数据分析

mongodb内置数据分析功能(mapreduce);而Redis不支持。

7、事务支持情况

Redis 事务支持比较弱,只能保证事务中的每个操作连续执行;mongodb不支持事务。

8、集群

MongoDB 集群技术比较成熟,Redis从3.0开始支持集群。

参考链接:
https://www.runoob.com/mongodb/nosql.html
https://www.php.cn/redis/421928.html

MongoDB介绍

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原文地址:https://www.cnblogs.com/Stephanie-boke/p/12585325.html

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