Chapter厦门大学林子雨大数据技术原理与应用第五章NoSQL数据库.ppt

《大数据技术原理与应用》 厦门大学计算机科学系 林子雨 《大数据技术原理与应用》 厦门大学计算机科学系 林子雨 厦门大学计算机科学系 2015年版 第5章 NoSQL数据库 （PPT版本号：2015年6月第1.0版） 《大数据技术原理与应用》 温馨提示：编辑幻灯片母版，可以修改每页PPT的厦大校徽和底部文字 第一页，共三十二页。 提纲 5.1 NoSQL简介 5.2 NoSQL兴起的原因 5.3 NoSQL与关系数据库的比较 5.4 NoSQL的四大类型 5.5 NoSQL的三大基石 5.6 从NoSQL到NewSQL数据库 本章小结 欢迎访问《大数据技术原理与应用》教材官方网站： 本PPT是如下教材的配套讲义： 21世纪高等教育计算机规划教材 《大数据技术原理与应用 ——概念、存储、处理、分析与应用》 （2015年6月第1版） 厦门大学 林子雨 编著，人民邮电出版社 ISBN:978-7-115-39287-9 第二页，共三十二页。 5.1 NoSQL简介 通常，NoSQL数据库具有以下几个特点： （1）灵活的可扩展性 （2）灵活的数据模型 （3）与云计算紧密融合 第三页，共三十二页。 5.2 NoSQL兴起的原因 1、关系数据库已经无法满足Web2.0的需求。主要表现在以下几个方面： （1）无法满足海量数据的管理需求 （2）无法满足数据高并发的需求 （3）无法满足高可扩展性和高可用性的需求 2、关系数据库的关键特性包括完善的事务机制和高效的查询机制。但是，关系数据库引以为傲的两个关键特性，到了Web2.0时代却成了鸡肋，主要表现在以下几个方面： （1）Web2.0网站系统通常不要求严格的数据库事务 （2）Web2.0并不要求严格的读写实时性 （3）Web2.0通常不包含大量复杂的SQL查询 第四页，共三十二页。 5.3 NoSQL与关系数据库的比较 比较标准 RDBMS NoSQL 备注 数据库原理 完全支持 部分支持 RDBMS有关系代数理论作为基础 NoSQL没有统一的理论基础 数据规模 大 超大 RDBMS很难实现横向扩展，纵向扩展的空间也比较有限，性能会随着数据规模的增大而降低 NoSQL可以很容易通过添加更多设备来支持更大规模的数据 数据库模式 固定 灵活 RDBMS需要定义数据库模式，严格遵守数据定义和相关约束条件 NoSQL不存在数据库模式，可以自由灵活定义并存储各种不同类型的数据 查询效率 快 可以实现高效的简单查询，但是不具备高度结构化查询等特性，复杂查询的性能不尽人意 RDBMS借助于索引机制可以实现快速查询（包括记录查询和范围查询） NoSQL没有索引，虽然NoSQL可以使用MapReduce来加速查询，但是，在复杂查询方面的性能仍然不如RDBMS 表5-1 NoSQL和关系数据库的简单比较 第五页，共三十二页。 5.3 NoSQL与关系数据库的比较 比较标准 RDBMS NoSQL 备注 一致性 强一致性 弱一致性 RDBMS严格遵守事务ACID模型，可以保证事务强一致性 NoSQL放松对事务ACID四性的要求，而是遵守BASE模型，只能保证最终一致性 数据完整性 容易实现 很难实现 任何一个RDBMS都可以很容易实现数据完整性，比如通过主键或者非空约束来实现实体完整性，通过主键、外键来实现参照完整性，通过约束或者触发器来实现用户自定义完整性 但是，在NoSQL数据库却无法实现 扩展性 一般 好 RDBMS很难实现横向扩展，纵向扩展的空间也比较有限 NoSQL在设计之初就充分考虑了横向扩展的需求，可以很容易通过添加廉价设备实现扩展 可用性 好 很好 RDBMS在任何时候都以保证数据一致性为优先目标，其次才是优化系统性能，随着数据规模的增大，RDBMS为了保证严格的一致性，只能提供相对较弱的可用性 NoSQL任何时候都能提供较高的可用性 表5-1 NoSQL和关系数据库的简单比较（续） 第六页，共三十二页。 5.3 NoSQL与关系数据库的比较 比较标准 RDBMS NoSQL 备注 标准化 是 否 RDBMS已经标准化（SQL） NoSQL还没有行业标准，不同的NoSQL数据库都有自己的查询语言，很难规范应用程序接口 技术支持 高 低 RDBMS经过几十年的发展，已经非常成熟，Oracle等大型厂商都可以提供很好的技术支持 No