Oracle之非关系数据库

什么是非关系型数据库？

　　非关系型数据库它的全称是Not Only SQL（简称 NoSQL数据库）是用于存储和检索数据的非关系数据库系统。在当今世界，我们不应该只以没有预定义固定模式的表格式存储所有数据（固定没有列）。像用户生成的数据、地理位置数据、物联网生成的数据一样，社交图是真实世界数据呈指数级增长的例子。这些庞大的数据也需要大量的处理。这时NoSQL数据库就出现了。使用NoSQL数据库，我们可以存储和退休的文件，键值，图形为基础的数据容易和更快。我们可以很容易地避免复杂的SQL连接操作。易于使用NoSQL DBs对实际问题（web和企业业务应用程序）进行水平伸缩。Carlo Strozzi是在1998年引入NoSQL术语的。使用NoSQL的动机——设计的简单性、对机器集群的水平扩展。　

NoSQL数据库类型：　　

　　（1）文档数据库——这些数据库通常将每个键与称为文档的复杂数据结构配对。文档可以包含键数组对、键值对甚至嵌套文档。

　　　　优点：能够进行数据的快速查询。

　　　　缺点：需要存储数据之间的关系。

　　　　示例：MongoDB、CouchDB、Terrastore、CloudKit、RavenDB

　　（2）键值存储——每个单独的项都存储为键值对。键值存储是所有NoSQL数据库中最简单的数据库。

　　　　优点：对数据能快速查询，数据存储的扩展性强。

　　　　缺点：数据库的功能有局限性。

　　　　示例：Redis、Riak、SimpleDB、Chordless、Scalaris

　　（3）宽列存储——这些类型的数据库针对大型数据集上的查询进行了优化，它们将数据列存储在一起，而不是行。

　　　　优点：对数据结构要求不特别的严格。

　　　　缺点：查询性的性能不好，同时缺少一种统一查询语言。

　　　　示例：HBase、BigTable、PNUTS、HadoopDB、Cassandra

　　（4）图形存储——这些存储关于图形、网络的信息，例如社会关系、路线图、交通链接。

　　　　优点：可以方便的利用图结构相关算法进行计算。

　　　　缺点：要想得到结果必须进行整个图的计算，而且遇到不适合的数据模型时，图形数据库很难使用。

　　　　示例：Neo4J、GraphDB、OrientDB、InfoGrid、Infinite Graph

常见的NoSQL数据库：

　　MongoDB：是一个面向文档的开源NoSQL数据库。MongoDB使用JSON之类的文档来存储任何数据。它是用c++写的。

　　Cassandra：是Facebook为收件箱搜索开发的。Cassandra是一个用于处理大量结构化数据的分布式数据存储系统。

　　Redis：是最著名的键值存储。Redis是用C语言编写的。它是根据BSD授权的。

　　HBase：是谷歌为BigTable数据库设计的分布式非关系数据库。

　　Neo4j：称为原生图数据库，因为它有效地实现了属性图模型，一直到存储层。

　　Oracle NoSQL：实现了从用户定义的键到不透明数据项的映射。

　　Amazon DynamoDB：使用了一个NoSQL数据库模型，它是非关系型的，允许文档、图形和列在它的数据模型之间。

　　Couchbase：是一个用于交互式web应用程序的NoSQL文档数据库。它具有灵活的数据模型，易于扩展，提供一致的高性能。

　　Memcached：是一个开源、高性能、分布式内存缓存系统，旨在通过减少数据库负载来加速动态web应用程序。

　　CouchDB：是一个开源的NoSQL数据库，使用JSON存储信息，JavaScript作为查询语言。

非关系型数据库的特点：

效率高（因为存储在内存中）、但不安全（断电丢失数据，但其中redis可以同步数据到磁盘中），现在很多非关系型数据库都开始支持转存到磁盘中。

常见的NoSQL数据库的优缺点：

1、MongoDB

　　MongoDB是最著名的NoSQL数据库。它是一个面向文档的开源数据库。MongoDB是一个可伸缩和可访问的数据库。它在c++中。MongoDB同样可以用作文件系统。在MongoDB中，JavaScript可以作为查询语言使用。通过使用sharding MongoDB水平伸缩。它在流行的JavaScript框架中非常有用。人们真的很享受分片、高级文本搜索、gridFS和map-reduce功能。惊人的性能和新特性使这个NoSQL数据库在我们的列表中名列第一。

特点：提供高性能；自动分片；运行在多个服务器上；支持主从复制；数据以JSON样式文档的形式存储；索引文档中的任何字段；由于数据被放置在碎片中，所以它具有自动负载平衡配置；支持正则表达式搜索；在失败的情况下易于管理。

优点：易于安装MongoDB；MongoDB Inc.为客户提供专业支持；支持临时查询；高速数据库；无模式数据库；横向扩展数据库；性能非常高。

缺点：不支持连接；数据量大；嵌套文档是有限的；增加不必要的内存使用。

2、Cassandra

　　Cassandra是Facebook为收件箱搜索开发的。Cassandra是一个用于处理大量结构化数据的分布式数据存储系统。通常，这些数据分布在许多普通服务器上。您还可以添加数据存储容量，使您的服务保持在线，您可以轻松地完成这项任务。由于集群中的所有节点都是相同的，因此不需要处理复杂的配置。Cassandra是用Java编写的。Cassandra查询语言(CQL)是查询Cassandra数据库的一种类似sql的语言。因此，Cassandra在最佳开源数据库中排名第二。Facebook、Twitter、思科(Cisco)、Rackspace、eBay、Twitter、Netflix等一些最大的公司都在使用Cassandra。

特点：线性可伸缩；；保持快速响应时间；支持原子性、一致性、隔离性和耐久性(ACID)等属性；使用Apache Hadoop支持MapReduce；分配数据的最大灵活性；高度可伸缩；点对点架构。

优点：高度可伸缩；无单点故障；Multi-DC复制；与其他基于JVM的应用程序紧密集成；更适合多数据中心部署、冗余、故障转移和灾难恢复。

缺点：对聚合的有限支持；不可预知的性能；不支持特别查询。

3、Redis

　　Redis是一个键值存储。此外，它是最著名的键值存储。Redis支持一些c++、PHP、Ruby、Python、Perl、Scala等等。Redis是用C语言编写的。此外，它是根据BSD授权的。

特点：自动故障转移；将其数据库完全保存在内存中；事务；Lua脚本；将数据复制到任意数量的从属服务器；钥匙的寿命有限；LRU驱逐钥匙；支持发布/订阅。

优点：支持多种数据类型；很容易安装；非常快（每秒执行约11万组，每秒执行约81000次）；操作都是原子的；多用途工具（在许多用例中使用）。

缺点：不支持连接；存储过程所需的Lua知识；数据集必须很好地适应内存。

4、HBase

　　HBase是谷歌为BigTable数据库设计的分布式非关系数据库。HBase的主要目标之一是托管数十亿行X数百万列。您可以随时添加服务器来增加容量。多个主节点将确保数据的高可用性。HBase是用Java 8编写的。它是在Apache下授权的。Hbase还简单地利用Java API进行客户访问。
特点：支持自动故障；线性可伸缩；提供了数据复制；与Hadoop集成，作为源和目标。
优点：为较大的表提供快速查找；提供对来自数十亿条记录的单行的低延迟访问；简单的Java API为客户端；自动分片；License-free；处理HDFS文件存储之上的大型数据集；灵活的模式设计；高速。
缺点：不支持事务；没有权限或内置身份验证；仅按键索引和排序；单点故障（当只使用一个HMaster时）；不支持SQL结构；集群上的内存问题。

5、Neo4j

　　Neo4j被称为原生图数据库，因为它有效地实现了属性图模型，一直到存储层。这意味着数据完全按照白板的方式存储，数据库使用指针导航和遍历图。Neo4j有数据库的社区版和企业版。企业版包括Community Edition必须提供的所有功能，以及额外的企业需求，如备份、集群和故障转移功能。
特点：它支持唯一的约束；Neo4j支持完整的ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)规则；Java API: Cypher API和本机Java API；使用Apache Lucence索引；简单查询语言Neo4j CQL；包含用于执行CQL命令的UI: Neo4j Data Browser。
优点：容易检索其相邻节点或关系细节，无需连接或索引；易于学习Neo4j CQL查询语言命令；不需要复杂的连接来检索数据；非常容易地表示半结构化数据；大型企业实时应用程序的高可用性；简化的调优。
缺点：不支持分片。

6、Oracle NoSQL
　　Oracle刚刚用Oracle NoSQL启动了NoSQL数据库。它在2018年变得流行起来。与MongoDB和Casandra数据库相比，它不那么流行。Oracle NoSQL数据库实现了从用户定义的键到不透明数据项的映射。尽管它记录了键/值对的内部版本号，但是它只维护存储中的最新版本。Oracle的12c版本是为云而设计的，可以托管在一台服务器或多台服务器上，并支持管理包含数十亿条记录的数据库。Oracle最新版本的一些特性包括网格框架以及物理和逻辑结构的使用。Oracle Database 18c现在为客户提供了一个高性能、可靠和安全的平台，使他们的事务和分析工作负载(无论是在云环境中，还是在本地环境中，或者在混合云配置中)更容易、更经济地实现现代化。
特点：Oracle NoSQL数据库处理大数据；支持SQL，可以从Oracle关系数据库访问它；Oracle NoSQL数据库使用Java/C API读写数据；分布式数据库；通过节点为请求的密钥提供对数据的访问。
优点：基于PL/SQL编程结构；对等社区有助于解决所有问题；Oracle数据库是安全的，并确保不会通过提示更新篡改用户数据。
缺点：小型组织的高成本；安装需要大量的资源；甚至可能需要硬件升级才能实现Oracle；占用了很多空间。

7、Amazon DynamoDB
　　DynamoDB使用了一个NoSQL数据库模型，它是非关系型的，允许文档、图形和列在它的数据模型之间。每个DynamoDB查询由用户标识的主键执行，主键唯一标识每个项。它还减轻了客户操作和扩展分布式数据库的负担。因此，硬件供应、设置、配置、复制、软件补丁、集群扩展等都由Amazon管理。
特点：高可伸缩性；用于索引值范围的散列范围；将数据存储在分区中；使用JSON作为传输协议，而不是存储格式。
优点：易于设置；提供底层AWS DynamoDB API；自动伸缩；降低管理高可用性和高峰使用时间伸缩的复杂性；静止加密；DynamoDB的安全性由AWS标识控制。
缺点：不免费备份您的表；大小限制。

8、Couchbase
　　重点是易用性，包括web。它是一个NoSQL文档存储数据库。Couchbase Server是一个用于交互式web应用程序的NoSQL文档数据库。它具有灵活的数据模型，易于扩展，提供一致的高性能。Couchbase Server、JSON文档用于表示应用程序对象和对象之间的关系。
特点：与Kubernetes一起大规模自动故障转移部署和管理Couchbase；索引分区；通过N1QL查询本地支持JSON数据；数据压缩；事件服务。
优点：综合优化；降低网络、内存和存储的成本；极棒的管理面板，提供了大量关于您的集群如何执行的见解。
缺点：Couchbase不是开源的。

9、Memcached
　　Memcached是一个开源、高性能的分布式内存缓存系统，旨在通过减少数据库负载来加速动态web应用程序。它是存储在内存中的字符串、对象等的键值字典，由数据库调用、API调用或页面呈现生成。它现在被Netlog、Facebook、Flickr、Wikipedia、Twitter和YouTube等网站使用。
特点：通过TCP或UDP的客户机-服务器应用程序；减少数据库负载；Memcached服务器是一个大哈希表；高效的网站与高数据库负荷；根据Berkeley Software Distribution license进行分发；将内存缓存合并到逻辑池中。
优点：安装快；广泛记录在一个巨大的社区中。
缺点：只支持Linux操作系统和类似于BSD的系统；不支持数据冗余；不支持锁、通读、CAS。

10、CouchDB
　　CouchDB是一个开源的NoSQL数据库，它使用JSON存储信息，JavaScript作为查询语言。它采用了一种多版本控制系统，避免了DB文件在写入过程中被阻塞。Erlang。它是在Apache下授权的。它在2016年最受欢迎的NoSQL数据库中排名第一。
特点：Map/Reduce列表和显示；提供数据库级安全；身份验证像web应用程序一样通过会话cookie打开；JSONP是免费的；按照文档存储；支持ACID属性；提供最简单的复制形式；基于浏览器的GUI来处理数据、权限和配置。
优点：Map/Reduce，查询数据在某种程度上与数据本身是分离的；存储任何JSON数据。
缺点：任意查询都很昂贵；使用CouchDB需要额外的空间；不支持XML。