8种Nosql数据库系统对比

不念不忘少年蓝@ 2022-03-30 14:12 157阅读 0赞

导读：Kristóf Kovács 是一位软件架构师和咨询顾问，他最近发布了一片对比各种类型[nosql数据库][nosql]的[文章][Link 1]。文章由敏捷翻译 – **唐尤华**编译。如需转载，请参见文后声明。

虽然SQL数据库是非常有用的工具，但经历了15年的一支独秀之后垄断即将被打破。这只是时间问题：被迫使用关系数据库，但最终发现不能适应需求的情况不胜枚举。

但是[NoSQL][nosql]数据库之间的不同，远超过两 SQL数据库之间的差别。这意味着软件架构师更应该在项目开始时就选择好一个适合的 NoSQL数据库。针对这种情况，这里对 [ Cassandra][Cassandra]、 [ Mongodb][Mongodb]、[CouchDB][]、[Redis][]、 [ Riak][Riak]、 [ Membase][Membase]、[Neo4j][]和[HBase][]进行了比较：

（编注1：NoSQL：是一项全新的数据库革命性运动，NoSQL的拥护者们提倡运用非关系型的数据存储。现今的计算机体系结构在数据存储方面要求具 备庞大的水平扩 展性，而NoSQL致力于改变这一现状。目前Google的 BigTable 和Amazon 的Dynamo使用的就是NoSQL型数据库。 参见[NoSQL词条][NoSQL]。）

**1. CouchDB**

*  所用语言： Erlang
 *  特点：DB一致性，易于使用
 *  使用许可： Apache
 *  协议： HTTP/REST
 *  双向数据复制，
 *  持续进行或临时处理，
 *  处理时带冲突检查，
 *  因此，采用的是master-master复制（见编注2）
 *  MVCC – 写操作不阻塞读操作
 *  可保存文件之前的版本
 *  Crash-only（可靠的）设计
 *  需要不时地进行数据压缩
 *  视图：嵌入式 映射/减少
 *  格式化视图：列表显示
 *  支持进行服务器端文档验证
 *  支持认证
 *  根据变化实时更新
 *  支持附件处理
 *  因此， CouchApps（独立的 js应用程序）
 *  需要 jQuery程序库

**最佳应用场景：**适用于数据变化较少，执行预定义查询，进行数据统计的应用程序。适用于需要提供数据版本支持的应用程序。

**例如：** CRM、CMS系统。 master-master复制对于多站点部署是非常有用的。

（编注2：master-master复制：是一种数据库同步方法，允许数据在一组计算机之间共享数据，并且可以通过小组中任意成员在组内进行数据更新。）

**2. Redis**

*  所用语言：C/C++
 *  特点：运行异常快
 *  使用许可： BSD
 *  协议：类 Telnet
 *  有硬盘存储支持的内存数据库，
 *  但自2.0版本以后可以将数据交换到硬盘（注意， 2.4以后版本不支持该特性！）
 *  Master-slave复制（见编注3）
 *  虽然采用简单数据或以键值索引的哈希表，但也支持复杂操作，例如 ZREVRANGEBYSCORE。
 *  INCR & co （适合计算极限值或统计数据）
 *  支持 sets（同时也支持 union/diff/inter）
 *  支持列表（同时也支持队列；阻塞式 pop操作）
 *  支持哈希表（带有多个域的对象）
 *  支持排序 sets（高得分表，适用于范围查询）
 *  Redis支持事务
 *  支持将数据设置成过期数据（类似快速缓冲区设计）
 *  Pub/Sub允许用户实现消息机制

**最佳应用场景：**适用于数据变化快且数据库大小可遇见（适合内存容量）的应用程序。

**例如：**股票价格、数据分析、实时数据搜集、实时通讯。

（编注3：Master-slave复制：如果同一时刻只有一台服务器处理所有的复制请求，这被称为 Master-slave复制，通常应用在需要提供高可用性的服务器集群。）

**3. MongoDB**

*  所用语言：C++
 *  特点：保留了SQL一些友好的特性（查询，索引）。
 *  使用许可： AGPL（发起者： Apache）
 *  协议： Custom, binary（ BSON）
 *  Master/slave复制（支持自动错误恢复，使用 sets 复制）
 *  内建分片机制
 *  支持 javascript表达式查询
 *  可在服务器端执行任意的 javascript函数
 *  update-in-place支持比CouchDB更好
 *  在数据存储时采用内存到文件映射
 *  对性能的关注超过对功能的要求
 *  建议最好打开日志功能（参数 –journal）
 *  在32位操作系统上，数据库大小限制在约2.5Gb
 *  空数据库大约占 192Mb
 *  采用 GridFS存储大数据或元数据（不是真正的文件系统）

**最佳应用场景：**适用于需要动态查询支持；需要使用索引而不是 map/reduce功能；需要对大数据库有性能要求；需要使用 CouchDB但因为数据改变太频繁而占满内存的应用程序。

**例如：**你本打算采用 MySQL或 PostgreSQL，但因为它们本身自带的预定义栏让你望而却步。

**4. Riak**

*  所用语言：Erlang和C，以及一些Javascript
 *  特点：具备容错能力
 *  使用许可： Apache
 *  协议： HTTP/REST或者 custom binary
 *  可调节的分发及复制(N, R, W)
 *  用 JavaScript or Erlang在操作前或操作后进行验证和安全支持。
 *  使用JavaScript或Erlang进行 Map/reduce
 *  连接及连接遍历：可作为图形数据库使用
 *  索引：输入元数据进行搜索（1.0版本即将支持）
 *  大数据对象支持（ Luwak）
 *  提供“开源”和“企业”两个版本
 *  全文本搜索，索引，通过 Riak搜索服务器查询（ beta版）
 *  支持Masterless多站点复制及商业许可的 SNMP监控

**最佳应用场景：**适用于想使用类似 Cassandra（类似Dynamo）数据库但无法处理 bloat及复杂性的情况。适用于你打算做多站点复制，但又需要对单个站点的扩展性，可用性及出错处理有要求的情况。

例如：销售数据搜集，工厂控制系统；对宕机时间有严格要求；可以作为易于更新的 web服务器使用。

**5. Membase**

*  所用语言： Erlang和C
 *  特点：兼容 Memcache，但同时兼具持久化和支持集群
 *  使用许可： Apache 2.0
 *  协议：分布式缓存及扩展
 *  非常快速（200k+/秒），通过键值索引数据
 *  可持久化存储到硬盘
 *  所有节点都是唯一的（ master-master复制）
 *  在内存中同样支持类似分布式缓存的缓存单元
 *  写数据时通过去除重复数据来减少 IO
 *  提供非常好的集群管理 web界面
 *  更新软件时软无需停止数据库服务
 *  支持连接池和多路复用的连接代理

**最佳应用场景：**适用于需要低延迟数据访问，高并发支持以及高可用性的应用程序

例如：低延迟数据访问比如以广告为目标的应用，高并发的 web 应用比如网络游戏（例如 Zynga）

**6. Neo4j**

*  所用语言： Java
 *  特点：基于关系的图形数据库
 *  使用许可： GPL，其中一些特性使用 AGPL/商业许可
 *  协议： HTTP/REST（或嵌入在 Java中）
 *  可独立使用或嵌入到 Java应用程序
 *  图形的节点和边都可以带有元数据
 *  很好的自带web管理功能
 *  使用多种算法支持路径搜索
 *  使用键值和关系进行索引
 *  为读操作进行优化
 *  支持事务（用 Java api）
 *  使用 Gremlin图形遍历语言
 *  支持 Groovy脚本
 *  支持在线备份，高级监控及高可靠性支持使用 AGPL/商业许可

**最佳应用场景：**适用于图形一类数据。这是 Neo4j与其他nosql数据库的最显著区别

例如：社会关系，公共交通网络，地图及网络拓谱

**7. Cassandra**

*  所用语言： Java
 *  特点：对大型表格和 Dynamo支持得最好
 *  使用许可： Apache
 *  协议： Custom, binary (节约型)
 *  可调节的分发及复制(N, R, W)
 *  支持以某个范围的键值通过列查询
 *  类似大表格的功能：列，某个特性的列集合
 *  写操作比读操作更快
 *  基于 Apache分布式平台尽可能地 Map/reduce
 *  我承认对 Cassandra有偏见，一部分是因为它本身的臃肿和复杂性，也因为 Java的问题（配置，出现异常，等等）

**最佳应用场景：**当使用写操作多过读操作（记录日志）如果每个系统组建都必须用 Java编写（没有人因为选用 Apache的软件被解雇）

例如：银行业，金融业（虽然对于金融交易不是必须的，但这些产业对数据库的要求会比它们更大）写比读更快，所以一个自然的特性就是实时数据分析

**8. HBase**

（配合 ghshephard使用）

*  所用语言： Java
 *  特点：支持数十亿行X上百万列
 *  使用许可： Apache
 *  协议：HTTP/REST （支持 [Thrift][]，见编注4）
 *  在 BigTable之后建模
 *  采用分布式架构 Map/reduce
 *  对实时查询进行优化
 *  高性能 Thrift网关
 *  通过在server端扫描及过滤实现对查询操作预判
 *  支持 XML, Protobuf, 和binary的HTTP
 *  Cascading, hive, and pig source and sink modules
 *  基于 Jruby（ JIRB）的shell
 *  对配置改变和较小的升级都会重新回滚
 *  不会出现单点故障
 *  堪比MySQL的随机访问性能

**最佳应用场景：**适用于偏好BigTable:)并且需要对大数据进行随机、实时访问的场合。

例如： Facebook消息数据库（更多通用的用例即将出现）

编注4：Thrift 是一种接口定义语言，为多种其他语言提供定义和创建服务，[由Facebook开发并开源][Facebook]。

当然，所有的系统都不只具有上面列出的这些特性。这里我仅仅根据自己的观点列出一些我认为的重要特性。与此同时，技术进步是飞速的，所以上述的内容肯定需要不断更新。我会尽我所能地更新这个列表。

原文：[Kristóf Kovács][Link 1] 　　编译：敏捷[翻译][Link 2] – **[唐尤华][Link 3]**

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[nosql]: http://blog.jobbole.com/1344/
[Link 1]: http://kkovacs.eu/cassandra-vs-mongodb-vs-couchdb-vs-redis
[Cassandra]: http://cassandra.apache.org/
[Mongodb]: http://www.mongodb.org/
[CouchDB]: http://couchdb.apache.org/
[Redis]: http://redis.io/
[Riak]: http://www.basho.com/Riak.html
[Membase]: http://www.couchbase.org/membase
[Neo4j]: http://neo4j.org/
[HBase]: http://hbase.apache.org/
[NoSQL]: http://zh.wikipedia.org/zh/NoSQL
[Thrift]: http://www.jobbole.com/entry.php/73
[Facebook]: http://blog.jobbole.com/73/
[Link 2]: http://www.jobbole.com/blog.php/413
[Link 3]: http://www.jobbole.com/member.php/3001-%E5%94%90%E5%B0%A4%E5%8D%8E