對MES（Manufacturing Execution System 制造執行系統）系統的研討(九)

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第三章 NoSql內存數據庫定義及功能

3.1 NoSql內存數據庫簡介

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，指的是非關系型的數據庫。是對不同于傳統的關系型數據庫的數據庫管理系統的統稱。

NoSQL一詞最早出現于1998年，是Carlo Strozzi開發的一個輕量、開源、不提供SQL功能的關系數據庫。

2009年，Last.fm的Johan Oskarsson發起了一次關于分布式開源數據庫的討論，來自Rackspace的Eric Evans再次提出了NoSQL的概念，這時的NoSQL主要指非關系型、分布式、不提供ACID的數據庫設計模式。

2009年在亞特蘭大舉行的"no:sql(east)"討論會是一個里程碑，其口號是"select fun, profit from real_world where relational=false;"。因此，對NoSQL最普遍的解釋是"非關聯型的"，強調Key-Value Stores和文檔數據庫的優點，而不是單純的反對RDBMS。

在現代的計算系統上每天網絡上都會產生龐大的數據量。

這些數據有很大一部分是由關系數據庫管理系統（RDBMS）來處理。 1970年 E.F.Codd's提出的關系模型的論文 "A relational model of data for large shared data banks"，這使得數據建模和應用程序編程更加簡單。

通過應用實踐證明，關系模型是非常適合于客戶服務器編程，遠遠超出預期的利益，今天它是結構化數據存儲在網絡和商務應用的主導技術。

NoSQL 是一項全新的數據庫革命性運動，早期就有人提出，發展至2009年趨勢越發高漲。NoSQL的擁護者們提倡運用非關系型的數據存儲，相對于鋪天蓋地的關系型數據庫運用，這一概念無疑是一種全新的思維的注入。

NoSQL用于超大規模數據的存儲。（例如MES系統谷歌或Facebook每天為他們的用戶收集萬億比特的數據）。這些類型的數據存儲不需要固定的模式，無需多余操作就可以橫向擴展。

3.2 NoSql內存數據庫優點

傳統的關系系數據庫已經無法應對數據日益龐大的企業，特別是互聯網快速發展行業，因此現在企業IT架構中首先考慮使用NoSQL數據庫。

它可以作為關系型數據庫的良好補充。在TechTarget數據庫之前的報道中，我們也對NoSQL數據庫的應用場景做了詳細的介紹。NoSQL不像傳統的關系型數據庫，其種類繁多，且各有各的優勢。

簡單的擴展：典型例子是Cassandra，由于其架構是類似于經典的P2P，所以能通過輕松地添加新的節點來擴展這個集群;

快速的讀寫：主要例子有Redis，由于其邏輯簡單，而且純內存操作，使得其性能非常出色，單節點每秒可以處理超過10萬次讀寫操作;

低廉的成本：這是大多數分布式數據庫共有的特點，因為主要都是開源軟件，沒有昂貴的License成本;

NoSQL數據庫的四大家族

1)鍵值(Key-Value)存儲數據庫

這一類數據庫主要會使用到一個哈希表，這個表中有一個特定的鍵和一個指針指向特定的數據。Key/value模型對于IT系統來說的優勢在于簡單、易部署。

2)列存儲數據庫

　　這部分數據庫通常是用來應對分布式存儲的海量數據。鍵仍然存在，但是它們的特點是指向了多個列。這些列是由列家族來安排的。

3)文檔型數據庫

　　文檔型數據庫的靈感是來自于LotusNotes辦公軟件的，而且它同第一種鍵值存儲相類似。該類型的數據模型是版本化的文檔，半結構化的文檔以特定的格式存儲，比如JSON。文檔型數據庫可以看作是鍵值數據庫的升級版，允許之間嵌套鍵值。而且文檔型數據庫比鍵值數據庫的查詢效率更高。

4)圖形(Graph)數據庫

　　圖形結構的數據庫同其他行列以及剛性結構的SQL數據庫不同，它是使用靈活的圖形模型，并且能夠擴展到多個服務器上。NoSQL數據庫沒有標準的查詢語言(SQL)，因此進行數據庫查詢需要制定數據模型。許多NoSQL數據庫都有REST式的數據接口或者查詢API。

NooSQL數據庫在以下的這幾種情況下比較適用：a) 數據模型比較簡單;b)需要靈活性更強的IT系統;c)對數據庫性能要求較高;d)不需要高度的數據一致性;e)對于給定key，比較容易映射復雜值的環境。

3.3 NoSql內存數據庫缺點

不提供對SQL的支持：如果不支持SQL這樣的工業標準，將會對用戶產生一定的學習和應用遷移成本;

支持的特性不夠豐富：現有產品所提供的功能都比較有限，大多數NoSQL數據庫都不支持事務，也不像MS SQL Server和Oracle那樣能提供各種附加功能，比如BI和報表等;

現有產品的不夠成熟：大多數產品都還處于初創期，和關系型數據庫幾十年的完善不可同日而語;

CAP支持不足。

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