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SQL vs NoSQL 沒有硝煙的戰(zhàn)爭！

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摘要：理想情況下，單一文檔將成為項目所有信息的唯一來源。然而，卻沒有相等的事務(wù)去更新不同的文檔。許多的問題已經(jīng)被曝光，但大部分還是歸結(jié)為一個問題知識。

聲明：本文譯自SQL vs NoSQL The Differences，如需轉(zhuǎn)載請注明出處。

SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）數(shù)據(jù)庫作為一個主要的數(shù)據(jù)存儲機制已經(jīng)超過40個年頭了。隨著web應(yīng)用和像MySQL、PostgreSQL和SQLite這些開源項的興起，SQL使用量大大增加。

NoSQL數(shù)據(jù)庫在20世紀60年代就已經(jīng)出現(xiàn)了，但最近因為MongoDB、CouchDB，Redis和Apache Cassandra等才受到廣泛的關(guān)注。

你會發(fā)現(xiàn)很多教程都會解釋如何根據(jù)你的興趣選擇去使用SQL還是NoSQL，但是很少討論為什么應(yīng)該去選擇它。我希望能夠填補這一空白。在這篇文章中，我們將介紹基本的差異。在稍后的后續(xù)的文章中，我們將查看一些典型的場景，并確定最佳的選擇。

大多數(shù)的例子都適用于目前流行的MySQL SQL和MongoDB NoSQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。其他SQL/NOSQL數(shù)據(jù)庫都是類似的，但會有細微的差別和語法特征。

SQL和NoSQL的圣戰(zhàn)

在我們開始之前，先糾正一些所謂的神話…

神話1：NoSQL將取代SQL

這么說就好比說船將被車取代，因為它是新的技術(shù)。SQL和NoSQL做的是相同的事：數(shù)據(jù)存儲。它們采取的方法不同，這可能回幫組或阻礙你的項目。盡管感覺技術(shù)更新，并經(jīng)常在最近上頭條，NoSQL不是SQL的替代品——而是一種選擇。

神話2：NoSQL比SQL更好或更壞

一些項目更適合使用SQL數(shù)據(jù)庫，一些更適合NoSQL，而一些可以兩者交替使用。這邊文章不會是SitePoint Smackdown，因為你不能在所有方面都應(yīng)用相同的廣泛性假設(shè)。

神話3：SQL和NoSQL天壤之別

這不一定是個事實。一些SQL數(shù)據(jù)庫采用NoSQL的特點，反之亦然。選擇可能會變得越來越模糊，NewSQL混合數(shù)據(jù)庫可能會在將來提供一些有趣的選擇。

神話4：語言/框架決定了使用什么樣的數(shù)據(jù)庫

我們已經(jīng)習(xí)慣了技術(shù)堆，比如——
LAMP: Linux, Apache, MySQL (SQL), PHP
MEAN: MongoDB (NoSQL), Express, Angular, Node.js
.NET, IIS and SQL Server
Java, Apache and Oracle.

有實踐的、歷史的和商業(yè)的原因來解釋這些stack的發(fā)展——但不能認為它們就是規(guī)則。你可以在你的PHP或.NET項目中使用MongoDB NoSQL數(shù)據(jù)庫。你可以在Node.js中連接MySQL或者SQL服務(wù)器。你可能沒有找到很多教程和資源，但是是你的需求決定數(shù)據(jù)庫的類型——而不是所謂的語言。

（有句話是這么說的，不要讓生活有目地為難自己！選擇一個不尋常的技術(shù)組合或者SQL和NoSQL組合是可行的，但困難的是找到支持和聘請有經(jīng)驗的開發(fā)者）

有了這樣的想法，我們來看看主要的差異。

SQL表VS NoSQL文檔

SQL數(shù)據(jù)庫提供相關(guān)數(shù)據(jù)表的存儲。例如，如果你有一個網(wǎng)上書店，圖書的信息將會被添加到一個book的表中：

每一行是一個不同的記錄。設(shè)計是剛性的；你不能使用同一個表來存儲不同的信息，或者在一個數(shù)字格式輸入字符。

NoSQL數(shù)據(jù)庫存儲JSON格式的字段值對文檔，比如：

{

ISBN: 9780992461225,
title: "JavaScript: Novice to Ninja",
author: "Darren Jones",
format: "ebook",
price: 29.00

}
相似的文檔可以存儲于一個集合里，這類似于一個SQL表。然而你可以存儲任何數(shù)據(jù)在任何文檔里；而NoSQL數(shù)據(jù)庫永遠不會抱怨，例如：
{

ISBN: 9780992461225,
title: "JavaScript: Novice to Ninja",
author: "Darren Jones",
year: 2014,
format: "ebook",
price: 29.00,
description: "Learn JavaScript from scratch!",
rating: "5/5",
review: [
    { name: "A Reader", text: "The best JavaScript book I"ve ever read." },
    { name: "JS Expert", text: "Recommended to novice and expert developers alike." }
]

}
SQL表創(chuàng)建一個嚴格的數(shù)據(jù)模板，因此很難犯錯誤。NoSQL更加的靈活和寬容，但能夠存儲任何數(shù)據(jù)可能會導(dǎo)致一致性的問題。

SQL模式VS NoSQL無模式

在一個SQL數(shù)據(jù)庫中，除非你在指定模式中定義了表格和字段格式，不然不可能添加數(shù)據(jù)。該模式還可以包含其他的信息，例如——
主鍵——唯一的標識符，如ISBN，適用于單個記錄。
索引——通常被查詢的字段，用來幫助快熟搜索。
關(guān)系——數(shù)據(jù)字段之間的邏輯連接
功能——如觸發(fā)器和存儲過程

你的數(shù)據(jù)模式必須在任何商業(yè)邏輯可以被開發(fā)去處理數(shù)據(jù)前被設(shè)計出來并實現(xiàn)。完成后可以行進一些更新，但不能完成大的改變。

在一個NoSQL數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)可以隨時隨地被添加。沒有必要去制定一個文檔設(shè)計，甚至集合前端。例如在MongoDB，下面的語句將在新的book集合創(chuàng)建一個新的文檔，如果這個文檔之前沒有被創(chuàng)建過：
db.book.insert(

ISBN: 9780994182654,
title: "Jump Start Git",
author: "Shaumik Daityari",
format: "ebook",
price: 29.00

);
（MongoDB會給每個集合內(nèi)的文檔自動添加唯一的_id值。你可能任然想要定義索引，如果需要的話可以稍后進行。）

如果一個項目初始數(shù)據(jù)要求很難去確定，那么NoSQL數(shù)據(jù)庫可能更加的適合。有句話說，不要為懶散而制造困難：忽略了在項目中設(shè)計適合的數(shù)據(jù)庫的重要性將會在之后導(dǎo)致很多的麻煩。

SQL規(guī)范化VS NoSQL反規(guī)范化

假設(shè)我們要向書店數(shù)據(jù)庫中添加出版商信息。一個單一的出版商可以提供多個標題，在一個SQL數(shù)據(jù)庫里，我們創(chuàng)建一個新的publisher表：

我們接下來可以增加publisher_id到book表，這個表是publisher.id引用。

這最大限度的減少數(shù)據(jù)的冗余；我們不用重復(fù)每本書的出版商信息——僅僅只用索引。這種技巧可以稱作規(guī)范化，并有實際的好處。我們只用更新單一的出版商而不用改變整個book數(shù)據(jù)。
在NoSQL中，我們也可以使用規(guī)范化技巧。在book集中的文檔——
{

ISBN: 9780992461225,
title: "JavaScript: Novice to Ninja",
author: "Darren Jones",
format: "ebook",
price: 29.00,
publisher_id: "SP001"

}
——在一個出版商集合中引用一個文檔：
{

id: "SP001"
name: "SitePoint",
country: "Australia",
email: "feedback@sitepoint.com"

}
然而，這并不總是可行的，原因在下面很明顯。我們可能選擇反規(guī)范化我們的文檔，重復(fù)每本書的出版商信息：
{

ISBN: 9780992461225,
title: "JavaScript: Novice to Ninja",
author: "Darren Jones",
format: "ebook",
price: 29.00,
publisher: {
    name: "SitePoint",
    country: "Australia",
    email: "feedback@sitepoint.com"
}

}
這可以加快查詢的速度，但在多個記錄中更新出版商信息將會顯著變慢。

SQL關(guān)系連接VS NoSQL

SQL查詢提供了一個強大的JOIN條款。我們可以使用單個SQL語句獲取不同表中的相關(guān)數(shù)據(jù)。例如：
SELECT book.title, book.author, publisher.name
FROM book
LEFT JOIN book.publisher_id ON publisher.id;
這將返回所有的書名、作者和相關(guān)出版商名稱。

NoSQL沒有等效的JOIN，有SQL的經(jīng)驗的可能會驚訝. 如果我們使用上述的規(guī)范化集合，我們將需要獲取所有的book文檔，檢索所有的相關(guān)publisher文檔，并手動在程序邏輯中連接兩者。這就是反規(guī)范化常常是必不可少的一個原因。

SQL VS NoSQL數(shù)據(jù)完整性

大多數(shù)SQL數(shù)據(jù)庫允許你使用外鍵約束去強制性數(shù)據(jù)完整性（除非你仍在使用舊的，在MySQL已不存在的MyISAM存儲引擎）。我們的書店可以——
? 確保所有的書都有一個有效的publisher_id編碼，這個編碼在 publisher表中都有匹配的條目
? 如果一個或多個書被分配給它們，則出版商不能被刪除。
模式強制數(shù)據(jù)庫遵循這些規(guī)則。開發(fā)者或用戶則不能增加、編輯或者移除可能引起無效數(shù)據(jù)或孤立的數(shù)據(jù)

相同數(shù)據(jù)完整性選項在NoSQL數(shù)據(jù)庫中不可用；你可以存儲所有你想存儲的東西。理想情況下，單一文檔將成為項目所有信息的唯一來源。

SQL VS NoSQL事務(wù)

在SQL數(shù)據(jù)庫中，兩個或多個更新可以在同一個事務(wù)中執(zhí)行——一個all-or-nothing的封裝保證成功或失敗。例如，假設(shè)我們的書店包含了order和stock表。當一本書被訂購時，我們在order表添加一條記錄并減少stock表中的庫存數(shù)。如果我們分別地執(zhí)行這兩個更新，一個可能成功另外一個會失敗——因此我們的數(shù)據(jù)會不同步。在一個事務(wù)中放置相同更新可以保證同時成功或失敗。

在NoSQL數(shù)據(jù)庫中，單個文檔的修改是微小的。換句話說。如果你正在文檔中更新三個值，要不三個值都是成功的，要不三個值都保持不變。然而，卻沒有相等的事務(wù)去更新不同的文檔。有類似的選項，但是，在寫這些的時候，必須在你的代碼中手動處理。

SQL VS NoSQL CRUD 語法

創(chuàng)建、讀取更新和刪除數(shù)據(jù)是上所有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本質(zhì)上——
? SQL是一個輕量級的陳述性語言。這是非常強大的，并已經(jīng)成為一個國際化的標準，雖然大多數(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)略有不同的語法。
? NoSQL數(shù)據(jù)庫使用與JSON類似 JavaScripty-looking查詢！基本操作很簡單，但嵌套的JSON對于復(fù)雜的查詢會變得更加的繁雜。

簡單的比較：



SQL VS NoSQL性能

這也許是最有爭議的比較，NoSQL經(jīng)常被認為比SQL更快。這并不奇怪；NoSQL更加簡單的反規(guī)范化存儲允許你使用單個請求去在所有信息中查詢一個特定的項目。不需要使用相關(guān)的JSON或復(fù)雜的SQL查詢。

也就是說，你的項目設(shè)計和數(shù)據(jù)要求將產(chǎn)生最大的影響。一個良好設(shè)計的SQL數(shù)據(jù)庫必然會比一個設(shè)計很差的NoSQL表現(xiàn)要好，反之亦然。

SQL VS NoSQL縮放

隨著你的數(shù)據(jù)的增長，你可能會發(fā)現(xiàn)在多個服務(wù)器之前分配負載是很必要的。這對于SQL為基礎(chǔ)的系統(tǒng)可能很棘手。如何分配相關(guān)的數(shù)據(jù)呢？聚類可能是最簡單的選擇；多個服務(wù)器訪問相同的中央存儲——但即使這樣也會存在挑戰(zhàn)。

NoSQL的簡單數(shù)據(jù)模型可以讓這個過程容易很多，許多一開始就建立了縮放功能。這是一個概論性的，所以如果碰到這種情況請去咨詢專家意見。

SQL VS NoSQL實用性

最后，我們來考慮安全和系統(tǒng)的問題。最有名的NoSQL數(shù)據(jù)庫才存在了幾年；他們比更成熟的SQL產(chǎn)品更易出現(xiàn)問題。許多的問題已經(jīng)被曝光，但大部分還是歸結(jié)為一個問題：知識。

開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員對于新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有較少的經(jīng)驗，所以錯誤常常發(fā)生。選擇NoSQL是因為它感覺會更快，或因為你想去避免架構(gòu)設(shè)計而導(dǎo)致之后的問題。

SQL VS NoSQL的總結(jié)

SQL和NoSQL數(shù)據(jù)庫用不同的方式做同樣的事情。從一個切換到另一個是可能的，但是一點計劃可以節(jié)約很多的時間和金錢。

更適合SQL的項目：

可預(yù)先確定的邏輯關(guān)系離散數(shù)據(jù)的要求
數(shù)據(jù)完整性是必不可少的
有良好開發(fā)經(jīng)驗和支持的標準基礎(chǔ)技術(shù)

更適合NoSQL的項目：

不相關(guān)的、不確定或不斷變化的數(shù)據(jù)要求
更加簡單寬松的項目對象，可以立即編碼
速度和擴展性是必要的

在這個書店例子的背景下，SQL數(shù)據(jù)庫是最實用的選項——特別是當我們引進電商設(shè)施，需要強大的事務(wù)支持。

由于我們云巴是做跨設(shè)備平臺的消息服務(wù)的，對數(shù)據(jù)存取的速度和擴展要求非常高，NoSQl對我們來說是最合適的。關(guān)于Couchbase和 Redis 可以看我們往期的文章。

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