SQL or NoSQL——云計(jì)算環(huán)境中該選擇誰？

NoSQL和SQL之間真正的差異是什么？實(shí)質(zhì)上，是因?yàn)椴煌�的訪問模式導(dǎo)致了NoSQL和SQL可擴(kuò)展性和性能上的不同。

NoSQL只允許數(shù)據(jù)在受限的預(yù)定義模式訪問。例如DHT （Distributed Hash Table）通過hashtable API訪問。其他NoSQL數(shù)據(jù)服務(wù)訪問模式同樣受限。因此可擴(kuò)展性和性能結(jié)構(gòu)是可預(yù)測和可靠的。

而在SQL中，訪問模式預(yù)先是不知道的，SQL是一種通用語言，允許數(shù)據(jù)以各種方式訪問，程序員也對(duì)SQL語句的執(zhí)行能力控制有限。

換句話說，在SQL中，數(shù)據(jù)模型不執(zhí)行特定的工作方式與數(shù)據(jù)。強(qiáng)調(diào)建立數(shù)據(jù)完整性、簡潔性、標(biāo)準(zhǔn)化和抽象化。這對(duì)于所有大型復(fù)雜的應(yīng)用極為重要。

為什么是NoSQL

NoSQL提供的方法對(duì)于SQL數(shù)據(jù)庫來說有巨大的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗�允許應(yīng)用程序擴(kuò)展的新的水平。新的數(shù)據(jù)服務(wù)基于真正可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)和體系構(gòu)建云、構(gòu)建分布式。這對(duì)于應(yīng)用開發(fā)來說是非常有吸引力的。無需DBA，無需復(fù)雜的SQL查詢。

這是不小的問題，一個(gè)好程序員自由選擇一個(gè)數(shù)據(jù)模型，使用熟悉的工具寫應(yīng)用程序，減少對(duì)他人的依賴于，并測試和優(yōu)化的代碼，而不做猜測或一個(gè)黑盒（DB）的計(jì)數(shù)。

這些都是NoSQL運(yùn)動(dòng)的所有主要優(yōu)勢(shì)，但NoSQL也非萬能，具體而言，數(shù)據(jù)模型的選擇、接口規(guī)范以及當(dāng)前面臨的新業(yè)務(wù)比如移動(dòng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的處理問題，都是NoSQL無法回避的。

NoSQL絕非萬能

數(shù)據(jù)模型

如果沒有一個(gè)統(tǒng)一的、定義良好的數(shù)據(jù)模型，無論采用何種技術(shù)都有缺陷。

SQL的數(shù)據(jù)模型定義了高度結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及對(duì)這些結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的嚴(yán)格定義。在這樣的數(shù)據(jù)模型上執(zhí)行的查詢操作會(huì)比較局限，而且可能會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜的數(shù)據(jù)遍歷操作。但是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及查詢的復(fù)雜性，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生如下的一些限制：比如當(dāng)數(shù)據(jù)量增長到一臺(tái)機(jī)器已經(jīng)不能容納，我們需要將不同的數(shù)據(jù)表分布到不同的機(jī)器；如果你的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并沒有那么強(qiáng)，或者對(duì)每一行數(shù)據(jù)的要求比較靈活，那可能關(guān)系型的數(shù)據(jù)模型就太過嚴(yán)格了；再有，使用簡單的查詢語言可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用層的邏輯更復(fù)雜，但是這樣可以將存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作簡單化，讓它只需要響應(yīng)一些簡單的請(qǐng)求。

此外，NoSQL數(shù)據(jù)庫并非是唯一適合存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)或大型數(shù)據(jù)，顯然，通過良好的分區(qū)設(shè)計(jì)，SQL數(shù)據(jù)庫也可以獲得極好的擴(kuò)展性。

接口和互操作問題

不可否認(rèn)，NoSQL的數(shù)據(jù)服務(wù)接口還有待規(guī)范。比如DHT，這是一個(gè)簡單的接口，但仍舊沒有標(biāo)準(zhǔn)的語義。每個(gè)DHT服務(wù)都使用其自己的一套接口。另一個(gè)大問題是不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如 DHT和binary tree，只是作為一個(gè)例子，共享數(shù)據(jù)對(duì)象。所有這些服務(wù)中，指針沒有內(nèi)在的語義。事實(shí)上，這些服務(wù)中，處理互操作性是開發(fā)者的職責(zé)，這一點(diǎn)很很重要，尤其是當(dāng)需要數(shù)據(jù)被多個(gè)服務(wù)訪問時(shí)。一個(gè)簡單的例子：后臺(tái)工作由Java實(shí)現(xiàn)，Web服務(wù)類工作由PHP實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)可以被輕易地從兩個(gè)域訪問數(shù)據(jù)嗎？顯然，人們可以使用Web服務(wù)作為前端數(shù)據(jù)訪問層，但是，NoSQL有可能讓事情變得更復(fù)雜，并降低了業(yè)務(wù)敏捷性，靈活性和性能，同時(shí)增加了開發(fā)工作量。

移動(dòng)業(yè)務(wù)

在移動(dòng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，需要一套工具，這套工具不僅要有可擴(kuò)展性，而且還易于管理并且穩(wěn)定，并在云上有一個(gè)固定的設(shè)置服務(wù)器。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時(shí)候，可以不需要通過判斷整個(gè)系統(tǒng)或開發(fā)平臺(tái)來診斷問題，而是通過遠(yuǎn)程訪問——這正是運(yùn)維經(jīng)理們所要面對(duì)的問題，但是在目前NoSQL所能提供的服務(wù)功能來看，很難實(shí)現(xiàn)，即便是Amazon的托管環(huán)境。

SQL和NoSQL如何結(jié)合？

總而言之，在NoSQL和SQL的選擇上，需要了解到以下內(nèi)容：

數(shù)據(jù)模型及操作模型：你的應(yīng)用層數(shù)據(jù)模型是行、對(duì)象還是文檔型的呢？這個(gè)系統(tǒng)是否能支持你進(jìn)行一些統(tǒng)計(jì)工作呢？

可靠性：當(dāng)你更新數(shù)據(jù)時(shí)，新的數(shù)據(jù)是否立刻寫到持久化存儲(chǔ)中去了？新的數(shù)據(jù)是否同步到多臺(tái)機(jī)器上了？

擴(kuò)展性：你的數(shù)據(jù)量有多大，單機(jī)是否能容下？你的讀寫量求單機(jī)是否能支持？

分區(qū)策略：考慮到你對(duì)擴(kuò)展性，可用性或者持久性的要求，你是否需要一份數(shù)據(jù)被存在多臺(tái)機(jī)器上？你是否需要知道數(shù)據(jù)在哪臺(tái)機(jī)器上，以及你能否知道。

一致性：你的數(shù)據(jù)是否被復(fù)制到了多臺(tái)機(jī)器上，這些分布在不同點(diǎn)的數(shù)據(jù)如何保證一致性？

事務(wù)機(jī)制：你的業(yè)務(wù)是否需要ACID的事務(wù)機(jī)制？

單機(jī)性能：如果你打算持久化的將數(shù)據(jù)存在磁盤上，哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能滿足你的需求（你的需求是讀多還是寫多）？寫操作是否會(huì)成為磁盤瓶頸？

負(fù)載可評(píng)估：對(duì)于一個(gè)讀多寫少的應(yīng)用，諸如響應(yīng)用戶請(qǐng)求的web應(yīng)用，我們總會(huì)花很多精力來關(guān)注負(fù)載情況。你可能需要進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)模的監(jiān)控，對(duì)多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)。你的應(yīng)用場景是否需要這樣的功能呢？

使用NoSQL架構(gòu)實(shí)現(xiàn)SQL數(shù)據(jù)庫？

使用NoSQL的基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)SQL數(shù)據(jù)庫是一個(gè)很好的解決方案。一個(gè)SQL數(shù)據(jù)庫是可擴(kuò)展、易管理，云就緒、高度可用的，完全建立在NoSQL的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（分布式）上，但仍然提供SQL數(shù)據(jù)庫的所有優(yōu)勢(shì)，如互操作性，定義良好的語義以及更多。

這種混合結(jié)構(gòu)也許不如純粹的NoSQL的服務(wù)，但足以滿足需要更穩(wěn)定系統(tǒng)、可擴(kuò)展性和云服務(wù)的80%的市場需求。

這種解決辦法還允許很容易地遷移現(xiàn)有的應(yīng)用到云環(huán)境，從而保護(hù)相關(guān)組織在這些應(yīng)用上所付出的巨大的投資。

在我看來，構(gòu)建于NoSQL基礎(chǔ)之上的SQL數(shù)據(jù)庫，可以為那些在其成長期間期望靈活、高效的客戶提供最高的價(jià)值。
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