技術分享|SQL和 NoSQL資料庫之間的差異:MySQL(VS)MongoDB

老吳與小仙 發表於 2021-05-04

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在當今市場上,存在各種型別的資料庫,選擇適合你業務型別的資料庫對應用的開發和維護有著重要意義。本篇文章,將為大家分享SQL和NoSQL語言之間的區別,同時還將比較這兩種型別的資料庫,以幫助小夥伴們選擇最適合你業務型別的資料庫 。

 

ONE ——什麼是SQL和NoSQL

一、什麼是SQL?

結構化查詢語言(Structured Query Language)簡稱SQL,是一種特殊目的的程式語言,是一種資料庫查詢和程式設計語言,用於存取資料以及查詢、更新和管理關聯式資料庫系統。該語言以表格的形式從結構化資料格式中操作和檢索資料。

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二、什麼是NoSQL?

NoSQL,泛指非關係型的資料庫,提供了一種儲存和檢索非結構化資料的機制。這種型別的資料庫可以處理大量資料,並具有動態模式。因此,NoSQL資料庫沒有特定的查詢語言,沒有或只有很少的關係,但是資料以集合和文件的格式儲存。

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如上圖是一個Employee資料庫,其中有2個集合,即Employee和Projects。現在這些集合中的每一個都有文件,這些文件基本上是資料值。因此,您可以假設集合是你的表,文件是你在表中的欄位。

 

TWO ——SQL VS NoSQL

針對SQL和NoSQL的區別,將基於不同的方面進行比較:

一、資料庫型別

SQL之所以稱為關係型資料庫,是因為它將結構化資料組織定義為行和列,每個表都與資料庫中的其他表相關。

另一方面,NoSQL被稱為非關聯式資料庫,這是因為資料以集合的形式儲存,它們之間沒有或只有很少的關係。 

二、Schema架構

SQL需要用到結構化資料的預定義架構。因此,在開始使用SQL提取和運算元據之前,需要確保以表的形式預定義資料結構。

但是,NoSQL具有用於非結構化資料的動態架構。因此,如果您使用NoSQL資料庫,則不存在預定義的架構,資料的完整架構完全取決於您希望儲存資料的方式,即您想將哪些欄位儲存在文件和集合中。

三、資料庫類別

SQL資料庫是基於表格的資料庫。因此您可以有n個相互關聯的表,並且每個表可以具有行和列,這些行和列將資料儲存在表的每個單元格中。

而NoSQL資料庫則具有以下幾類資料庫:

  • 文件資料庫–將每個金鑰與稱為文件的複雜資料結構配對。它可以包含許多不同的鍵值對,甚至巢狀的文件;

  • 鍵值儲存–它們是最簡單的NoSQL資料庫。資料庫中的每一項都作為屬性名稱或鍵及其值儲存。

  • 圖形儲存–它們用於儲存有關網路的資訊,例如社交關係。圖形儲存包括Neo4J和HyperGraphDB。

  • 寬列儲存– Cassandra和HBase等寬列儲存針對大型資料集的查詢進行了優化,並將資料列而不是行儲存在一起。

因此,SQL資料庫以表的形式儲存資料,而NoSQL資料庫以鍵值對,文件,圖形資料庫或寬列儲存的形式儲存資料 。

四、複雜查詢

與NoSQL相比,SQL更適合複雜的查詢環境,因為SQL資料庫中的架構是結構化的,並且資料以表格格式儲存。因此,即使您希望將巢狀查詢與外部查詢中的許多子查詢一起應用,也可以通過使用適當的表名和列名輕鬆進行。NoSQL資料庫不適用於複雜查詢的原因是因為NoSQL資料庫不是以SQL之類的標準語言查詢的。

五、分層資料儲存

與SQL資料庫相比,NoSQL更適合分層儲存 。

這是因為隨著表數量的增加,維護它們之間關係的複雜性也不斷增加。因此在這種情況下,您無法將大量的表彼此關聯在一起。但是當您考慮使用NoSQL資料庫時,這種資料庫更適合分層資料儲存,因為它遵循類似於JSON資料的鍵值對儲存方式。

六、可擴充套件性

SQL資料庫是垂直可伸縮的。您可以通過優化硬體(例如增加CPU,RAM,SSD等)來平衡資料伺服器的負載。

另一方面,NoSQL資料庫是水平可伸縮的。您可以通過向叢集新增更多伺服器以處理大量流量來執行負載平衡。

七、語言
SQL資料庫有特定的語言,不會因為資料庫不同而不同。NoSQL資料庫沒有特定的語言用於查詢,會隨資料庫的變化而變化。在NoSQL資料庫中,查詢主要集中在文件集合上,該語言稱為UnQL(非結構化查詢語言)。

八、線上處理

在比較SQL和NoSQL時,基於此因素,  SQL資料庫用於重事務型應用程式。這是因為SQL提供了資料的原子性,完整性和穩定性。您也可以將NoSQL用於事務目的,但是在高負載和複雜的事務應用程式中,它仍然不夠穩定。因此,SQL主要用於OLTP(線上事務處理),而NoSQL主要用於OLAP(線上分析處理)。

九、基本屬性

SQL資料庫基於ACID屬性 (原子性,一致性,隔離性和永續性),而NoSQL資料庫基於Brewers CAP定理(一致性,可用性和分割槽容限)。首先讓我解釋一下ACID屬性:

  • 原子性:原子性是指完全完成或失敗的事務,其中事務是指資料的單個邏輯操作。這意味著,如果任何事務的一部分失敗,則整個事務都會失敗,並且資料庫狀態將保持不變。

  • 一致性:一致性可確保資料必須符合所有驗證規則。簡而言之,您可以說您的事務永遠不會離開資料庫而不完成其狀態。

  • 隔離:隔離的主要目標是併發控制。

  • 永續性:永續性意味著如果事務已提交,則事務之間可能發生任何事情,例如斷電,崩潰或任何型別的錯誤。

談到CAP定理,Brewers CAP定理指出,資料庫最多隻能實現以下三個保證中的兩個:一致性,可用性和分割槽容限。這裡

  • 一致性:所有節點同時看到相同的資料。

  • 可用性:確保每個請求是否成功失敗。

  • 分割槽容限:保證即使訊息丟失或系統部分故障,系統是否仍可繼續執行。

NoSQL不能同時提供一致性和高可用性。

十、外部支援

自從SQL誕生超過40年以來,所有SQL供應商都提供了出色的支援。但是,對於某些NoSQL資料庫,是有限制的,您仍然必須依靠社群支援來部署大規模的NoSQL。這是因為NoSQL於2000年代末期出現,人們尚未對其進行太多

 

THREE——MySQL VS MongoDB

目前我們已經瞭解了SQL和MySQL之間的區別,下面將通過分享兩者中最受歡迎的資料庫MySQL和MongoDB來更深入的認識他們。

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一、什麼是MySQL?

MySQL是可在許多平臺上執行的開源關聯式資料庫管理系統。它提供了多使用者訪問、支援許多儲存引擎。

以下是MySQL的功能:

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  • 易於管理 – 該軟體非常容易下載,並使用事件計劃程式自動計劃任務。

  • 強大的事務支援–擁有ACID(原子性,一致性,隔離性,耐久性)屬性,還允許分散式多版本支援。

  • 全面的應用程式開發– MySQL具有用於將資料庫嵌入任何應用程式的外掛庫。它還支援用於應用程式開發的儲存過程,觸發器,函式,檢視等。

  • 高效能–為快速載入實用程式提供獨特的記憶體快取和表索引分割槽。

  • 較低的擁有成本–這減少了成本和硬體支出。

  • 開源和24 * 7支援–該RDBMS可以在任何平臺上使用,併為開源和企業版提供24 * 7支援。

  • 安全資料保護 – MySQL支援強大的機制,以確保只有授權使用者才能訪問資料庫。

  • 高可用性 – MySQL可以執行高速主/從複製配置,並提供叢集伺服器。

  • 可伸縮性和靈活性–使用MySQL,您可以執行深度嵌入式應用程式,並建立包含大量資料的資料倉儲。

二、什麼是MongoDB?MongoDB是一個非關聯式資料庫,用於將資料儲存在文件中。這種型別的資料庫將相關資訊儲存在一起,以進行快速查詢處理。

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MongoDB的功能如下:

  • 索引:建立索引是為了提高搜尋效能。

  • 複製:MongoDB將資料分佈在不同的計算機上。

  • 臨時查詢:它通過為BSON文件建立索引並使用唯一的查詢語言來支援臨時查詢。

  • 無模式:由於它的無模式資料庫是用C ++編寫的,因此非常靈活。

  • 分片:MongoDB使用分片來啟用具有非常大的資料集和高吞吐量操作的部署。

 

下面我們看看這兩個資料庫之間的區別:

1、查詢語言

MySQL使用結構化查詢語言(SQL)。該語言很簡單,主要由DDL,DML DCL和TCL命令組成,以檢索和處理資料。 另一方面,MongoDB使用非結構化查詢語言。因此,查詢語言基本上是MongoDB查詢語言。請參考下圖:

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2、模式的靈活性

MySQL具有結構化資料架構的靈活性,因為您只需要清楚地定義表和列即可。另一方面,MongoDB對模式設計沒有任何限制。您可以直接提及集合中的幾個文件,而這些文件之間沒有任何關係。但是,MongoDB的唯一問題是您需要根據訪問資料的方式來優化架構。

3、關係處理

MySQL藉助JOIN語句支援關係,但MongoDB不支援JOIN語句。但是,它支援將一個文件放在另一個文件(也稱為文件嵌入)和多維資料型別(例如陣列)內。

4、安全
MySQL基本上使用基於特權的安全模型。這種安全模型對使用者進行身份驗證,並在特定資料庫上促進使用者特權。另一方面,MongoDB使用基於角色的訪問控制以及一組靈活的特權,這些特權提供諸如授權和身份驗證之類的安全功能。

5、表現當考慮使用大型資料庫時,與MongoDB相比,MySQL的執行速度很慢。這主要是由於MySQL無法用於大量和非結構化的資料。但是,MongoDB具有處理大型非結構化資料的能力。因此,它比考慮大型資料庫的MySQL更快,因為它允許使用者以減少伺服器負載的方式進行查詢。注意:並沒有硬性規定,即MongoDB始終會為您的資料提供更快的速度,這完全取決於您的資料和基礎架構。

6、複寫

MySQL支援主從複製和主主複製。另一方面,MongoDB支援內建的複製,分片和自動選擇。因此,藉助MongoDB中的自動選擇,您可以設定另一個資料庫或輔助資料庫,以在主資料庫發生故障時自動接管。 

7、用法

您可以參考下圖以瞭解在哪裡使用MySQL和MongoDB:

MySQL MongoDB
最適合包含表和行的資料 最適合非結構化資料
適用於小型資料集 適用於大型資料集
經常更新 高寫入負載
強烈依賴多行交易 不穩定環境中的高可用性
修改大量記錄 基於資料位置

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  關於SQL和NoSQL資料庫比較就先簡單給大家分享到這裡!

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