NoSQL数据库比较——最佳和最受欢迎的NoSQL数据库

传统数据库以表格关系存储数据，而NoSQL数据库（也称为非SQL数据库）则不然。NoSQL数据库最初是为现代网络规模的数据库设计的，但现在广泛用于大数据和实时网络应用程序。常用的数据结构包括图形、键值、宽列和文档存储。

由于NoSQL数据库不遵守严格的模式，因此它们可以管理大量非结构化、部分结构化和结构化数据。这意味着开发人员可以更加敏捷。例如，使用NoSQL数据库的开发人员可以比使用关系数据库更快地推送代码更改。

Cassandra、MongoDB和ApacheHBase是目前市场上最流行的三种NoSQL数据库。这些是开源NoSQL数据库，这意味着可以修改它们以满足特定的业务需求。本指南将用作NoSQL数据库比较，通过比较MongoDB与Cassandra、HBase与MongoDB以及Cassandra与HBase，帮助您确定最适合您业务的NoSQL数据库。

此NoSQL数据库列表讨论了这些顶级NoSQL数据库之间的主要区别、NoSQL的优点和缺点以及使用NoSQL数据库的场合。本文还将提供一个名为SolarWinds®DatabasePerformanceMonitor(DPM)的NoSQL数据库监控建议，以帮助您确保数据库正常运行。

• NoSQL数据库在哪里使用？
• NoSQL数据库的优势
• NoSQL数据库的缺点
• NoSQL数据库监控的重要性
• 选择合适的NoSQL数据库

NoSQL数据库在哪里使用？

如上所述，NoSQL是一种不需要固定模式的非关系数据库管理系统(DBMS)。NoSQL数据库避免连接并且易于扩展。您可能会发现NoSQL数据库被具有非常大的数据存储需求的分布式数据存储所使用。Facebook、Google和Twitter等公司将NoSQL用于其大数据和实时Web应用程序，每天收集数TB的用户数据。

NoSQL数据库的优势

使用NoSQL数据库有很多好处。这包括：

• 弹性可扩展性，因为这些数据库旨在与低成本商品硬件一起使用
• 支持大数据应用，NoSQL数据库可处理海量数据
• 动态模式，因为NoSQL数据库不需要模式就可以开始处理数据
• 随着事务和数据量的增加与廉价商品硬件集群的兼容性，使您能够以更低的成本处理和存储更多的数据
• 支持自动分片，允许NoSQL数据库在任意数量的服务器上本地自动传播数据，而无需应用程序了解服务器池的组成

NoSQL数据库的缺点

不幸的是，您应该了解NoSQL数据库的一些缺点。首先，NoSQL数据库不提供与关系数据库相关的相同可靠性功能。例如，它们不支持ACID。为了支持ACID，开发人员需要实现自己的代码，从而使他们的系统更加复杂。这可能会减少提交事务的安全应用程序的数量。

NoSQL与SQL不兼容，这意味着您将需要一种手动查询语言，这会使您的系统变得更慢、更复杂。最后，与关系数据库相比，NoSQL数据库是新的，这意味着它们不太稳定，通常提供的功能也较少。

1.卡桑德拉

要开始这个开源NoSQL数据库比较，让我们首先考虑Cassandra。Cassandra是市场上最受欢迎的宽列存储数据库系统之一。Cassandra最初是为Facebook收件箱搜索功能而开发的，并已成为NoSQL数据库的最爱，主要是因为其企业级功能。这提高了高可用性和可扩展性，使Cassandra能够处理大量数据并提供几乎实时的分析。Cassandra是用Java编写的，为每次更新提供异步和同步复制。此NoSQL数据库具有高持久性，非常适合需要始终运行的应用程序。

如果将MongoDB与Cassandra进行比较，您会发现Cassandra使用无主“环”架构，而MongoDB则没有。这意味着集群中的所有节点都被平等对待，并且大多数节点都可以用来实现仲裁。与传统的关系数据库一样，Cassandra将数据存储在列和行中。但是，Cassandra可以通过允许行具有不同的列并允许用户更改列的格式来提供额外的灵活性。

Cassandra查询语言(CQL)与SQL非常相似，SQL用户学习起来相对容易。因此，在Cassandra与HBase的比较中，Cassandra可以为读、写和熵提供高级修复过程。这意味着它的集群是高度可靠和可用的。

如果我们不解决每个顶级NoSQL数据库的缺点，这将不是一个公平的NoSQL数据库比较。Cassandra的主要缺点之一是，由于架构是分布式的，副本可能变得不一致。这是因为当一个节点宕机时，它的协调节点会尝试以提示的形式保存数据。当故障节点联机时，协调器会传递提示以协助修复过程。这会给协调器节点带来负担如果集群节点出现故障，协调器节点可能会丢失数据副本并拒绝写入。

虽然Cassandra在主键已知时管理得很好，但如果键未知，它可能无法应对。这是因为Cassandra必须扫描集群中的所有节点，从而导致高读取时间惩罚。

2.MongoDB

MongoDB是最流行的文档存储，也是顶级数据库管理系统之一。MongoDB最初是为了解决与通过DoubleClick提供互联网广告相关的敏捷性和可扩展性问题而创建的。MongoDB企业版提供Kerberos、LDAP、审计和磁盘加密功能。

MongoDB的主要优点之一是它是一个无模式数据库，将数据存储为类似JSON的文档。这意味着MongoDB在它可以存储的记录类型方面提供了敏捷性和灵活性。它还允许字段在文档之间变化。

如果您正在寻求高可用性，MongoDB是一个很好的选择，因为它使用具有数据冗余和自动故障转移功能的副本集。这确保您的应用程序可以继续服务，即使节点已关闭。

不幸的是，除非您选择其中一种DBaaS风格，否则MongoDB管理操作（例如打补丁）是手动的并且可能很耗时。此外，随着数据库开始扩展，MongoDB会遇到内存热点问题。

3.阿帕奇HBase

HBase是一个开源的宽列存储分布式数据库，构建在HDFS之上，并借鉴了GoogleBigtable的多项功能。这包括内存操作、布隆过滤器和压缩。HBase基于Java构建，并提供对Avro、Jython、REST、Thrift和Scala等外部API的支持。HBase提供其数据库的独立版本，尽管它主要用于开发配置而非生产场景。

由于HBase使用HDFS作为分布式文件系统，它可以存储大数据集，甚至数十亿行，并快速提供分析。HBase支持稀疏数据，可以跨商用服务器硬件托管/分布，确保即使数据扩展到千兆字节和PB级，此NoSQL数据库也具有成本效益。这种分布有助于HBase最显着的优势之一：它的故障转移支持包括自动恢复。

尽管HBase在许多方面与Cassandra相似，但主要区别在于它使用主副本架构。这意味着它具有单点故障，因为从一个HMaster到另一个HMaster的故障可能需要时间，这可能会导致性能瓶颈。因此，如果您正在寻找一个始终可用的系统，Cassandra可能是您更好的选择。

与Cassandra不同，HBase没有查询语言。因此，为了实现类SQL的能力，HBase需要用户采用基于JRuby的HBaseshell和ApacheHive等技术。不幸的是，使用这些技术可能会导致高延迟。

NoSQL数据库监控的重要性

选择NoSQL数据库后，您需要考虑实施数据库监控工具。SolarWindsDPM是一款用于开源和NoSQL数据库的数据库性能监控和优化工具。DPM具有一个SaaS平台，该平台具有易于使用的基于Web的用户界面，使您可以从任何地方进行访问。该工具通过多种配置提供轻量级代理，并可以在本地、云端或混合环境中监控数据库。

DPM是一种非常先进的分析工具，提供实时和历史数据指标，使您能够快速、轻松地查明性能问题。借助此NoSQL数据库监控和优化解决方案，您可以通过多种方式保护敏感数据，从而轻松满足GDPR和SOC2合规性要求。

选择合适的NoSQL数据库

尽管MongoDB是最流行的NoSQL数据库之一，但像Cassandra这样的宽列数据库可能能够提供更好的查询性能。选择NoSQL数据库时，您应该考虑托管DBaaS服务的可用性，您可以在其中将数据库维护和管理工作交给提供商。这使开发人员可以专注于应用程序。在这方面，HBase有所欠缺，而MongoDB提供了非常成熟的DBaaS产品，例如MongoDBAtlas。HBase是写入密集型应用程序和海量记录的良好解决方案。

无论您选择哪种NoSQL数据库或决定采用何种维护和管理方法，您都应该实施数据库性能监控工具来帮助您跟踪和优化数据库性能。SolarWindsDPM是一种企业级、可扩展且用户友好的选项，适用于各种规模的企业。

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