Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 366491
  • 博文数量: 125
  • 博客积分: 10
  • 博客等级: 民兵
  • 技术积分: 962
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2012-10-14 10:20
个人简介

我是一只小白兔~

文章分类

全部博文(125)

文章存档

2017年(16)

2016年(108)

2014年(1)

我的朋友

分类: NOSQL

2016-07-27 09:14:51

一、NoSQL简介

1.什么是NoSQL
NoSQL,指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写,是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。

NoSQL用于超大规模数据的存储。(例如谷歌或Facebook每天为他们的用户收集万亿比特的数据)。这些类型的数据存储不需要固定的模式,无需多余操作就可以横向扩展。

2.RDBMS vs NoSQL

RDBMS 

- 高度组织化结构化数据 
- 结构化查询语言(SQL) (SQL) 
- 数据和关系都存储在单独的表中。 
- 数据操纵语言,数据定义语言 
- 严格的一致性
- 基础事务

NoSQL 
- 代表着不仅仅是SQL
- 没有声明性查询语言
- 没有预定义的模式
-键 - 值对存储,列存储,文档存储,图形数据库
- 最终一致性,而非ACID属性
- 非结构化和不可预知的数据
- CAP定理 
- 高性能,高可用性和可伸缩性

3.CAP定理

在计算机科学中, CAP定理(CAP theorem), 又被称作 布鲁尔定理(Brewer's theorem), 它指出对于一个分布式计算系统来说,不可能同时满足以下三点:
(1)一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)
(2)可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)
(3)分隔容忍(Partition tolerance) (系统中任意信息的丢失或失败不会影响系统的继续运作)

CAP理论的核心是:一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求,最多只能同时较好的满足两个。
因此,根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类:
(1)CA - 单点集群,满足一致性,可用性的系统,通常在可扩展性上不太强大。
(2)CP - 满足一致性,分区容忍必的系统,通常性能不是特别高。
(3)AP - 满足可用性,分区容忍性的系统,通常可能对一致性要求低一些。

4.NoSQL的优缺点

【优点
高可扩展性
分布式计算
低成本
架构的灵活性,半结构化数据
没有复杂的关系
【缺点】
没有标准化
有限的查询功能(到目前为止)
最终一致是不直观的程序


5.NoSQL数据库的分类

类型 部分代表


特点
列存储

Hbase

Cassandra

Hypertable

顾名思义,是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据,方便做数据压缩,对针对某一列或者某几列的查询有非常大的IO优势。

文档存储

MongoDB

CouchDB

文档存储一般用类似json的格式存储,存储的内容是文档型的。这样也就有有机会对某些字段建立索引,实现关系数据库的某些功能。

key-value存储

Tokyo Cabinet / Tyrant

Berkeley DB

MemcacheDB

Redis

可以通过key快速查询到其value。一般来说,存储不管value的格式,照单全收。(Redis包含了其他功能)

图存储

Neo4J

FlockDB

图形关系的最佳存储。使用传统关系数据库来解决的话性能低下,而且设计使用不方便。

对象存储

db4o

Versant

通过类似面向对象语言的语法操作数据库,通过对象的方式存取数据。

xml数据库

Berkeley DB XML

BaseX

高效的存储XML数据,并支持XML的内部查询语法,比如XQuery,Xpath。



二、MongoDB简介

1.mongodb的安装(Linux平台)
(1)首先去mongodb的官网下载安装文件,例如下载的文件为mongodb-linux-i686-3.2.8.tgz
(2)切换到/usr/local,然后解压文件到该目录下,并将解压后的目录mongodb-linux-i686-3.2.8重命名为mongodb
$>tar -xvf mongodb-linux-i686-3.2.8.tgz  
(3)启动mongod
./mongod -port=27017 -storageEngine=mmapv1 --dbpath=/usr/local/mongodb/data/db --journal

说明:mongod为mongodb的服务端;
        -storageEngine=mmapv1:设置存储引擎为mmapv1
        --dbpath=/usr/local/mongodb/data/db:指定数据目录的路径
        --journal:开启journal

(4)打开客户端mongo
$>./mongo


2.Mongodb概念解析

【数据库】

一个mongodb中可以建立多个数据库。

MongoDB的默认数据库为"db",该数据库存储在data目录中。

MongoDB的单个实例可以容纳多个独立的数据库,每一个都有自己的集合和权限,不同的数据库也放置在不同的文件中。

show dbs:显示所有数据的列表。

 db :显示当前数据库对象或集合。
use:可以连接到一个指定的数据库。

数据库也通过名字来标识。数据库名可以是满足以下条件的任意UTF-8字符串。
  • 不能是空字符串("")。
  • 不得含有' '(空格)、.、$、/、\和\0 (空宇符)。
  • 应全部小写。
  • 最多64字节。
有一些数据库名是保留的,可以直接访问这些有特殊作用的数据库。
  • admin: 从权限的角度来看,这是"root"数据库。要是将一个用户添加到这个数据库,这个用户自动继承所有数据库的权限。一些特定的服务器端命令也只能从这个数据库运行,比如列出所有的数据库或者关闭服务器。
  • local: 这个数据永远不会被复制,可以用来存储限于本地单台服务器的任意集合
  • config: 当Mongo用于分片设置时,config数据库在内部使用,用于保存分片的相关信息。

【文档】

文档是一个键值(key-value)对(即BSON)。MongoDB 的文档不需要设置相同的字段,并且相同的字段不需要相同的数据类型,这与关系型数据库有很大的区别,也是 MongoDB 非常突出的特点。
下表列出了 RDBMS 与 MongoDB 对应的术语:
RDBMS MongoDB
数据库 数据库
表格 集合
文档
字段
表联合 嵌入文档
主键 主键 (MongoDB 提供了 key 为 _id )
数据库服务和客户端
Mysqld/Oracle mongod
mysql/sqlplus mongo

需要注意的是:

  1. 文档中的键/值对是有序的。
  2. 文档中的值不仅可以是在双引号里面的字符串,还可以是其他几种数据类型(甚至可以是整个嵌入的文档)。
  3. MongoDB区分类型和大小写。
  4. MongoDB的文档不能有重复的键。
  5. 文档的键是字符串。除了少数例外情况,键可以使用任意UTF-8字符。

文档键命名规范:

  • 键不能含有\0 (空字符)。这个字符用来表示键的结尾。
  • .和$有特别的意义,只有在特定环境下才能使用。
  • 以下划线"_"开头的键是保留的(不是严格要求的)。

【集合】

集合就是 MongoDB 文档组,类似于 RDBMS (关系数据库管理系统:Relational Database Management System)中的表格。

集合存在于数据库中,集合没有固定的结构,这意味着你在对集合可以插入不同格式和类型的数据,但通常情况下我们插入集合的数据都会有一定的关联性。

比如,我们可以将以下不同数据结构的文档插入到集合中:

{"site":"www.baidu.com"} {"site":"www.google.com","name":"Google"} {"site":"www.runoob.com","name":"菜鸟教程","num":5}

当第一个文档插入时,集合就会被创建。

合法的集合名

  • 集合名不能是空字符串""。
  • 集合名不能含有\0字符(空字符),这个字符表示集合名的结尾。
  • 集合名不能以"system."开头,这是为系统集合保留的前缀。
  • 用户创建的集合名字不能含有保留字符。有些驱动程序的确支持在集合名里面包含,这是因为某些系统生成的集合中包含该字符。除非你要访问这种系统创建的集合,否则千万不要在名字里出现$。

如下实例:

db.col.findOne()

capped collections

Capped collections 就是固定大小的collection。

它有很高的性能以及队列过期的特性(过期按照插入的顺序). 有点和 "RRD" 概念类似。

Capped collections是高性能自动的维护对象的插入顺序。它非常适合类似记录日志的功能 和标准的collection不同,你必须要显式的创建一个capped collection, 指定一个collection的大小,单位是字节。collection的数据存储空间值提前分配的。


要注意的是指定的存储大小包含了数据库的头信息。


db.createCollection("mycoll", {capped:true, size:100000})
  • 在capped collection中,你能添加新的对象。
  • 能进行更新,然而,对象不会增加存储空间。如果增加,更新就会失败 。
  • 数据库不允许进行删除。使用drop()方法删除collection所有的行。
  • 注意: 删除之后,你必须显式的重新创建这个collection。
  • 在32bit机器中,capped collection最大存储为1e9( 1X109)个字节。

【元数据】

数据库的信息是存储在集合中。它们使用了系统的命名空间:
dbname.system.*

在MongoDB数据库中名字空间 .system.* 是包含多种系统信息的特殊集合(Collection),如下:

集合命名空间 描述
dbname.system.namespaces 列出所有名字空间。
dbname.system.indexes 列出所有索引。
dbname.system.profile 包含数据库概要(profile)信息。
dbname.system.users 列出所有可访问数据库的用户。
dbname.local.sources 包含复制对端(slave)的服务器信息和状态。

对于修改系统集合中的对象有如下限制。

在{{system.indexes}}插入数据,可以创建索引。但除此之外该表信息是不可变的(特殊的drop index命令将自动更新相关信息)。

{{system.users}}是可修改的。 {{system.profile}}是可删除的。


MongoDB 数据类型

下表为MongoDB中常用的几种数据类型。

数据类型 描述
String 字符串。存储数据常用的数据类型。在 MongoDB 中,UTF-8 编码的字符串才是合法的。
Integer 整型数值。用于存储数值。根据你所采用的服务器,可分为 32 位或 64 位。
Boolean 布尔值。用于存储布尔值(真/假)。
Double 双精度浮点值。用于存储浮点值。
Min/Max keys 将一个值与 BSON(二进制的 JSON)元素的最低值和最高值相对比。
Arrays 用于将数组或列表或多个值存储为一个键。
Timestamp 时间戳。记录文档修改或添加的具体时间。
Object 用于内嵌文档。
Null 用于创建空值。
Symbol 符号。该数据类型基本上等同于字符串类型,但不同的是,它一般用于采用特殊符号类型的语言。
Date 日期时间。用 UNIX 时间格式来存储当前日期或时间。你可以指定自己的日期时间:创建 Date 对象,传入年月日信息。
Object ID 对象 ID。用于创建文档的 ID。
Binary Data 二进制数据。用于存储二进制数据。
Code 代码类型。用于在文档中存储 JavaScript 代码。
Regular expression 正则表达式类型。用于存储正则表达式。

三、创建、删除数据库

MongoDB 创建数据库的语法格式如下:

use DATABASE_NAME

MongoDB 删除数据库的语法格式如下:
db.dropDatabase()

查看当前数据库名称:db
查看所有数据库:show dbs

删除集合语法格式如下:

db.collection.drop()

四、MongoDB 插入文档

所有存储在集合中的数据都是BSON格式。

1.插入文档
MongoDB 使用 insert() 或 save() 方法向集合中插入文档,语法如下:
db.COLLECTION_NAME.insert(document)

以下文档可以存储在 MongoDB 的 runoob 数据库 的 col集合中:

点击(此处)折叠或打开

  1. >db.col.insert({title: 'MongoDB 教程',
  2.     description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
  3.     by: '菜鸟教程',
  4.     url: 'http://www.runoob.com',
  5.     tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
  6.     likes: 100
  7. })

以上实例中 col 是我们的集合名,如果该集合不在该数据库中, MongoDB 会自动创建该集合并插入文档.
查看已插入文档:
> db.col.find()
也可以将数据定义为一个变量,如下所示:

点击(此处)折叠或打开

  1. > document=({title: 'MongoDB 教程',
  2.     description: 'MongoDB 是一个 Nosql 数据库',
  3.     by: '菜鸟教程',
  4.     url: 'http://www.runoob.com',
  5.     tags: ['mongodb', 'database', 'NoSQL'],
  6.     likes: 100
  7. })
执行插入操作:
> db.col.insert(document) WriteResult({ "nInserted" : 1 }) > 

插入文档你也可以使用 db.col.save(document) 命令。如果不指定 _id 字段 save() 方法类似于 insert() 方法。如果指定 _id 字段,则会更新该 _id 的数据。






阅读(840) | 评论(0) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~
评论热议
请登录后评论。

登录 注册