SQL or NoSQL——云計算環(huán)境中該選擇誰？

NoSQL和SQL之間真正的差異是什么？實質上，是因為不同的訪問模式導致了NoSQL和SQL可擴展性和性能上的不同。

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

而在SQL中，訪問模式預先是不知道的，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)。強調建立數(shù)據(jù)完整性、簡潔性、標準化和抽象化。這對于所有大型復雜的應用極為重要。

為什么是NoSQL

NoSQL提供的方法對于SQL數(shù)據(jù)庫來說有巨大的優(yōu)勢。因為它允許應用程序擴展的新的水平。新的數(shù)據(jù)服務基于真正可擴展的結構和體系構建云、構建分布式。這對于應用開發(fā)來說是非常有吸引力的。無需DBA，無需復雜的SQL查詢。

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

這些都是NoSQL運動的所有主要優(yōu)勢，但NoSQL也非萬能，具體而言，數(shù)據(jù)模型的選擇、接口規(guī)范以及當前面臨的新業(yè)務比如移動業(yè)務數(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

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

SQL的數(shù)據(jù)模型定義了高度結構化的數(shù)據(jù)結構，以及對這些結構之間關系的嚴格定義。在這樣的數(shù)據(jù)模型上執(zhí)行的查詢操作會比較局限，而且可能會導致復雜的數(shù)據(jù)遍歷操作。但是數(shù)據(jù)結構的復雜性及查詢的復雜性，會導致系統(tǒng)產(chǎn)生如下的一些限制：比如當數(shù)據(jù)量增長到一臺機器已經(jīng)不能容納，我們需要將不同的數(shù)據(jù)表分布到不同的機器；如果你的結構化數(shù)據(jù)并沒有那么強，或者對每一行數(shù)據(jù)的要求比較靈活，那可能關系型的數(shù)據(jù)模型就太過嚴格了；再有，使用簡單的查詢語言可能會導致應用層的邏輯更復雜，但是這樣可以將存儲系統(tǒng)的工作簡單化，讓它只需要響應一些簡單的請求。

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

接口和互操作問題

不可否認，NoSQL的數(shù)據(jù)服務接口還有待規(guī)范。比如DHT，這是一個簡單的接口，但仍舊沒有標準的語義。每個DHT服務都使用其自己的一套接口。另一個大問題是不同的數(shù)據(jù)結構，如 DHT和binary tree，只是作為一個例子，共享數(shù)據(jù)對象。所有這些服務中，指針沒有內在的語義。事實上，這些服務中，處理互操作性是開發(fā)者的職責，這一點很很重要，尤其是當需要數(shù)據(jù)被多個服務訪問時。一個簡單的例子：后臺工作由Java實現(xiàn)，Web服務類工作由PHP實現(xiàn)，數(shù)據(jù)可以被輕易地從兩個域訪問數(shù)據(jù)嗎？顯然，人們可以使用Web服務作為前端數(shù)據(jù)訪問層，但是，NoSQL有可能讓事情變得更復雜，并降低了業(yè)務敏捷性，靈活性和性能，同時增加了開發(fā)工作量。

移動業(yè)務

在移動業(yè)務領域，需要一套工具，這套工具不僅要有可擴展性，而且還易于管理并且穩(wěn)定，并在云上有一個固定的設置服務器。當系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時候，可以不需要通過判斷整個系統(tǒng)或開發(fā)平臺來診斷問題，而是通過遠程訪問——這正是運維經(jīng)理們所要面對的問題，但是在目前NoSQL所能提供的服務功能來看，很難實現(xiàn)，即便是Amazon的托管環(huán)境。

SQL和NoSQL如何結合？

總而言之，在NoSQL和SQL的選擇上，需要了解到以下內容：

數(shù)據(jù)模型及操作模型：你的應用層數(shù)據(jù)模型是行、對象還是文檔型的呢？這個系統(tǒng)是否能支持你進行一些統(tǒng)計工作呢？

可靠性：當你更新數(shù)據(jù)時，新的數(shù)據(jù)是否立刻寫到持久化存儲中去了？新的數(shù)據(jù)是否同步到多臺機器上了？

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

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

一致性：你的數(shù)據(jù)是否被復制到了多臺機器上，這些分布在不同點的數(shù)據(jù)如何保證一致性？

事務機制：你的業(yè)務是否需要ACID的事務機制？

單機性能：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)結構能滿足你的需求（你的需求是讀多還是寫多）？寫操作是否會成為磁盤瓶頸？

負載可評估：對于一個讀多寫少的應用，諸如響應用戶請求的web應用，我們總會花很多精力來關注負載情況。你可能需要進行數(shù)據(jù)規(guī)模的監(jiān)控，對多個用戶的數(shù)據(jù)進行匯總統(tǒng)計。你的應用場景是否需要這樣的功能呢？

使用NoSQL架構實現(xiàn)SQL數(shù)據(jù)庫？

使用NoSQL的基礎架構實現(xiàn)SQL數(shù)據(jù)庫是一個很好的解決方案。一個SQL數(shù)據(jù)庫是可擴展、易管理，云就緒、高度可用的，完全建立在NoSQL的基礎結構（分布式）上，但仍然提供SQL數(shù)據(jù)庫的所有優(yōu)勢，如互操作性，定義良好的語義以及更多。

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

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

在我看來，構建于NoSQL基礎之上的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值。
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