在 NoSQL 數據庫中建模數據時要記住的 3 個關鍵事項

已發表: 2023-02-27

在 NoSQL 數據庫中建模數據時,需要牢記一些關鍵事項。 首先,了解關係數據庫和非關係數據庫之間的區別很重要。 關係數據庫,如 MySQL,將數據存儲在表和行中。 非關係數據庫,如 MongoDB,將數據存儲在文檔中。 這意味著當您在 NoSQL 數據庫中建模數據時,您需要考慮如何以對基於文檔的數據庫有意義的方式構建數據。 其次,記住需要對數據執行的查詢類型很重要。 在關係數據庫中,您通常使用 SQL 來查詢數據。 但是,在 NoSQL 數據庫中,您需要使用不同的查詢語言。 例如,在 MongoDB 中,您將使用MongoDB 查詢語言(MQL)。 最後,考慮如何為數據編制索引很重要。 在關係數據庫中,您通常通過在表和列上創建索引來索引數據。 但是,在 NoSQL 數據庫中,您需要以不同方式索引數據。 例如,在 MongoDB 中,您可以在文檔和字段上創建索引。 通過牢記這三點,您可以以高效且可擴展的方式在 NoSQL 數據庫中建模數據。

分佈在多台計算機上的 SQL 數據庫旨在脫離關係模型。 有一種常見的誤解,認為 NoSQL 數據庫缺乏數據模型。 創建模式的第一步是描述數據的組織方式。 因為每種類型的 NoSQL 數據庫都有自己的一套數據模型,所以它們之間的差異是很自然的。 因此,模式設計將在應用程序的整個生命週期中迭代。 在決定使用哪個 NoSQL 數據庫時,最重要的考慮因素之一是數據模型最適合的用例。 除了各種數據類型和數據結構之外,每個文檔還存儲多個字段和值。

已經開發出多種強大的查詢語言來處理各種類型的字段值,可以使用查詢來檢索字段值。 NoSQL 數據庫在每一行中包含一個鍵和一個相關的列,它們被稱為列族。 它是在四種主要類型的 NoSQL 數據庫中存儲數據的底層結構。 儘管數據組織方式的細節非常靈活,但有時甚至可能需要“無模式”系統。 文檔數據庫、寬列數據庫和圖形數據庫通常內置了特定的查詢語言。

Nosql 數據庫架構示例

Nosql 數據庫架構示例
圖片來源:medium.com

NoSQL 數據庫是一種非關係數據庫,它不使用關係數據庫傳統的基於表的模式。 NoSQL 數據庫通常用於存儲不適合關係數據庫的大量數據,例如非結構化、具有大量關係或不斷變化的數據。

沒有必要使用固定模式來管理 NoSQL 數據庫中的數據,因為它們沒有層次結構。 由於生成和使用的數據量很大,NoSQL 數據庫用於具有高存儲要求的分佈式數據存儲。 Twitter、Facebook 和 Google 都是使用 NoSQL 存儲數據和構建實時 Web 應用程序的公司。 數據可以存儲在鍵值數據庫中,並通過從數據庫中檢索來用作鍵值對。 關聯數組和集合數據庫類型是此類 NoSQL 數據庫的常見用途。 文檔類型通常用作內容管理系統 (CMS)、博客平台、實時分析和電子商務應用程序的基礎。 圖數據庫中的數據可用於構建社交網絡、物流或空間地圖。

可以使用該系統在 MapReduce 中定義 CouchDB 視圖。 據此,分佈式數據存儲無法保證三件事中的兩件以上。 一般而言,一致性對於數據一致性至關重要,即使在操作完成之後也是如此。 如果服務器無法相互通信,則應保持分區容差。

Nosql 數據庫:新常態?

NoSQL數據庫平台比傳統的關係數據庫平台更加靈活和高效。 因為它們不需要嚴格的模式,所以這些類型的數據庫通常更易於使用。 另一方面,它們不具備關係數據庫的所有功能。

Nosql 數據建模

Nosql 數據建模
圖片來源:wordpress.com

什麼是NoSQL 數據模型? 該模型不依賴於關係數據庫管理系統 (RDBMS) 的使用。 因此,該模型在數據如何相互交互方面是模棱兩可的——它們是如何連接在一起的。

8 Redis Data Modeling Patterns 是一本學習 Redis 數據建模的好書。 它討論了八種數據模型,這些模型可用於創建現代應用程序,而不受傳統關係數據庫的限制,而傳統關係數據庫可能非常昂貴。 NoSQL 平台允許將兩個單獨的表或集合與一個表集成。 因此,他們將能夠更好地了解他們的關係並更輕鬆地找到所有相關數據。 在 NoSQL 應用程序中,每個表都是它自己的視圖,這意味著它的性能獨立於應用程序。 有界列表(例如已知大小的列表)作為無界列表嵌入,而無界列表作為無界列表單獨嵌入。 在本例中,它是一個,因此需要以下變量:產品、作者、發布日期、評級和評論。

第一種模式與無限邊具有多對多關係。 在關係數據庫中,您必須通過將各種類型的產品分成表來跟踪它們。 可以使用 Redis Stack 來區分集合的類型字段。 隨著您在桶模式中取得進展,您將通過存儲和管理時間序列數據來減少開銷。 通過將修訂模式與實時數據結合使用,可以增強許多用例。 NoSQL 使您能夠以多種方式使用這些模式來降低 JOIN 操作的複雜性。 人力資源系統、CMS、產品目錄和社交網絡等繁重的 JOIN 操作需要使用樹圖模式。

它不依賴於使用關係數據庫管理系統 (RDBMS) 進行加固。 數據可以存儲在磁盤、內存驅動器或兩者上。 Redis Launchpad 上的許多示例演示了使用 Redis 和 NoSQL 創建應用程序。

Nosql 數據庫:存儲非關係數據的最佳方式

另一方面,Somenosql 數據庫可以在關係數據庫上運行。 例如,MongoDB 和 Cassandra 使用 B-Tree 索引,這種索引在大量數據庫中都有使用。 Neo4j 中使用的圖形模型與關係數據庫不兼容。 NoSQL 數據庫越來越受歡迎,因為它們比傳統數據庫更靈活、更高效。 如果您需要一個不基於關係模型的數據模型,那麼 nosql 數據庫是一個很好的選擇也就不足為奇了。

如何設計 Nosql 數據庫

這個問題沒有明確的答案,因為設計 NoSQL 數據庫的最佳方式取決於應用程序的具體需求。 但是,可以遵循一些通用提示以確保數據庫設計最佳。 首先,了解將存儲在數據庫中的數據以及數據之間的關係很重要。 這將有助於確定數據的最佳模式。 接下來,為應用程序選擇合適的 NoSQL 數據庫技術很重要。 有許多不同的技術可用,每種技術都有自己的優點和缺點。 最後,為性能設計數據庫很重要。 這意味著要考慮索引和分片之類的事情。

使用規範化 RDBMS,您可以利用關係範式的內在優勢。 NoSQL 數據庫的主要優點是它們可以對半結構化聚合和動態實體進行建模。 您應該考慮如何根據層次結構和聚合對 NoSql 建模,而不是實體和關係。 非規範化,如 RDBMS 中所定義,有效地將您的數據庫關閉為 NoSQL 數據庫。 如果您只需要聚合的一個子集,則必須在代碼中加入,或者如果您需要聚合的聚合,則必須解析它。 儘早確定您的關係至關重要。

設計

與面向應用程序的方法相反,NoSQL 數據模型側重於應用程序將如何查詢數據,而不是數據內的關係。 NoSQL數據庫設計原則強調數據的靈活性,而不是嚴格的關係模式。

因此,NoSQL 數據庫應該伴隨著應用程序架構的相應變化。 作為 NoSQL 方法的一部分,服務器的複雜性從基於 SQL 的數據庫中轉移出來。 在本文中,我們將研究數據管理的各個方面,並推荐一種採用數據管理層而非 NoSQL 數據庫的架構。 面向對象的 NoSQL 數據庫通常具有數據實體的嵌套結構。 當始終可以從文檔中訪問父文檔的子結構/子結構時,嵌套數據結構就可以很好地工作。 在某些情況下,可以通過使用嵌套結構來避免雙向關係。 在某些關鍵應用程序中仍然需要關係。

如何管理與傳統 RDBMS 的關係已廣為人知。 我們如何使用 NoSQL 數據庫對關係建模? 您可以嘗試兩種策略中的一種。 將數據重複保持在最低限度的一種方法是採用規範化策略。 一種選擇是對數據進行反規範化,這可能會提高查詢性能。 如果 NoSQL 數據管理方法試圖破壞 Edgar Codd 數據管理的歷史支柱,它就有被誤解的危險。 因此,數據庫訪問應被視為實現的內部組件,而不是可重用的 API。

跨 NoSQL 存儲和數據庫保持數據一致性至關重要。 鍵值文檔數據庫使用類似於 Berkeley 的 DB API 的索引 API 進行索引。 據報導,W3C 得出結論,NoSQL 數據庫應該對索引進行編程訪問,而不是基於查詢的訪問。 因此,仍然需要強制執行數據有效性和完整性約束。 通過將驗證移出存儲層,我們可以將其集中在我們的數據管理層中。 通常,基於一致性的複制系統可以基於更嚴格的事務語義在單個數據庫存儲系統之上實現。 自定義復制和一致性實施對於需要更高完整性或需要更大可擴展性的寬鬆一致性的應用程序非常有用。

在 CouchDB 中使用多版本並發控制 (MVCC) 風格的衝突解決方案來解決衝突有時是幼稚的。 在 Persevere 2.0 中,可以定義數據模型並將產品鏈接到其製造商。 經過我們的努力,MVC架構模型得到了有效的實現。 將這種類型的用戶界面層重新資本化為 mVC 表明重點已從用戶界面邏輯中的數據建模問題轉移。

什麼是 Nosql 和示例?

NoSQL 數據庫(也稱為 SQL)是一種以不同於關係數據庫的方式存儲數據的數據庫。 NoSQL 一詞是指允許設計各種數據庫的數據模型。 文檔類型、鍵值類型、寬列類型和圖形是最常見的。

Nosql的架構是什麼?

使用NoSQL 數據庫方法,運行基於 SQL 的數據庫的服務器不再需要處理大量數據。 驗證、訪問控制、數據映射、相關活動、衝突解決、維護完整性約束和触發過程都從數據庫層中刪除。

Nosql雲數據庫的優勢

與傳統關係數據庫相比,使用nosql 雲數據庫有幾個優勢。 它們在縮放方面更加靈活。 它們在讀寫操作方面的表現優於其他類型的軟件。 第三個優勢是他們更擅長處理數據變化。

Nosql數據庫設計用什麼工具?

Hackolade、DbSchema 和Cassandra Data Modeler是一些 NoSQL 數據庫模式設計工具。 Hackolade 的可視化架構設計非常適合任何類型的 NoSQL 數據庫。 DbSchema 從現有的 NoSQL 數據庫中提取模式並將它們轉換為 XML。

SQL 還是 NoSQL?

NoSQL 數據模型越來越受歡迎,因為它們易於使用且缺乏跨產品的一致性。 SQL 數據庫通過跨表處理查詢和連接數據,使對結構化數據執行複雜查詢變得更加容易。 NoSQL 數據庫之間缺乏一致性,以及需要更頻繁地查詢數據,可能會導致查詢時間增加。 如果您出於分析目的需要快速查詢數據,SQL 數據庫是最可能的解決方案。 但是,如果您需要以更靈活且結構化程度更低的格式存儲數據,NoSQL 數據模型可能更適合您。

Nosql文檔

隨著對更快、更靈活的數據管理解決方案的需求增長, Nosql 文檔數據庫正變得越來越流行。 這些數據庫旨在提供高性能、可擴展性和靈活性,使其成為廣泛應用程序的理想選擇。

面向文檔的數據庫是一種現代方法,它使用 JSON 而不是列和行作為數據存儲。 在處理半結構化數據時,您可以處理 RDBMS 難以掌握的問題。 文檔存儲對於敏捷開發人員來說是一種自然而靈活的解決方案,他們可以通過使用它們來更快地工作。 富有表現力的查詢語言和多方面的索引為您提供了多種查詢選項。 您仍然可以通過執行 ACID 事務從關係數據庫保證中受益。 您可以訪問 distributedsystems.com 了解有關分佈式系統如何提高數據的可擴展性和彈性的更多信息。 各個文檔是獨立的單元,這使得跨服務器分發更容易,而不會導致數據局部性受到影響。

在文檔數據庫中使用直觀、實用的建模使模型比關係數據庫中使用的模型讀取速度更快。 預計數據質量會降低,並且存在由於剛性表而導致數據惡化的風險。 關係數據庫沒有原生的橫向擴展,所以如果你想對現有的數據庫進行分區(分片),你將不得不為一個昂貴的橫向擴展系統買單。 面向文檔的數據庫可以存儲各種類型的文檔,通常不需要輸入任何字段。 儘管每個領域都是不同的,但有一個共同的結構組成。 每個文檔都包含一個唯一的 ID,可用於添加、更改、刪除或查詢信息。 封裝封裝數據(或信息)通常以標準格式或解碼完成。

面向文檔的數據庫具有比傳統數據庫靈活得多的結構。 查詢時,數據直接從文檔中保存,而不是從數據庫中的列中保存。 唯一必須添加的數據字段是那些與文檔存儲中的數據集相關的字段。

為什麼文檔比關係表更好地存儲文件

文檔經常被用來存儲文件,因為對於大文件存儲,它們比關係數據庫更高效。 Document文檔還有一個好處就是方便查找和操作。