Что такое базы данных NoSQL?
Статья также доступна на украинском (перейти к просмотру).
NoSQL database (или «Not Only SQL») — это группа баз данных, которые отличаются от традиционных реляционных баз данных (SQL) способом организации, хранения и доступа к данным. NoSQL базы данных обычно требуются для хранения больших объемов неструктурированных или слабоструктурированных данных. Это, например, текстовые файлы, изображения и видео.
Основные характеристики NoSQL баз данных:
-
схема без схемы (Schema-less). NoSQL позволяют хранить разные типы данных без необходимости заранее определять схему таблиц;
-
горизонтальное масштабирование. Многие NoSQL базы данных разработаны таким образом, чтобы их можно было легко масштабировать горизонтально: добавлять новые серверы для обработки растущего объема данных;
-
высокая производительность. Обычно NoSQL хорошо подходят для задач, где требуется высокая скорость операций записи и чтения;
-
поддержка разных типов данных. NoSQL database могут хранить и обрабатывать структурированные, полуструктурированные и неструктурированные данные (например, документы, ключ-значения, столбцы, графы и т.п.).
Популярные типы NoSQL баз данных
-
Документ-ориентированные. Например, MongoDB, Couchbase и некоторые другие. Они хранят данные в виде JSON-подобных документов.
-
Ключ-значение. К примеру, Redis, Riak, и Amazon DynamoDB. Данные хранятся в виде пар ключ-значения, где ключ уникален и используется для быстрого доступа к значению.
-
Столбчатые. К примеру, Apache Cassandra и HBase. Данные хранятся посредством столбцов с помощью строк ключей.
-
Графовые. К примеру, Neo4j, Amazon Neptune. Они используют графовую модель для хранения данных и связей между ними.
Основные отличия между SQL и NoSQL
Схема данных
SQL: требует жесткой фиксированной схемы. Таблицы определяются заранее и каждый столбец имеет фиксированный тип данных.
NoSQL: Обычно имеет гибкую или даже недостающую схему. Позволяет хранить данные разных типов без предварительного определения структуры.
Типы данных
SQL. Поддерживает структурированные данные: числа, строки, дату и время, индексы, иностранные ключи и т.п.
NoSQL. Может работать с разными типами данных, включая структурированные, полуструктурированные и неструктурированные данные, такие как JSON, XML, документы, ключи-значения и т.д.
Запросы
SQL. Использует язык запросов SQL для выполнения операций выбора (SELECT), вставки (INSERT), обновления (UPDATE) и удаления (DELETE) данных.
NoSQL. Может иметь свой язык запросов или использовать API для доступа к данным. Не все NoSQL базы данных поддерживают расширенные запросы, как SQL.
Масштабируемость
SQL. Увеличение производительности происходит вертикально: путем увеличения вычислительных ресурсов одного сервера.
NoSQL. Легко масштабируется путем добавления новых серверов, что позволяет обрабатывать большие объемы данных и обеспечить высокую доступность.
Транзакции
SQL. Поддерживает транзакции со свойствами ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability), что обеспечивает консистентность и надежность данных.
NoSQL. Часто поддерживаются простые транзакции (например, односторонние изменения), что обеспечивает более гибкий подход к сохранению данных.
Примеры использования
SQL. Используется для структурированных данных и там, где необходимы строгие связи между таблицами, как в традиционных веб-приложениях, так и в транзакционных системах.
NoSQL. Часто используется для сценариев, где нужно хранить большие объемы данных с разными типами и нет строгих связей между данными. Это Big Data, веб-приложения с большим количеством пользователей, real-time аналитика и системы Интернета вещей (IoT).