作为开发人员，你要做出的最基本的选择之一是 数据库 为您的应用程序使用。最受欢迎的两个选项是 SQL 和 NoSQL 数据库。虽然 SQL 数据库已经占据主导地位数十年，但大数据的兴起和对更大灵活性的需求导致 NoSQL 数据库越来越受欢迎。但是，SQL 和 NoSQL 之间的差异很大，它们之间的选择完全取决于您的需求。

本文将深入探讨 SQL 与 NoSQL 之争，讨论数据库之间的五个主要差异，以帮助您确定哪个数据库适合您的项目。通过了解这些数据库在存储数据、扩展、处理数据完整性、提供查询功能和保护数据方面的主要区别，您将能够选择满足您需求的数据库。

您的选择将对您构建和维护应用程序的方式产生重大影响，因此请花时间根据您的优先级仔细权衡各种选择。

SQL 与 NoSQL 一览

什么是 SQL 数据库？

SQL 数据库是 关系型数据库 将数据组织成具有行和列的表。 SQL 代表结构化查询语言，它是用于查询和操作关系数据库中的数据的标准语言。

一些关键特征 SQL数据库 包括：

• 数据存储在包含行和列的表中。每行代表一条记录，每列代表该记录的一个属性。
• 表之间存在通过使用外键强制执行的关系。这确保了数据完整性并减少了冗余。
• SQL 语言用于查询和操作数据。 SQL 提供 SELECT、INSERT、UPDATE 和 DELETE 等命令来与数据库交互。
• 强制执行 ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）属性以确保数据的可靠性和完整性。事务要么完全完成，要么根本不完成。

什么是 NoSQL 数据库？

NoSQL 数据库是一种非关系型数据库，以行和列以外的格式存储数据。NoSQL 数据库根据其数据模型有多种类型。主要类型包括：

• 键值存储：数据以非结构化格式存储，并使用唯一的键来检索值。示例包括 Redis 和 DynamoDB。
• 文档数据库：数据以文档格式存储，例如JSON。示例包括 MongoDB 和 CouchDB。
• 图数据库：数据存储在节点和边中，针对数据关系进行优化。例如 Neo4j 和 JanusGraph。
• 列式数据库：数据存储在列中而不是行中。例如 Cassandra 和 HBase。

SQL 和 NoSQL 之间的主要区别

语言差异

SQL 和 NoSQL 之间的主要区别之一是所使用的语言。SQL 代表结构化查询语言，自 1970 年代以来发展成为一种用于查询结构化数据的强大语言。NoSQL 是一种较新的数据库系统，它不使用标准查询语言，而是使用 JSON 文档进行数据存储。NoSQL 提供各种交互模型，从键值存储到宽列数据库，允许以不同的方式与数据交互。

这意味着在使用 SQL 数据库时，您必须了解如何使用其查询语言来读取和写入数据。使用 NoSQL 数据库，您可以使用不同的方法与数据库进行交互。这使得您在管理数据时具有更大的灵活性和创造力。

可扩展性和性能

随着大数据的出现，数据库需求很快就超出了 SQL 数据库的能力。因此，NoSQL 技术被创建来解决可扩展性问题。

扩展 SQL 数据库通常涉及提高当前硬件的处理能力，而扩展 NoSQL 数据库通常涉及由于其主从架构而添加更多服务器或节点。

SQL 数据库通常采用水平可扩展性，其中包括分片，将表划分为更小的分区并将它们分布在多个服务器上。 Amazon Relational Database Service 和其他提供商利用这种流行的扩展关系数据库形式。

NoSQL 数据库使用垂直可扩展性，通过向一台服务器添加资源来提高性能。使用 NoSQL，您可以根据需要扩展或缩小数据库，从而为您提供更大的灵活性。垂直可扩展性在基于云的应用程序中很受欢迎，有助于更有效地管理计算能力和存储等资源。额外的好处是，这种类型的扩展比大多数 SQL 数据库提供的水平可扩展性更便宜。

最终，所使用的数据结构的效率比 SQL 和 NoSQL 数据库之间的差异对可扩展性的影响更大，因此了解具体用例并相应规划至关重要。

结构性差异

SQL 和 NoSQL 数据库具有截然不同的属性和结构。 SQL 数据库本质上是一种表格格式，看起来有点像 Excel 电子表格，其中每一行本质上代表数据库中的一条记录，每一列都是一个数据字段。数据字段之间的关系是通过数据库中的表建立的。

虽然 NoSQL 听起来可能与 SQL 相反，但它实际上是一个总括术语，代表“Not Only SQL”，指的是不基于表格关系的数据库。 NoSQL 数据库主动将数据存储为文档，构成由一组键或带有值的属性组成的记录。它们拥有更灵活的结构，可以将相关项目存储在一起，而无需创建表，而这在 SQL 数据库中是必需的。

SQL 数据库在使用预定义的方面更加严格 架构，使它们能够更快地用于事务应用程序。相比之下，NoSQL 数据库没有预定义的架构。它们可以轻松适应不同类型的数据集，使其成为大型数据集和 实时分析。

数据库属性

每种类型的数据库都有自己的一组属性，使其适合某些用例。 SQL 数据库遵循 ACID 属性（原子性、一致性、隔离性和持久性），确保事务处理准确可靠。相比之下，NoSQL 数据库遵循 CAP 定理（一致性、可用性和分区容错性），强调可用性和分区容错性而不是一致性。

选择数据库类型时，仔细考虑哪些属性适合您的特定用例至关重要。如果交易的准确性和可靠性至关重要，那么 SQL数据库 具有 ACID 属性的 NoSQL 数据库是最佳选择。但是，如果可用性和分区容忍度至关重要，那么遵循 CAP 定理的 NoSQL 数据库是更好的选择。了解这些数据库属性的差异可以帮助您做出符合业务需求的明智决策。

支持和社区

在支持和社区方面，SQL 和 NoSQL 数据库都拥有充足的资源。但是，由于 SQL 的流行度以及自 1970 世纪 XNUMX 年代以来就已存在的事实，它拥有更广泛的支持和更大的社区。因此，找到能够使用 SQL 的经验丰富的专业人士可能比找到有 NoSQL 数据库经验的专业人士更容易。此外，许多大学在其计算机科学课程中教授 SQL，而教授 NoSQL 的大学却很少。

另一方面，许多 NoSQL 数据库是开源或专有的，提供了大量有价值的文档。这些丰富的文档使开发人员和工程师能够更轻松地掌握 NoSQL。随着时间的推移，越来越多的项目使用 NoSQL 数据库，该行业将看到经验丰富的专业人员的增长。 MongoDB 等大型科技公司提供专家服务，其他公司则提供培训计划，以弥合转换技术时的知识差距。

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SQL 与 NoSQL：数据库类型

一些流行的 SQL 数据库类型：

• 神谕：一种广泛应用于企业环境的专有商业数据库管理系统。 Oracle 数据库提供诸如 ACID 合规性、SQL 支持以及处理大量数据的能力等功能。
• 微软SQL Server：Windows 环境中常用的关系数据库管理系统。 微软SQL Server 提供 ACID 合规性、SQL 支持以及与 Excel 和 SharePoint 等其他 Microsoft 产品集成等功能。
• PostgreSQL的：一个功能强大的开源关系数据库管理系统，通常用于 Web 应用程序。 PostgreSQL 提供的功能包括 符合ACID、对 SQL 的支持以及通过用户定义的函数和存储过程的可扩展性。
• MySQL：Web 应用程序中常用的开源关系数据库管理系统。 MySQL 提供诸如 ACID 合规性、SQL 支持以及针对读取密集型工作负载的高性能等功能。 Oracle 公司现在拥​​有 MySQL。

一些流行的 NoSQL 数据库类型：

• 文件存储：示例包括 MongoDB、Couchbase 和 Apache CouchDB。它们以面向文档的格式存储半结构化或非结构化数据，其中每个文档包含一组键值对或键数组对。
• 图谱商店：示例包括 Neo4j、JanusGraph 和 Amazon Neptune。他们积极使用图数据库来存储和查询图数据。数据元素表示为节点、边和属性。使用图算法探索它们之间的关系。
• 关键值存储：示例包括 Redis、Amazon DynamoDB 和 Riak。它们以键值格式主动存储简单数据，从而能够使用唯一键检索数据值。

值得注意的是，其他类型的 NoSQL 数据库（例如列族存储和面向对象存储）服务于特定的用例。

SQL 与 NoSQL：优点和缺点

SQL的优点：

• 结构良好的查询：SQL 数据库使用结构化查询语言，非常适合复杂的数据处理任务。
• 使用方便：SQL 对于初学者来说很容易学习和使用。
• 灵活的模式：SQL 数据库具有高度灵活的架构，可以管理各种数据类型。
• 与流行的编程语言兼容：SQL 与 Java、Python 和 C# 等流行编程语言兼容。

SQL的缺点：

• 扩展性有限：SQL 数据库往往难以水平扩展，并且使用更大的服务器进行垂直扩展可能会很昂贵。
• 结构化数据：SQL 数据库只能很好地处理结构化数据，因此如果您有非结构化数据或经常更改的数据，管理起来可能会很困难。
• 灵活性有限：SQL 数据库具有固定的架构，因此很难更改数据结构。

NoSQL 数据库的优点和缺点

NoSQL 的优点：

• 更轻松的水平可扩展性：NoSQL 数据库可以轻松地水平扩展，这比在 SQL 中垂直扩展大型服务器更具成本效益，这非常重要。
• 快速更新和查询：NoSQL 允许您快速更新或查询大量数据，而无需重新加载整个数据库。
• 灵活的模式：NoSQL 数据库具有灵活的模式，可以更轻松地管理复杂的数据结构。
• 支持非结构化数据：NoSQL 数据库支持不同类型的非结构化数据，例如音频/视频记录和自然语言文本。

NoSQL 的缺点：

• 不太成熟：与 SQL 相比，NoSQL 数据库不太成熟，也不太知名。
• 更复杂的查询：NoSQL 数据库中的查询编写起来可能比 SQL 数据库中的查询更复杂。
• 对交易的支持较少：事务对于确保数据一致性至关重要。NoSQL 数据库通常无法像 SQL 数据库那样有效地支持它们。

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SQL 与 NoSQL：如何在两者之间进行选择

以下是帮助您在 SQL 和 NoSQL 之间做出选择的一些关键考虑因素：

总而言之，SQL 和 NoSQL 数据库提供不同类型的数据管理方法和功能，每种方法和功能都有其优点和缺点。最终，在 SQL 和 NoSQL 数据库之间进行选择取决于用例和业务目标。

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