前端培训 - Node 阶段(48)- noSQL基础概念

linong 2020/10/17 14:03:40

前端最基础的就是 HTML+CSS+Javascript。掌握了这三门技术就算入门,但也仅仅是入门,现在前端开发的定义已经远远不止这些。前端小课堂(HTML/CSS/JS),本着提升技术水平,打牢基础知识的中心思想,我们开课啦(每周四)。数据库分为两种:关系数据库(RDBMS)和非关系数…

前端最基础的就是 HTML+CSS+Javascript。掌握了这三门技术就算入门,但也仅仅是入门,现在前端开发的定义已经远远不止这些。前端小课堂(HTML/CSS/JS),本着提升技术水平,打牢基础知识的中心思想,我们开课啦(每周四)。

数据库分为两种:关系数据库(RDBMS)和非关系数据库(NoSQL)

  • 关系数据库: mysql、oracle、SQL server
  • 非关系数据库:HBase、Redis、MongoDB、Couchbase、LevelDB

NoSQL

NoSQL ( NoSQL = Not Only SQL),指的是非关系型的数据库。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。

为什么使用NoSQL ?

对于一些需要灵活结构的数据,关系型数据库的横向扩展能力不够,而 NoSQL 存储数据不需要固定的模式,无需多余操作就可以横向扩展。

RDBMS vs NoSQL

RDBMS

  • 高度组织化结构化数据
  • 结构化查询语言(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

ACID规则(关系型数据库)

事务在英文中是transaction,和现实世界中的交易很类似,它有如下四个特性:

1、A (Atomicity) 原子性

原子性很容易理解,也就是说事务里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事务成功的条件是事务里的所有操作都成功,只要有一个操作失败,整个事务就失败,需要回滚。

比如银行转账,从A账户转100元至B账户,分为两个步骤:1)从A账户取100元;2)存入100元至B账户。这两步要么一起完成,要么一起不完成,如果只完成第一步,第二步失败,钱会莫名其妙少了100元。

2、C (Consistency) 一致性

一致性也比较容易理解,也就是说数据库要一直处于一致的状态,事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。

例如现有完整性约束a+b=10,如果一个事务改变了a,那么必须得改变b,使得事务结束后依然满足a+b=10,否则事务失败。

3、I (Isolation) 独立性

所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响,如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改,只要另外一个事务未提交,它所访问的数据就不受未提交事务的影响。

比如现在有个交易是从A账户转100元至B账户,在这个交易还未完成的情况下,如果此时B查询自己的账户,是看不到新增加的100元的。

4、D (Durability) 持久性

持久性是指一旦事务提交后,它所做的修改将会永久的保存在数据库上,即使出现宕机也不会丢失。

CAP定理(CAP theorem)

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:

  • 一致性(Consistency) (所有节点在同一时间具有相同的数据)
  • 可用性(Availability) (保证每个请求不管成功或者失败都有响应)
  • 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:

  • 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。
  • CP - 满足一致性,分区容忍性的系统,通常性能不是特别高。
  • 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。

image.png

Redis

Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。目前由VMware主持开发工作。

Redis 通常被称为数据结构服务器,因为值(value)可以是 字符串(String), 哈希(Hash/Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)五种类型,操作非常方便。比如,如果你在做好友系统,查看自己的好友关系,如果采用其他的key-value系统,则必须把对应的好友拼接成字符串,然后在提取好友时,再把value进行解析,而redis则相对简单,直接支持list的存储(采用双向链表或者压缩链表的存储方式)。

var redis = require("redis"),
    client = redis.createClient();
client.on("error", function (err) {
    console.log("Error " + err);
});

client.set("string key", "string val", redis.print);
client.hset("hash key", "hashtest 1", "some value", redis.print);
client.hset(["hash key", "hashtest 2", "some other value"], redis.print);
client.hkeys("hash key", function (err, replies) {
    console.log(replies.length + " replies:");
    replies.forEach(function (reply, i) {
        console.log("    " + i + ": " + reply);
    });
    client.quit();
});

属于CP类型

MongoDB

MongoDB 是一个高性能,开源,无模式的文档型数据库,开发语言是C++。它在许多场景下可用于替代传统的关系型数据库或键/值存储方式。

在 MongoDB 中,文档是对数据的抽象,它的表现形式就是我们常说的 BSON_(Binary JSON )_。

BSON 是一个轻量级的二进制数据格式。MongoDB 能够使用 BSON,并将 BSON 作为数据的存储存放在磁盘中。

BSON 是为效率而设计的,它只需要使用很少的空间,同时其编码和解码都是非常快速的。即使在最坏的情况下,BSON格式也比JSON格式再最好的情况下存储效率高。

对于前端开发者来说,一个“文档”就相当于一个对象。

var mongodb = require('mongodb');

var mongodbServer = new mongodb.Server('localhost', 27017, { auto_reconnect: true, poolSize: 10 });
var db = new mongodb.Db('mydb', mongodbServer);

/* open db */
db.open(function() {
    /* Select 'contact' collection */
    db.collection('contact', function(err, collection) {
        /* Insert a data */
        collection.insert({
            name: 'Fred Chien',
            email: 'cfsghost@gmail.com',
            tel: [
                '0926xxx5xx',
                '0912xx11xx'
            ]
        }, function(err, data) {
            if (data) {
                console.log('Successfully Insert');
            } else {
                console.log('Failed to Insert');
            }
        });

        /* Querying */
        collection.find({ name: 'Fred Chien' }, function(err, data) {
            /* Found this People */
            if (data) {
                console.log('Name: ' + data.name + ', email: ' + data.email);
            } else {
                console.log('Cannot found');
            }
        });
    });
});

MongoDB 比较灵活,可以设置成 strong consistent _(CP类型)_或者 eventual consistent_(AP类型)_。

但其默认是 CP 类型

微信公众号:前端linong

clipboard.png

参考文献

  1. 前端培训目录、前端培训规划、前端培训计划
  2. https://www.runoob.com/mongodb/nosql.html
  3. https://www.cnblogs.com/zgblog/p/5488735.html
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