技術分享｜SQL和 NoSQL資料庫之間的差異：MySQL（VS）MongoDB

• 2021 年 5 月 4 日
• 筆記

在當今市場上，存在各種類型的資料庫，選擇適合你業務類型的資料庫對應用的開發和維護有著重要意義。本篇文章，將為大家分享SQL和NoSQL語言之間的區別，同時還將比較這兩種類型的資料庫，以幫助小夥伴們選擇最適合你業務類型的資料庫 。

ONE ——什麼是SQL和NoSQL

一、什麼是SQL？

結構化查詢語言（Structured Query Language）簡稱SQL，是一種特殊目的的程式語言，是一種資料庫查詢和程式設計語言，用於存取數據以及查詢、更新和管理關係資料庫系統。該語言以表格的形式從結構化數據格式中操作和檢索數據。

二、什麼是NoSQL？

NoSQL，泛指非關係型的資料庫，提供了一種存儲和檢索非結構化數據的機制。這種類型的資料庫可以處理大量數據，並具有動態模式。因此，NoSQL資料庫沒有特定的查詢語言，沒有或只有很少的關係，但是數據以集合和文檔的格式存儲。

如上圖是一個Employee資料庫，其中有2個集合，即Employee和Projects。現在這些集合中的每一個都有文檔，這些文檔基本上是數據值。因此，您可以假設集合是你的表，文檔是你在表中的欄位。

TWO ——SQL VS NoSQL

針對SQL和NoSQL的區別，將基於不同的方面進行比較：

一、資料庫類型

SQL之所以稱為關係型資料庫，是因為它將結構化數據組織定義為行和列，每個表都與資料庫中的其他表相關。

另一方面，NoSQL被稱為非關係資料庫，這是因為數據以集合的形式存儲，它們之間沒有或只有很少的關係。 

二、Schema架構

SQL需要用到結構化數據的預定義架構。因此，在開始使用SQL提取和操作數據之前，需要確保以表的形式預定義數據結構。

但是，NoSQL具有用於非結構化數據的動態架構。因此，如果您使用NoSQL資料庫，則不存在預定義的架構，數據的完整架構完全取決於您希望存儲數據的方式，即您想將哪些欄位存儲在文檔和集合中。

三、資料庫類別

SQL資料庫是基於表格的資料庫。因此您可以有n個相互關聯的表，並且每個表可以具有行和列，這些行和列將數據存儲在表的每個單元格中。

而NoSQL資料庫則具有以下幾類資料庫：

• 文檔資料庫–將每個密鑰與稱為文檔的複雜數據結構配對。它可以包含許多不同的鍵值對，甚至嵌套的文檔；

• 鍵值存儲–它們是最簡單的NoSQL資料庫。資料庫中的每一項都作為屬性名稱或鍵及其值存儲。

• 圖形存儲–它們用於存儲有關網路的資訊，例如社交關係。圖形存儲包括Neo4J和HyperGraphDB。

• 寬列存儲– Cassandra和HBase等寬列存儲針對大型數據集的查詢進行了優化，並將數據列而不是行存儲在一起。

因此，SQL資料庫以表的形式存儲數據，而NoSQL資料庫以鍵值對，文檔，圖形資料庫或寬列存儲的形式存儲數據 。

四、複雜查詢

與NoSQL相比，SQL更適合複雜的查詢環境，因為SQL資料庫中的架構是結構化的，並且數據以表格格式存儲。因此，即使您希望將嵌套查詢與外部查詢中的許多子查詢一起應用，也可以通過使用適當的表名和列名輕鬆進行。NoSQL資料庫不適用於複雜查詢的原因是因為NoSQL資料庫不是以SQL之類的標準語言查詢的。

五、分層數據存儲

與SQL資料庫相比，NoSQL更適合分層存儲 。

這是因為隨著表數量的增加，維護它們之間關係的複雜性也不斷增加。因此在這種情況下，您無法將大量的表彼此關聯在一起。但是當您考慮使用NoSQL資料庫時，這種資料庫更適合分層數據存儲，因為它遵循類似於JSON數據的鍵值對存儲方式。

六、可擴展性

SQL資料庫是垂直可伸縮的。您可以通過優化硬體（例如增加CPU，RAM，SSD等）來平衡數據伺服器的負載。

另一方面，NoSQL資料庫是水平可伸縮的。您可以通過向集群添加更多伺服器以處理大量流量來執行負載平衡。

七、語言
SQL資料庫有特定的語言，不會因為資料庫不同而不同。NoSQL資料庫沒有特定的語言用於查詢，會隨資料庫的變化而變化。在NoSQL資料庫中，查詢主要集中在文檔集合上，該語言稱為UnQL（非結構化查詢語言）。

八、在線處理

在比較SQL和NoSQL時，基於此因素，  SQL資料庫用於重事務型應用程式。這是因為SQL提供了數據的原子性，完整性和穩定性。您也可以將NoSQL用於事務目的，但是在高負載和複雜的事務應用程式中，它仍然不夠穩定。因此，SQL主要用於OLTP（在線事務處理），而NoSQL主要用於OLAP（在線分析處理）。

九、基本屬性

SQL資料庫基於ACID屬性 （原子性，一致性，隔離性和持久性），而NoSQL資料庫基於Brewers CAP定理（一致性，可用性和分區容限）。首先讓我解釋一下ACID屬性：

• 原子性：原子性是指完全完成或失敗的事務，其中事務是指數據的單個邏輯操作。這意味著，如果任何事務的一部分失敗，則整個事務都會失敗，並且資料庫狀態將保持不變。

• 一致性：一致性可確保數據必須符合所有驗證規則。簡而言之，您可以說您的事務永遠不會離開資料庫而不完成其狀態。

• 隔離：隔離的主要目標是並發控制。

• 持久性：持久性意味著如果事務已提交，則事務之間可能發生任何事情，例如斷電，崩潰或任何類型的錯誤。

談到CAP定理，Brewers CAP定理指出，資料庫最多只能實現以下三個保證中的兩個：一致性，可用性和分區容限。這裡

• 一致性：所有節點同時看到相同的數據。

• 可用性：確保每個請求是否成功失敗。

• 分區容限：保證即使消息丟失或系統部分故障，系統是否仍可繼續運行。

NoSQL不能同時提供一致性和高可用性。

十、外部支援

自從SQL誕生超過40年以來，所有SQL供應商都提供了出色的支援。但是，對於某些NoSQL資料庫，是有限制的，您仍然必須依靠社區支援來部署大規模的NoSQL。這是因為NoSQL於2000年代末期出現，人們尚未對其進行太多

THREE——MySQL VS MongoDB

目前我們已經了解了SQL和MySQL之間的區別，下面將通過分享兩者中最受歡迎的資料庫MySQL和MongoDB來更深入的認識他們。

一、什麼是MySQL？

MySQL是可在許多平台上運行的開源關係資料庫管理系統。它提供了多用戶訪問、支援許多存儲引擎。

以下是MySQL的功能：

• 易於管理 – 該軟體非常容易下載，並使用事件計劃程式自動計劃任務。

• 強大的事務支援–擁有ACID（原子性，一致性，隔離性，耐久性）屬性，還允許分散式多版本支援。

• 全面的應用程式開發– MySQL具有用於將資料庫嵌入任何應用程式的插件庫。它還支援用於應用程式開發的存儲過程，觸發器，函數，視圖等。

• 高性能–為快速載入實用程式提供獨特的記憶體快取和表索引分區。

• 較低的擁有成本–這減少了成本和硬體支出。

• 開源和24 * 7支援–該RDBMS可以在任何平台上使用，並為開源和企業版提供24 * 7支援。

• 安全數據保護 – MySQL支援強大的機制，以確保只有授權用戶才能訪問資料庫。

• 高可用性 – MySQL可以運行高速主/從複製配置，並提供集群伺服器。

• 可伸縮性和靈活性–使用MySQL，您可以運行深度嵌入式應用程式，並創建包含大量數據的數據倉庫。

二、什麼是MongoDB？MongoDB是一個非關係資料庫，用於將數據存儲在文檔中。這種類型的資料庫將相關資訊存儲在一起，以進行快速查詢處理。

MongoDB的功能如下：

• 索引：創建索引是為了提高搜索性能。

• 複製：MongoDB將數據分布在不同的電腦上。

• 臨時查詢：它通過為BSON文檔建立索引並使用唯一的查詢語言來支援臨時查詢。

• 無模式：由於它的無模式資料庫是用C ++編寫的，因此非常靈活。

• 分片：MongoDB使用分片來啟用具有非常大的數據集和高吞吐量操作的部署。

下面我們看看這兩個資料庫之間的區別：

1、查詢語言

MySQL使用結構化查詢語言（SQL）。該語言很簡單，主要由DDL，DML DCL和TCL命令組成，以檢索和處理數據。 另一方面，MongoDB使用非結構化查詢語言。因此，查詢語言基本上是MongoDB查詢語言。請參考下圖：

2、模式的靈活性

MySQL具有結構化數據架構的靈活性，因為您只需要清楚地定義表和列即可。另一方面，MongoDB對模式設計沒有任何限制。您可以直接提及集合中的幾個文檔，而這些文檔之間沒有任何關係。但是，MongoDB的唯一問題是您需要根據訪問數據的方式來優化架構。

3、關係處理

MySQL藉助JOIN語句支援關係，但MongoDB不支援JOIN語句。但是，它支援將一個文檔放在另一個文檔（也稱為文檔嵌入）和多維數據類型（例如數組）內。

4、安全
MySQL基本上使用基於特權的安全模型。這種安全模型對用戶進行身份驗證，並在特定資料庫上促進用戶特權。另一方面，MongoDB使用基於角色的訪問控制以及一組靈活的特權，這些特權提供諸如授權和身份驗證之類的安全功能。

5、表現當考慮使用大型資料庫時，與MongoDB相比，MySQL的運行速度很慢。這主要是由於MySQL無法用於大量和非結構化的數據。但是，MongoDB具有處理大型非結構化數據的能力。因此，它比考慮大型資料庫的MySQL更快，因為它允許用戶以減少伺服器負載的方式進行查詢。注意：並沒有硬性規定，即MongoDB始終會為您的數據提供更快的速度，這完全取決於您的數據和基礎架構。

6、複寫

MySQL支援主從複製和主主複製。另一方面，MongoDB支援內置的複製，分片和自動選擇。因此，藉助MongoDB中的自動選擇，您可以設置另一個資料庫或輔助資料庫，以在主資料庫發生故障時自動接管。 

7、用法

您可以參考下圖以了解在哪裡使用MySQL和MongoDB：

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  關於SQL和NoSQL資料庫比較就先簡單給大家分享到這裡！

掌握了這些對比概念，還需要結合真實項目才能夠更深刻理解MySQL和MongoDB資料庫不同的應用場景及操作方法。下面課程將帶你進入真實項目的應用！

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