曾在多家大公司任职的软件架构师兼顾问kristóf kovács在博客中对主流的nosql数据库(cassandra、mongodb、couchdb、redis、riak、membase、neo4j以及hbase)进行了全方位的对比。
虽然sql数据库是非常有用的工具,但经历了15年的一支独秀之后垄断即将被打破。这只是时间问题:被迫使用关系数据库,但最终发现不能适应需求的情况不胜枚举。
但是nosql数据库之间的不同,远超过两sql数据库之间的差别。这意味着软件架构师更应该在项目开始时就选择好一个适合的nosql数据库。针对这种情况,这里对 cassandra、 mongodb、couchdb、redis、 riak、 membase、neo4j和hbase进行了比较:
注:nosql是一项全新的数据库革命性运动,nosql的拥护者们提倡运用非关系型的数据存储。现今的计算机体系结构在数据存储方面要求具 备庞大的水平扩 展性,而nosql致力于改变这一现状。目前google的 bigtable 和amazon 的dynamo使用的就是nosql型数据库。
1. couchdb
所用语言: erlang 特点:db一致性,易于使用 使用许可: apache 协议: http/rest 双向数据复制, 持续进行或临时处理, 处理时带冲突检查, 因此,采用的是master-master复制(见编注2) mvcc – 写操作不阻塞读操作 可保存文件之前的版本 crash-only(可靠的)设计 需要不时地进行数据压缩 视图:嵌入式 映射/减少 格式化视图:列表显示 支持进行服务器端文档验证 支持认证 根据变化实时更新 支持附件处理 因此, couchapps(独立的 js应用程序) 需要 jquery程序库 最佳应用场景:适用于数据变化较少,执行预定义查询,进行数据统计的应用程序。适用于需要提供数据版本支持的应用程序。
例如: crm、cms系统。 master-master复制对于多站点部署是非常有用的。
注:master-master复制:是一种数据库同步方法,允许数据在一组计算机之间共享数据,并且可以通过小组中任意成员在组内进行数据更新。
2. redis
所用语言:c/c++ 特点:运行异常快 使用许可: bsd 协议:类 telnet 有硬盘存储支持的内存数据库, 但自2.0版本以后可以将数据交换到硬盘(注意, 2.4以后版本不支持该特性!) master-slave复制(见编注3) 虽然采用简单数据或以键值索引的哈希表,但也支持复杂操作,例如 zrevrangebyscore。 incr & co (适合计算极限值或统计数据) 支持 sets(同时也支持 union/diff/inter) 支持列表(同时也支持队列;阻塞式 pop操作) 支持哈希表(带有多个域的对象) 支持排序 sets(高得分表,适用于范围查询) redis支持事务 支持将数据设置成过期数据(类似快速缓冲区设计) pub/sub允许用户实现消息机制 最佳应用场景:适用于数据变化快且数据库大小可遇见(适合内存容量)的应用程序。
例如:股票价格、数据分析、实时数据搜集、实时通讯。
注:master-slave复制:如果同一时刻只有一台服务器处理所有的复制请求,这被称为 master-slave复制,通常应用在需要提供高可用性的服务器集群。
3. mongodb
所用语言:c++ 特点:保留了sql一些友好的特性(查询,索引)。 使用许可: agpl(发起者: apache) 协议: custom, binary( bson) master/slave复制(支持自动错误恢复,使用 sets 复制) 内建分片机制 支持 javascript表达式查询 可在服务器端执行任意的 javascript函数 update-in-place支持比couchdb更好 在数据存储时采用内存到文件映射 对性能的关注超过对功能的要求 建议最好打开日志功能(参数 –journal) 在32位操作系统上,数据库大小限制在约2.5gb 空数据库大约占 192mb 采用 gridfs存储大数据或元数据(不是真正的文件系统) 最佳应用场景:适用于需要动态查询支持;需要使用索引而不是 map/reduce功能;需要对大数据库有性能要求;需要使用 couchdb但因为数据改变太频繁而占满内存的应用程序。
例如:你本打算采用 mysql或 postgresql,但因为它们本身自带的预定义栏让你望而却步。
4. riak
所用语言:erlang和c,以及一些javascript 特点:具备容错能力 使用许可: apache 协议: http/rest或者 custom binary 可调节的分发及复制(n, r, w) 用 javascript or erlang在操作前或操作后进行验证和安全支持。 使用javascript或erlang进行 map/reduce 连接及连接遍历:可作为图形数据库使用 索引:输入元数据进行搜索(1.0版本即将支持) 大数据对象支持( luwak) 提供“开源”和“企业”两个版本 全文本搜索,索引,通过 riak搜索服务器查询( beta版) 支持masterless多站点复制及商业许可的 snmp监控 最佳应用场景:适用于想使用类似 cassandra(类似dynamo)数据库但无法处理 bloat及复杂性的情况。适用于你打算做多站点复制,但又需要对单个站点的扩展性,可用性及出错处理有要求的情况。
例如:销售数据搜集,工厂控制系统;对宕机时间有严格要求;可以作为易于更新的 web服务器使用。
5. membase
所用语言: erlang和c 特点:兼容 memcache,但同时兼具持久化和支持集群 使用许可: apache 2.0 协议:分布式缓存及扩展 非常快速(200k+/秒),通过键值索引数据 可持久化存储到硬盘 所有节点都是唯一的( master-master复制) 在内存中同样支持类似分布式缓存的缓存单元 写数据时通过去除重复数据来减少 io 提供非常好的集群管理 web界面 更新软件时软无需停止数据库服务 支持连接池和多路复用的连接代理 最佳应用场景:适用于需要低延迟数据访问,高并发支持以及高可用性的应用程序
例如:低延迟数据访问比如以广告为目标的应用,高并发的 web 应用比如网络游戏(例如 zynga)
6. neo4j
所用语言: java 特点:基于关系的图形数据库 使用许可: gpl,其中一些特性使用 agpl/商业许可 协议: http/rest(或嵌入在 java中) 可独立使用或嵌入到 java应用程序 图形的节点和边都可以带有元数据 很好的自带web管理功能 使用多种算法支持路径搜索 使用键值和关系进行索引 为读操作进行优化 支持事务(用 java api) 使用 gremlin图形遍历语言 支持 groovy脚本 支持在线备份,高级监控及高可靠性支持使用 agpl/商业许可 最佳应用场景:适用于图形一类数据。这是 neo4j与其他nosql数据库的最显著区别
例如:社会关系,公共交通网络,地图及网络拓谱
7. cassandra
所用语言: java 特点:对大型表格和 dynamo支持得最好 使用许可: apache 协议: custom, binary (节约型) 可调节的分发及复制(n, r, w) 支持以某个范围的键值通过列查询 类似大表格的功能:列,某个特性的列集合 写操作比读操作更快 基于 apache分布式平台尽可能地 map/reduce 我承认对 cassandra有偏见,一部分是因为它本身的臃肿和复杂性,也因为 java的问题(配置,出现异常,等等) 最佳应用场景:当使用写操作多过读操作(记录日志)如果每个系统组建都必须用 java编写(没有人因为选用 apache的软件被解雇)
例如:银行业,金融业(虽然对于金融交易不是必须的,但这些产业对数据库的要求会比它们更大)写比读更快,所以一个自然的特性就是实时数据分析
8. hbase
(配合 ghshephard使用)
所用语言: java 特点:支持数十亿行x上百万列 使用许可: apache 协议:http/rest (支持 thrift,见编注4) 在 bigtable之后建模 采用分布式架构 map/reduce 对实时查询进行优化 高性能 thrift网关 通过在server端扫描及过滤实现对查询操作预判 支持 xml, protobuf, 和binary的http cascading, hive, and pig source and sink modules 基于 jruby( jirb)的shell 对配置改变和较小的升级都会重新回滚 不会出现单点故障 堪比mysql的随机访问性能 最佳应用场景:适用于偏好bigtable:)并且需要对大数据进行随机、实时访问的场合。
例如: facebook消息数据库(更多通用的用例即将出现)
注:thrift 是一种接口定义语言,为多种其他语言提供定义和创建服务,由facebook开发并开源。
当然,所有的系统都不只具有上面列出的这些特性。这里我仅仅根据自己的观点列出一些我认为的重要特性。与此同时,技术进步是飞速的,所以上述的内容肯定需要不断更新。我会尽我所能地更新这个列表。
原文链接: kristóf kovács 翻译: 伯乐在线 - 程序员
译文链接: http://blog.jobbole.com/1344/
