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SQL到NOSQL的思維轉(zhuǎn)變的具體分析

來源:懂視網(wǎng) 責(zé)編:小采 時(shí)間:2020-11-09 20:11:29
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SQL到NOSQL的思維轉(zhuǎn)變的具體分析

SQL到NOSQL的思維轉(zhuǎn)變的具體分析:NOSQL系統(tǒng)一般都會(huì)宣傳一個(gè)特性,那就是性能好,然后為什么呢關(guān)系型數(shù)據(jù)庫發(fā)展了這么多年,各種優(yōu)化工作已經(jīng)做得很深了,NOSQL系統(tǒng)一般都是吸收關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的技術(shù),然后,到底是什么因素束縛了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能呢我們從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看這個(gè)問題。 1,
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導(dǎo)讀SQL到NOSQL的思維轉(zhuǎn)變的具體分析:NOSQL系統(tǒng)一般都會(huì)宣傳一個(gè)特性,那就是性能好,然后為什么呢關(guān)系型數(shù)據(jù)庫發(fā)展了這么多年,各種優(yōu)化工作已經(jīng)做得很深了,NOSQL系統(tǒng)一般都是吸收關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的技術(shù),然后,到底是什么因素束縛了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能呢我們從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看這個(gè)問題。 1,

  NOSQL系統(tǒng)一般都會(huì)宣傳一個(gè)特性,那就是性能好,然后為什么呢?關(guān)系型數(shù)據(jù)庫發(fā)展了這么多年,各種優(yōu)化工作已經(jīng)做得很深了,NOSQL系統(tǒng)一般都是吸收關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的技術(shù),然后,到底是什么因素束縛了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能呢?我們從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看這個(gè)問題。

  1, 索引支持。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫創(chuàng)立之初沒有想到今天的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)可擴(kuò)展性提出如此高的要求,因此,設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的是簡(jiǎn)化用戶的工作,SQL語言的產(chǎn)生促成數(shù)據(jù)庫接口的標(biāo)準(zhǔn)化,從而形成了Oracle這樣的數(shù)據(jù)庫公司并帶動(dòng)了上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在單機(jī)存儲(chǔ)引擎支持索引,比如Mysql的Innodb存儲(chǔ)引擎需要支持索引,而NOSQL系統(tǒng)的單機(jī)存儲(chǔ)引擎是純粹的,只需要支持基于主鍵的隨機(jī)讀取和范圍查詢。NOSQL系統(tǒng)在系統(tǒng)層面提供對(duì)索引的支持,比如有一個(gè)用戶表,主鍵為user_id,每個(gè)用戶有很多屬性,包括用戶名,照片ID(photo_id),照片URL,在NOSQL系統(tǒng)中如果需要對(duì)photo_id建立索引,可以維護(hù)一張分布式表,表的主鍵為

  2, 事務(wù)并發(fā)處理。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有一整套的關(guān)于事務(wù)并發(fā)處理的理論,比如鎖的粒度是表級(jí),頁級(jí)還是行級(jí),多版本并發(fā)控制機(jī)制MVCC,事務(wù)的隔離級(jí)別,死鎖檢測(cè),回滾,等等。然而,互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大多數(shù)的特點(diǎn)都是多讀少些,比如讀和寫的比例是10 : 1,并且很少有復(fù)雜事務(wù)需求,因此,一般可以采用更為簡(jiǎn)單的copy-on-write技術(shù):?jiǎn)尉€程寫,多線程讀,寫的時(shí)候執(zhí)行copy-on-write,寫不影響讀服務(wù)。NOSQL系統(tǒng)這樣的假設(shè)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì),減少了很多操作的overhead,提高了性能。

  3, 動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)引擎總是一顆磁盤B+樹,為了提高性能,可能需要有insert buffer聚合寫,query cache緩存讀,經(jīng)常需要實(shí)現(xiàn)類似Linux page cache的緩存管理機(jī)制。數(shù)據(jù)庫中的讀和寫是互相影響的,寫操作也因?yàn)闀r(shí)不時(shí)需要將數(shù)據(jù)flush到磁盤而性能不高。簡(jiǎn)而言之,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)引擎的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通用的動(dòng)態(tài)更新的B+樹,然而,在NOSQL系統(tǒng)中,比如Bigtable中采用SSTable + MemTable的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)先寫入到內(nèi)存的MemTable,達(dá)到一定大小或者超過一定時(shí)間才會(huì)dump到磁盤生成SSTable文件,SSTable是只讀的。如果說關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)引擎的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一顆動(dòng)態(tài)的B+樹,那么SSTable就是一個(gè)排好序的有序數(shù)組。很明顯,實(shí)現(xiàn)一個(gè)有序數(shù)據(jù)比實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)B+樹且包含復(fù)雜的并發(fā)控制機(jī)制要簡(jiǎn)單高效地多。

  4, Join操作。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫需要在存儲(chǔ)引擎層面支持Join,而NOSQL系統(tǒng)一般根據(jù)應(yīng)用來決定Join實(shí)現(xiàn)的方式。舉個(gè)例子,有兩張表:用戶表和商品表,每個(gè)用戶下可能有若干個(gè)商品,用戶表的主鍵為

  關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能瓶頸往往不在SQL語句解析上,而是在于需要支持完備的SQL特性。互聯(lián)網(wǎng)公司面臨的問題是應(yīng)用對(duì)性能和可擴(kuò)展性要求很高,并且DBA和開發(fā)工程師水平比較高,可以通過犧牲一些接口友好性來換取更好的性能。NOSQL系統(tǒng)的一些設(shè)計(jì),比如通過寬表實(shí)現(xiàn)Join操作,互聯(lián)網(wǎng)公司的DBA和開發(fā)工程師也做過,NOSQL系統(tǒng)只是加強(qiáng)了這種約束。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,可以總結(jié)一套約束集合,并且定義一個(gè)SQL子集,只需要支持這個(gè)SQL子集就可以在不犧牲可擴(kuò)展性的前提下支持比如90%以上的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。我想,NOSQL技術(shù)發(fā)展到這一步的時(shí)候就算是比較成熟了,這也是我們最終想做的事情。我們?cè)谠O(shè)計(jì)和使用NOSQL系統(tǒng)的時(shí)候也可以適當(dāng)轉(zhuǎn)化一下思維,如下:

  1, 更大的數(shù)據(jù)量。很多人在使用Mysql的過程遇到記錄條數(shù)超過一定值,比如2000W的時(shí)候,數(shù)據(jù)庫性能開始下降,這個(gè)值的得出往往需要經(jīng)過大量的測(cè)試。然而,大多數(shù)的NOSQL系統(tǒng)可擴(kuò)展性都比較好,能夠支持更大的數(shù)據(jù)量,因此也可以采用一些空間換時(shí)間的做法,比如通過寬表的方式實(shí)現(xiàn)Join。

  2, 性能預(yù)估更加容易。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫由于復(fù)雜的并發(fā)控制,insert buffer及類似page cache的讀寫優(yōu)化機(jī)制,性能估算相對(duì)較難,很多時(shí)候需要憑借經(jīng)驗(yàn)或者經(jīng)過測(cè)試才能得出系統(tǒng)的性能。然后,NOSQL系統(tǒng)由于存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn),并發(fā)控制機(jī)制等相對(duì)簡(jiǎn)單,可以通過硬件的性能指標(biāo)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之處大致預(yù)估系統(tǒng)的性能,性能預(yù)估可操作性相對(duì)更強(qiáng)

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SQL到NOSQL的思維轉(zhuǎn)變的具體分析:NOSQL系統(tǒng)一般都會(huì)宣傳一個(gè)特性,那就是性能好,然后為什么呢關(guān)系型數(shù)據(jù)庫發(fā)展了這么多年,各種優(yōu)化工作已經(jīng)做得很深了,NOSQL系統(tǒng)一般都是吸收關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的技術(shù),然后,到底是什么因素束縛了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能呢我們從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看這個(gè)問題。 1,
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標(biāo)簽: 轉(zhuǎn)換 sql 思維
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