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关系型与非关系型数据库（

3

）

胡经国

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、非关系型数据库共同特点

虽然

NoSQL

并没有一个明确的范围和定义 ，但是它们都普遍具有以下一

些共同特点：

⑴、不需要预定义模式

不需要事先定 义数据模式和预定义表结构。数据中的每条记录都可能有不

同的属性和格式。当插入数据 时，并不需要预先定义它们的模式。

⑵、无共享架构

相对于将所有数据存 放于存储区域网络中的全共享架构，

NoSQL

往往将数

据划分后存储在各个本地服务器上。因为，从本地磁盘读取数据的性能往往好

< br>于通过网络传输读取数据的性能，从而提高了系统的性能。

⑶、弹性可扩展

可以在系统运行的时 候，动态增加或者删除节点。不需要停机维护，数据

可以自动迁移。

⑷、分区

相对于将数据存放于 同一个节点，

NoSQL

数据库需要将数据进行分区，将

记录分散在多个节点上面。并且，通常分区的同时还要做复制。这样，既提高

< br>了并行性能，又能保证没有单点失效的问题。

⑸、异步复制

与

RAID

（

Redundant

Arrays

of

Independent

Disks

，磁盘阵列）存储系统不

同的是，

NoSQL

< br>中的复制，往往是基于日志的异步复制。这样，数据就可以尽

快地写入一个节点， 而不会被网络传输引起迟延。其缺点是并不总是能保证一

致性。这样的方式在出现故障的 时候，可能会丢失少量的数据。

链接：异步复制

异步复制技术是指在 写被响应到主机之前，数据必须被承诺存储在单独的

一级站点而不是存储在二级站点。当 网络容量允许时，数据传向二级站点。

⑹、

BASE

相对于事务严格的

ACID

特性，

N oSQL

数据库保证的是

BASE

特性 。

BASE

是最终一致性和软事务。

1

链接：

BASE

：最终一致性和软事务

所谓 最终一致性，就是不保证在任意时刻任意节点上的同一份数据都是相

同的；但是随着时间 的迁移，不同节点上的同一份数据总是在向趋于相同的方

向变化。也可以简单的理解为： 在一段时间后，节点间的数据会最终会达到一

致状态。

软事务（待查）

链接：

ACID

ACID

，是指数据库事务正确执行的四个基本要素的英文的缩写，包含：原

子性（

Atomicity

）、一致性（

Consistency

）、隔离性（

Is olation

）、持久性

（

Dura bility

）。事务（

Transaction

）正确执行，必需要具有这四种特性，否则

在事务过程（

Transaction

processing

）当中无 法保证数据的正确性，交易过程极

可能达不到交易方的要求。

原子性

：整个事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完 成，不可

能停滞在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚（

Rollback

）

到事务开始前的状态，就像这个 事务从来没有执行过一样。

一致性

： 在事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性约束没有被破

坏。

隔离性

：在隔离状态执行事务，使它们好像是系统在给定 时间内执行的唯

一操作。

持久性

：在事务完成以后，该事务对数据库所作的更改便被持久地保存在

数 据库中，而不会被回滚。

目前主要 有两种方式实现

ACID

：第一种是

W rite

Ahead

Logging

（预写日

志），也就是日志式的方式；第二种是

Shadow Paging

（影子分页）。

链接：

Write Ahead Logging

Write

Ahead

Logging

（

WAL

，预写日志）技术，是数据库中一种高效的日

< br>志算法。对于非内存数据库而言，磁盘

I/O

操作是数据 库效率的一大瓶颈。在

相同的数据量下，采用

WAL