NoSql数据库:Cassandra,Mongo,Redis数据库比较
1.什么是NoSql数据库?
NoSql(不仅是Sql)数据库是可水平扩展,持久存储半结构或非结构化数据并具有灵活模式的非关系数据库。 这些数据库支持多种数据模型,例如键值,文档,列族,基于图形的,内存中的等等,用于管理和访问数据。 NoSql数据库最适合用于构建现代应用程序,这些应用程序需要大数据和大量请求,高度可扩展,低延迟,高性能和灵活的数据模型,以提供出色的客户体验。
在本文中,我们将讨论NoSql数据库,Cassandra,Mongo和Redis数据库的介绍,以及何时使用这些NoSql数据库以获得更好的性能。
2. NoSql数据库的功能
2.1多种型号支持
NoSql数据库非常适合持久,管理和访问半结构化和非结构化数据。
2.2开源
大多数NoSql数据库都是开源的。 大多数云提供商通过在后台管理自动扩展,补丁更新等将这些数据库作为托管服务提供。
2.3可扩展性
通过向群集添加更多服务器,NoSql数据库可进行水平扩展,并且与可垂直扩展的关系数据库不同,该群集可分布在多个地理位置(区域)中。
2.4低延迟
由于数据复制到数据库群集上的多个节点,因此延迟很短。 延迟和一致性之间的权衡对于Web和移动软件应用程序很重要。 无论采用哪种复制方法,都将在一致性和延迟之间进行权衡。
2.5灵活架构
NoSql数据库支持具有最终一致性的灵活数据模型,并且固有地无架构。 这使NoSql数据库适合于有效存储半结构化和非结构化数据。
2.6高性能,可用和容错
在NoSql数据库中,数据被复制到群集中的多个节点以及其他区域中的群集中的节点。 此特性使NoSql数据库具有高可用性和容错能力。 没有Sql数据库针对文档,键值,列族,图等数据模型及其访问模式进行了高度优化,这些模型可提供更高的性能。
3.卡桑德拉
Apache Cassandra是一个开源,分布式,水平可伸缩,高度可用,容错和宽列NoSql数据库。 它用Java编写,是一个列族存储数据库。 Cassandra群集中的所有节点都是对等节点,并且在Cassandra中没有主从范式。 这使得cassandra高度可用,具有容错能力并且没有单点故障。 Cassandra集群可以水平扩展,并且可以分布到多个数据中心。
在cassandra中写入速度非常快,因为它不会先搜索然后再写入。 首先将数据写入提交日志 ,然后使用cassandra算法小心将数据反映到表中。 在cassandra中,围绕查询对数据模型进行建模,即首先确定应用程序查询,然后对其进行数据建模。
4. MongoDB
MongoDB是一个用C ++编写的开源,跨平台,面向文档,高度可用,可扩展且灵活的NoSql数据库。 它适用于集合和文档,并通过副本集提供高可用性。
MongoDB使用类似于JSON的文档,这些文档可以具有多种结构。 由于架构较少,因此在创建文档之前无需创建文档结构。 MongoDB使用MongoDB QL(查询语言)来访问存储在MongoDB中的数据。 MongoDB具有非常强大的聚合功能和表达性聚合框架。
5. Redis(远程字典服务器)
Redis是一个开源且可扩展的数据存储,可以用作数据库,缓存以及消息代理。 它是用ANSI C编写的。Redis是一种内存中数据存储,可以将其状态持久保存到磁盘,即使重新启动Redis节点也可以恢复其状态。 它的内存存储使其超快。
6. Cassandra vs MongoDB vs Redis
- Cassandra以Column-Family结构存储数据,而MongoDB以JSON文档格式存储数据。
- 在Cassandra中,不建议使用二级索引,因为它们会降低性能。 在MongoDB中,最好使用索引,以避免搜索所有文档以找到所需的文档并获得更好的性能。
- Cassandra是实现高写入吞吐量的理想选择,但是如果您的应用程序需要很高的读取并发性,请使用MongoDB。
- Cassandra没有主节点,所有节点都是对等节点,而在MongoDB中,只有一个主节点。
- Cassandra最终将写入的数据复制到集群中复制因子中指定的节点数,以及不同区域中集群中的节点数。 MongoDB需要进行一些设置才能进行复制。 您可以设置辅助数据库,如果主数据库出现故障,则可以自动选择该数据库。 在MongoDB中,读取首先首先提交给主副本,然后再复制到辅助副本。
- 在这些数据库中,您可以在每条记录上设置TTL(生存时间),因此可以在TTL到期后自动将记录逐出。
- Redis是键值数据存储,非常有效地用作缓存来提高应用程序性能。
- 扩展Cassandra和Mongo比Redis简单得多。
- 在Redis中,数据存储的大小不能超过系统上的总内存空间,即RAM加交换空间。 Mongo数据库的大小没有内在限制。
- 可以对Cassandra,MongoDB和Redis数据库进行集群,以实现高可用性,备份并增加数据存储的整体大小。
- 如果您的应用程序需要聚合,请使用MongoDB。 如果您的应用程序需要键值临时存储,请使用Redis。 如果您的应用程序需要轻松扩展的高写入吞吐量的宽列存储,请使用Cassandra。
7.什么时候使用哪个NoSql数据库?
以下是一些使用案例,其中不同的NoSql数据库最适合并提供更好的性能。
选择以下用例的Cassandra:
- 线性可扩展,高可用性,容错
- 多数据中心部署
- 很高的写入吞吐量,但读取次数较少。
- 您想在存储的数据之上建立一个响应Swift的报告系统
- 实时数据分析
- 您的应用程序不需要数据库中的ACID属性
- 您的应用程序需要与Hadoop,HBase,Spark集成
选择MongoDB用于以下用例:
- 即时扩展
- 基于文档的存储
- 很高的读取并发
- 缓存实时分析
- 内容管理
- 写入有效负载很高,即文档大小很大(最大16MB)
- 在快速原型制作中非常有用
- 适合存储大文本,视频,图像,媒体文件等。
选择以下情况的Redis DB:
- 缓存更大的有效负载以提高应用程序的性能
- 永久缓存到磁盘,需要在重启后恢复
- 键值对存储
- 需要非常高的性能
- 临时数据存储,例如用户会话
- 可以使用其发布/订阅模型用作消息传递队列
8. Cassandra vs Mongo vs Redis DB –摘要
了解不同的NoSql数据库对于选择适合您的应用程序需求的数据库至关重要。 根据您的应用程序使用案例选择正确的NoSql数据库。 如果您的数据关系太多并且需要ACID属性,则NoSql数据库不是一个不错的选择。 为了提高应用程序性能,请使用Redis作为缓存,因为它具有内存存储。 使用MongoDB满足内容管理和文档类型的存储需求。 将Cassandra用于高度可用的宽列存储箱。 选择正确的数据库直接影响应用程序的性能。
翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2019/02/nosql-databases-cassandra-vs-mongo-vs-redis-db-comparison.html
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