理解NoSQL数据库：定义、优势及应用场景
在当今技术领域，NoSQL数据库已成为各类应用场景中最受欢迎的数据库类型之一。然而，究竟什么是NoSQL数据库？它是否比传统的关联式数据库更优越？又有哪些值得推荐的NoSQL数据库程序可供选择？本文将深入探讨这些问题，帮助你更好地理解NoSQL数据库。
什么是NoSQL数据库？
简单来说，NoSQL数据库是一种与传统关系数据库在数据存储方式上有所不同的数据库。它常常被称作“不仅仅是SQL”或“非SQL”数据库，其核心特点在于数据结构的非结构化特性。
NoSQL数据库的需求与日俱增
NoSQL数据库在行业内的需求持续增长，并展现出极高的人气。相较于传统的关联式数据库，NoSQL数据库具有多项优势，尤其是在处理大规模数据集时，其云端潜力和能力得到显著提升。
从技术角度来看，虽然NoSQL数据库体积可能更大，但由于存储成本的降低，这些额外的优点完全可以弥补其缺点。此外，一些优秀的数据库管理工具和SQL优化工具也能帮助用户轻松驾驭NoSQL数据库。
NoSQL数据库的优势及应用场景
NoSQL数据库在查询速度上通常优于SQL数据库。当然，这取决于数据库的大小，但总的来说，在处理海量数据时，NoSQL数据库因其无需连接且查询优化良好而占据优势。你会发现NoSQL数据库中的所有数据都集中在一起，方便快速检索。
除了性能优势外，NoSQL数据库还具备以下优势：
- 灵活的数据模型： NoSQL数据库允许用户快速轻松地调整、修改或迭代数据库，从而无缝地向应用程序添加新功能。这使得开发者在需求变化时无需过多担忧。
- 横向扩展： NoSQL数据库支持通过添加更多服务器节点来迁移数据，并在全球更多服务器上提供可用性，从而实现容量分配，而无需通过纵向扩展来升级服务器配置。
- 开发者友好： 某些NoSQL数据库的数据结构与流行的编程语言数据结构相映射，这大大减少了开发人员的代码编写量，缩短了开发时间。
NoSQL数据库正在成为处理大型数据库的新标准。它不仅适用于大型项目，也适用于小型项目，尤其是在关注未来扩展、数据库灵活性和简化开发人员工作时。NoSQL数据库的应用领域非常广泛，例如医疗记录、金融服务等。
下面，我们将介绍一些适用于现代项目的最佳NoSQL数据库，这些数据库可以作为MongoDB的替代选择。
精选NoSQL数据库
RavenDB
RavenDB 是一个可靠的文档型NoSQL数据库，早在MongoDB引入之前就支持ACID事务（原子性、一致性、隔离性和持久性）。它支持多平台下载，包括Windows、Linux、macOS、Raspberry Pi和Docker。此外，它还通过API提供托管云解决方案，帮助用户轻松管理所需的一切。 RavenDB支持多模型架构，并提供图形查询功能。其用户体验友好，拥有高级查询引擎，并可与关系数据库集成，即使非开发人员也能轻松上手。你可以通过本地社区许可或云实例免费开始使用，功能虽然受限，但对于小型项目和原型来说已经足够。
Couchbase
Couchbase 是一款成熟的云、本地、混合、分布式云和边缘计算部署解决方案。它专注于性能，并提供灵活的JSON模式支持以及用于Java、.NET、Scala、Go、JavaScript和Python的集成SDK。它支持分布式ACID事务，并具有内存优先的高性能设计。Couchbase 的弹性多维扩展架构使其能够轻松实现扩展和扩展。Couchbase 特别适合移动和物联网应用程序。
OrientDB
OrientDB 是最早的多模型开源NoSQL数据库之一，支持图形和文档数据的充分利用。它也是一个符合ACID标准的数据库，支持各种常见用例。用户可以选择免费下载社区版或根据需求选择企业版。企业版是开源产品的附加组件，因此从本地部署到企业环境的过渡应该非常顺畅。
ArangoDB
ArangoDB 是一种流行的多模型文档数据库，能够存储图形、文档和搜索数据。它使用自己的类SQL查询语言（AQL）来处理复杂查询，而不是JSON语法。ArangoDB 支持根据需求扩展和部署，并提供免费的本地社区版，以及完全托管的云部署 ArangoDB OASIS，并提供免费试用。用户也可以免费下载企业版进行评估。
Neo4j
Neo4j 是一款专注于存储图形数据的NoSQL数据库。如果你需要深入的数据库上下文进行分析，Neo4j可能是一个不错的选择。它同样关注性能、可靠性和完整性，但专注于更丰富的内容可以帮助提高机器学习的准确性，做出更好的预测。Neo4j 支持ACID事务，并提供与React、GraphQL、Vue和其他开源框架的集成，简化开发流程。你可以选择托管云解决方案或本地项目，并且免费开始使用。
Apache Cassandra
Apache Cassandra 是一款开源分布式NoSQL数据库。它以其可扩展性、高可用性和性能而闻名。但由于它不关注不同的数据模型，你需要学习CQL和Gremlin来处理图形数据。Apache Cassandra 是一款可靠的产品，支持可扩展性、控制和安全。但是，它不支持ACID事务，而是允许用户决定事务的一致性。用户可以选择各种云产品，包括完全托管的解决方案。
MongoDB
MongoDB 是一个支持ACID事务的NoSQL数据库平台。尽管它比RavenDB等一些竞争对手更晚引入了对ACID事务的支持，但它仍然是业界流行的选择。MongoDB提供免费的开源社区版和更多功能的付费版本。它提供了灵活的定价计划，包括低成本的无服务器计划和免费共享选项。MongoDB 还有一款名为“Realm”的产品，旨在帮助快速开发、构建和发布移动应用。
MarkLogic 数据库
MarkLogic 服务器是一款具有NoSQL功能的多模型数据库。它允许你创建关系视图和语义数据来帮助其运行。你可以通过注册演示来免费试用它，或选择免费的开发者版本。MarkLogic还提供企业和云产品的选项。虽然整个系统不是开源的，但作为 MarkLogic Server 管理平台的 MarkLogic Data Hub 软件是完全开源的。如果需要使用标准SQL来存储关系数据和运行分析的NoSQL数据库，MarkLogic可能是不错的选择。
Aerospike 数据库 6
Aerospike 数据库 6是一款专注于实时应用的多模型NoSQL数据库。如果你需要大规模的数据存储和良好的可扩展性，Aerospike 数据库 6 应该是一个合适的选择。它通过其分布式实时数据库来确保数据一致性。与 Couchbase 类似，你可以使用内存、闪存或持久内存存储架构来优化性能。Aerospike 没有免费产品，但你可以通过联系他们来尝试。对于付费计划，你还可以获得托管云服务。
除了上述业界领先的选项之外，还有一些值得关注的云数据库：
Amazon DynamoDB
Amazon DynamoDB 是一款完全托管的无服务器NoSQL数据库，具有良好的可扩展性支持。如果你正在使用亚马逊的AWS产品，DynamoDB可能是一个不错的选择。
Azure Cosmos DB
Azure Cosmos DB 是微软为现代应用程序开发量身定制的另一款完全托管的NoSQL数据库。作为一种无服务器数据库服务，Cosmos DB可用于各种应用场景，并具有出色的可扩展性支持。如果你已经在使用Azure服务，那么Cosmos DB会非常容易上手。
Datastore
Datastore 是 Google 提供的完全托管的 NoSQL 解决方案。考虑到许多现代项目倾向于使用各种 Google 平台服务，Datastore 可能是一个简单的推荐选择。
为你的现代项目选择合适的NoSQL数据库
无论你选择以上哪个选项，每个NoSQL平台都提供一系列优势。你可以根据需要选择多模型、文档、图形、搜索、索引或类似SQL的关系型数据库。大多数程序在做出决定之前都会提供试用。如果你需要一个自托管的选项，那么最好选择提供开源社区版本的产品。 如果你不希望有任何妥协，那么完全托管的解决方案将是可行的选择。
此外，你还可以了解更多关于SQL vs NoSQL的知识，以便为你的下一个项目做出更明智的选择。