【赵渝强老师】什么是NoSQL数据库？

随着大数据技术的兴起，NoSQL数据库得到了广泛的应用。NoSQL的全称是Not Only SQL，中文含义是不仅仅是SQL。它泛指所有的非关系型数据库，即：在NoSQL数据库中存储数据的模型可能不是二维表的行和列。NoSQL数据库不遵循关系型数据库范式的要求，因此在NoSQL数据库中可能会造成数据的冗余。视频讲解如下：

下面介绍几个常见的NoSQL数据库：

- Redis

Redis是基于内存的NoSQL数据库，不论读写操作都是在内存上完成的，完全吊打磁盘数据库的速度。Redis之所以可以使用单线程来处理，其中的一个原因是，内存操作对资源损耗较小，保证了处理的高效性。Redis之所以具体很高的性能主要得益于以下几点：

（1）纯内存操作

一般都是简单的存取操作，线程占用的时间很少，时间的花费主要集中在IO上，所以读取速度快。

（2）采用单线程模型

Redis采用了单线程模型从而保证了每个操作的原子性，也减少了线程的上下文切换和竞争。

（3）使用IO多路复用模型

非阻塞I/O，使用了单线程来轮询描述符，将数据库的开、关、读、写都转换成了事件，Redis采用自己实现的事件分离器，效率比较高。

（4）高效数据结构

整个 Redis就是一个全局哈希表，它的时间复杂度是o(1)，而且为了防止哈希冲突导致链表过长，Redis会执行再哈希操作，扩充哈希桶数量，减少哈希冲突。并且防止一次性重新映射数据过大导致线程阻塞，采用渐进式再哈希。巧妙的将一次性拷贝分摊到多次请求过程后总，避免阻塞。Redis全程使用哈希结构，读取速度快并且对数据存储进行了优化，如压缩表，对短数据进行压缩存储，再如使用有序的数据结构加快读取的速度。可以根据实际存储的数据类型选择不同编码。

- MongoDB

MongoDB是基于BSON文档的NoSQL数据库。它是NoSQL中功能最丰富、最像关系型数据库的NoSQL数据库。

MongoDB是一个基于分布式文件存储的NoSQL数据库，由C++语言编写。MongoDB旨在为Web应用程序提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB 是一个介于关系型数据库和非关系型数据库之间的产品，它是非关系型数据库当中功能最丰富、最像关系型数据库的NoSQL数据库。它所支持的数据结构非常松散，其数据结构是类似JSON的BSON格式数据。因此，MongoDB是一种文档型的NoSQL数据库，因此可以存储比较复杂的数据类型。

Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系型数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

- HBase

HBase是Hadoop中基于HDFS之上的列式存储NoSQL数据库。HBase就是大表思想的一个具体实现。它是一个列式存储的NoSQL数据库，适合执行数据的分析和处理。简单来说，就是适合执行查询操作。下图展示了HBase的表结构。

HBase的表由列族组成，比如上图中的的emp和dept都是列族。列族中包含列，创建表的时候必须创建列族，不需要创建列。当执行插入语句插入数据到列族中的时候，需要指定rowkey和具体的列。如果列不存在，HBase会自动创建相应的列，再把数据插入到对应的单元格上。这里的rowkey相当于关系型数据库的主键。但是与主键不同的是，rowkey与关系型数据库类似不允许为空，但是可以重复的。如果rowkey重复了，表示相同的rowkey是同一条记录。