数据库概述

目录

1 为什么要使用数据库

2 数据库与数据库管理系统

2.1 数据库的相关概念 

2.2 数据库与数据库管理系统的关系

2.3 常见的数据库管理系统排名（DBMS）

2.4 常见的数据库介绍 

3 MySQL介绍

4 RDBMS与非RDBMS

4.1 关系型数据库（RDBMS）

4.1.1 实质

 4.1.2 优势

4.2 非关系型数据库（非RDBMS）

4.2.1 介绍

4.2.2 有哪些非关系型数据库

4.2.3 NoSQL的演变

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1 为什么要使用数据库

    持久化（persistence）：把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下，特别是企业级应用，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以“固化”，而持久化的实现过程大多通过各种关系级数据库来完成。

    持久化的主要作用是将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、XML数据文件中。

 数据持久化的例子：

2 数据库与数据库管理系统

2.1 数据库的相关概念 

    DB：数据库（Database）：即存储数据的“仓库”，其本质是一个文件系统。它保存了一系列有组织的数据

    DBMS：数据库管理系统（Database Management System）：是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控制。用户通过数据库管理系统访问数据库中表内的数据

    SQL：结构化查询语言（Structured Query Language）：专门用来与数据库通信的语言

2.2 数据库与数据库管理系统的关系

    数据库管理系统（DBMS）可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每个应用创建一个数据库。为保存实际应用中实体的数据，一般会在数据库创建多个表，以保存程序中实体用户的数据。

    数据库管理系统、数据库和表的关系如图所示：

2.3 常见的数据库管理系统排名（DBMS）

2.4 常见的数据库介绍 

    Oracle：甲骨文公司开发的

    SQL Server：微软开发的

    DB2：IBM公司的数据库产品，常用于银行系统中

3 MySQL介绍

    MySQL是一个开放源代码的关系型数据库管理系统，在MySQL6.x版本之后分为社区版和商业版。MySQL是一种关联数据库管理系统，将数据保存在不同的表中，而不是将数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL是开源的，可以定制的，采用了GPL协议，你可以修改源代码来开发自己的MySQL系统。MySQL支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。MySQL使用标准的SQL数据语言形式。MySQL可以允许运行于多个系统上，并且支持多种语言，包括C、C++等。

    MySQL之所以被广泛使用：

①开放源代码，使用成本低

②性能卓越，服务稳定

③软件体积小，使用简单，并且易于维护

④历史悠久，社区用户活跃，遇到问题可以寻求帮助

⑤经过时间的验证

    Oracle vs. MySQL：

Oracle更适合大型跨国企业的使用，因为他们对费用不敏感，但是对性能要求以及安全性要求有更高的要求。

MySQL由于其体积小、速度块、总体拥有成本低，可处理上千万条记录的大型数据库，尤其是开放源码这一特点，使得很多互联网公司、中小型网站选择了MySQL作为网站数据库。

4 RDBMS与非RDBMS

    从排名中我们能看出来，关系型数据库绝对是DBMS的主流，其中使用最多的DBMS分别是Oracle、MySQL和SQL Server。这些都是关系型数据库（RDBMS）。

4.1 关系型数据库（RDBMS）

4.1.1 实质

    这种类型的数据库是最古老的数据库类型，关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系（即二维表格形式）。

    关系型数据库以行（row）和列（column）的形式存储数据，以便用户理解。这一系列的行和列被称为表（table），一组表组成了一个库（database）。

    表与表之间的数据记录有关系（relationship）。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。关系型数据库，就是建立在关系模型基础上的数据库。

    SQL就是关系型数据库的查询语言。

 4.1.2 优势

    复杂查询：

可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。

    事务支持：

使得对安全性很高的数据访问要求得以实现。

4.2 非关系型数据库（非RDBMS）

4.2.1 介绍

    非关系型数据库，可以看成传统关系型数据库的功能阉割版本，基于键值对存储数据，不需要经过SQL层的解析，性能非常高。同时，通过减少不常用的功能，进一步提高性能。

    目前基本上大部分主流的非关系型数据库都是免费的。 

4.2.2 有哪些非关系型数据库

    相比于SQL，NoSQL泛指非关系型数据库，包括了榜单上的键值型数据库、文档型数据库、搜索引擎和列存储等，除此以外还包括图形数据库。也只有用NoSQL一词才能将这些技术囊括进来。

1、键值型数据库

    键值型数据库通过Key-Value键值的方式来存储数据，其中Key和Value可以是简单的对象，也可以是复杂的对象。Key作为唯一的标识符，优点是查找速度快，在这方面明显优于关系型数据库，缺点是无法像关系型数据库一样使用条件过滤（比如WHERE），如果你不知道去哪里找数据，就要遍历所有的键，这就会消耗大量的计算。

    键值型数据库典型的使用场景是作为：内存缓存。Redis是最流行的键值型数据库。

2、文档型数据库

    文档型数据库可以存放并获取文档，可以是XML、JSON等格式。在数据库中文档作为处理信息的基本单位，一个文档就相当于一条记录。文档数据库所存放的文档，就相当于键值数据库所存放的“值”。MongoDB是最流行的文档型数据库。此外还有CouchDB等。

3、搜索引擎数据库

    虽然关系型数据库采用了索引提升检索效率，但是针对全文索引率却较低。搜索引擎数据库是应用在搜索引擎领域的数据存储形式，由于搜索引擎会爬取大量的数据，并以特定的格式进行存储，这样在检索的时候才能保证性能最优。核心原理是“倒排索引”。典型产品有：Solr、Elasticsearch、Splunk等。

4、列式数据库

    列式数据库是相对于行式存储的数据库，Oracle、MySQL、SQL Server等数据库都是采用的行式存储（Row-based），而列式数据库是将数据按照列存储存储到数据库中，这样做的好处是可以大量降低系统的I/O（因为只需要关注我们所需要的列即可），适合于分布式文件系统，不足在于功能相对有限。典型产品：HBase等。

 5、图形数据库

    图形数据库，利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系。图形数据库最典型的例子就是社交网络中人与人的关系，数据模型主要是以节点和边（关系）来实现，特点在于能高效地解决复杂问题的关系问题。

    图形数据库顾名思义，就是一种存储图形关系的数据库。它利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系。关系型数据用于存储明确关系的数据，但对于复杂关系的数据存储却有些力不从心。如社交网络中人物之间的关系，如果用关系型数据库则非常复杂，用图形数据库将非常简单。典型产品：Neo4J、InfoGrid等。

4.2.3 NoSQL的演变

    NoSQL对SQL做出了很好的补充，比如实际开发中，有很多业务需求，其实并不需要完整的关系型数据库功能，非关系型数据库的功能就足够使用了。这种情况下，使用性能更高、成本更低的非关系型数据库当然是更明智的选择。比如：日志收集、排行榜、定时器等。