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。