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2024年1月13日发(作者：transmission 翻译)
后端开发知识：数据库设计中的关系型数据库和非关系型数据库
随着互联网和信息技术的不断发展，数据已经成为了现代社会中最重要的资源之一。对于企业和开发者来说，如何存储、管理和处理数据已经成为了一个必须要面对的重要问题。而数据库就是解决这一问题的最重要的技术手段之一。目前大多数数据库可以被划分为关系型数据库和非关系型数据库两大类，下面将分别介绍这两种不同类型的数据库，以及它们的优缺点和适用情况。
一、关系型数据库
关系型数据库是最为经典的数据库类型之一。它使用了一种被称为关系模型的数据结构，将数据存储在结构化表格中，并且它们之间具有一定的关系和约束。在关系型数据中，表格通常称作表或关系，表中的每一行称为记录或元组，列则为属性或字段。关系型数据库是以ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）为基础的传统事务型数据库。
优点
1.保证数据一致性
进过多年的发展，关系型数据库已经拥有了非常成熟稳定的事务管理机制，能够确保数据的完整性和一致性。尤其是在高并发业务中，只要开发者正确地设计了事务处理，关系型数据库可以完美地保证并发访问的数据正确性和安全性。
2.灵活的查询方式
关系型数据库使用SQL（Structured Query Language）查询语句，支持强大、灵活的数据检索功能。通过SQL语句，用户可以方便地进行各种数据查询、统计和分析，并且在一些规模较小的数据管理应用中，这种查询方式已经足够高效，不需要过于复杂的业务逻辑。
3.数据的可维护性高
在关系型数据库中，数据库管理员可以根据需求对表结构和数据进行修改和维护，保持数据的高可用性。同时，由于关系模型本身就是高度规范化的，所以它容易被理解和改变，开发人员可以根据实际
应用需求，更好地设计和实现数据库结构，以满足不断变化的业务需求。
缺点
1.不适合分布式架构
关系型数据库需要在一个独立的服务器上提供服务，有很强的中心化特征，这意味着无法轻松地实现分布式架构。同时，关系型数据库面对大量的读写请求时，无法快速扩展到多个服务器来提高运行的效率。这也是它在分布式架构的应用场景上相对有局限性的主要原因。
2.硬性的结构限制
在关系型数据库中，数据必须严格符合预定义的表结构。每个表都要有固定的字段和数据类型，而且每条数据记录都需要按照表的指定格式保存。这种严格的结构限制使得开发人员需要根据具体业务需要灵活地设计数据库结构，同时还需要遵循一系列的规则和约束，这可能不太适应一些多变的数据处理场景。
二、非关系型数据库
与关系型数据库相对而言，非关系型数据库具有非常不同的数据组织方式。它没有固定的表和预定义的字段，而是使用了一些更加灵活的数据结构来存储数据。非关系型数据库有多种类型，最为常见的是文档数据库、键值数据库、列族数据库和图数据库等。
优点：
1.更加适用于分布式应用
非关系型数据库具有更强的横向分片能力，可以轻松地进行扩展。在应对大规模数据处理和高并发访问时，非关系型数据库更具有一定的优势。同时，非关系型数据库还支持容错和冗余备份等多种高可用性方案，能够为分布式系统提供更加稳定和可靠的服务。
2.更加灵活的数据结构
非关系型数据库不需要固定的数据结构和预定义的字段，使得它们能够适应各种不同的数据组织方式。开发者可以按照自己的实际需求来设计和存储数据，因为它们不再被严格的关系模型所限制，更加灵活。
3.更加高效的读写能力
相对于关系型数据库，非关系型数据库通常具有更高的读写能力，可以处理更大的数据流量。这是因为非关系型数据库通常使用了去掉冗余的数据存储方式，这减少了数据的大小和复杂性，从而降低了访问数据库的时间和成本。
缺点：
1.数据不保证一致性
与关系型数据库不同的是，非关系型数据库通常使用的是CAP原则中的AP模型（可用性和分区容错性）。这意味着在数据出现冲突或者故障的情况下，非关系型数据库可能无法保证数据的一致性。虽然在处理海量数据时AP能更好的解耦和，但其中可能存在幂等性问题或更新过程中数据丢失的问题。
2.查询能力相对弱
非关系型数据库通常不支持复杂、高级的查询操作，因为它们不具有像SQL那样强大和灵活的查询语句。尽管非关系型数据库也提供查询和过滤功能，但这些功能相对来说还是简单的。因此在复杂的业务安全场景，会无法满足相关需求。
3.数量有限
非关系型数据库数量相对较少，且可选择的技术也比较有限，这也意味着所有的应用都不适合使用非关系型数据库。由于非关系型数据库的使用相对较新颖，开发人员需要具备不同的技术背景，以尽可能地利用非关系型数据库的适用场景和灵活性。
三、总结
关系型数据库和非关系型数据库是目前数据库系统中应用最广泛的两种模型，它们都有自己的优劣势和适用场景。如果应用系统需要支持高并发、数据一致性等高度企业化、中心化需求时，或者应用场景中具有大量复杂查询操作时，关系型数据库是最佳选择。但如果系统需要支持海量数据处理、分布式架构、更加灵活的数据存储设计、但数据一致性要求可以适当降低时，此时非关系型数据库是更佳的选择。另外，如果不确定哪个数据库适合自己的业务，或者需要使用两种类型的数据库类型，也可以考虑使用混合方式来满足更多的业务场景。
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