簡介

　　在眾多不同的數據模型里，關系數據模型自20世紀80年代就處于統治地位，而且出現了不少巨頭，如Oracle、MySQL和MSSQL，它們也被稱為關系數據庫管理系統（RDBMS）。然而，隨著關系數據庫使用范圍的不斷擴大，也暴露出一些它始終無法解決問題，其中最主要的是數據建模中的一些缺陷和問題，以及在大數據量和多服務器之上進行水平伸縮的限制。同時，互聯網發展也產生了一些新的趨勢變化：

　　用戶、系統和傳感器產生的數據量呈指數增長，其增長速度因大部分數據量集中在Amazon、Google和其他云服務的分布式系統上而進一步加快；

　　數據內部依賴和復雜度的增加，這一問題因互聯網、Web2.0、社交網絡，以及對大量不同系統的數據源開放和標準化的訪問而加劇。

　　而在應對這些趨勢時，關系數據庫產生了更多的不適應性，從而導致大量解決這些問題中某些特定方面的不同技術出現，它們可以與現有RDBMS相互配合或代替它們——亦被稱為混合持久化（Polyglot Persistence）。數據庫替代品并不是新鮮事物，它們已經以對象數據庫（OODBMS）、層次數據庫（如LDAP）等形式存在很長時間了。但是，過去幾年間，出現了大量新項目，它們被統稱為NoSQL數據庫（NoSQL-databases）。

　　NoSQL數據庫

　　NoSQL（Not Only SQL，不限于SQL）是一類范圍非常廣泛的持久化解決方案，它們不遵循關系數據庫模型，也不使用SQL作為查詢語言。其數據存儲可以不需要固定的表格模式，也經常會避免使用SQL的JOIN操作，一般有水平可擴展的特征。

　　簡言之，NoSQL數據庫可以按照它們的數據模型分成4類：

　　鍵-值存儲庫（Key-Value-stores）

　　BigTable實現（BigTable-implementations）

　　文檔庫（Document-stores）

　　圖形數據庫（Graph Database）

　　在NoSQL四種分類中，圖數據庫從最近十年的表現來看已經成為關注度最高，也是發展趨勢最明顯的數據庫類型。圖1就是db-engines.com對最近三年來所有數據庫種類發展趨勢的分析結果。

　　圖1 db-engines.com對最近三年來所有數據庫種類發展趨勢的分析圖數據庫

　　圖數據庫源起歐拉和圖理論，也可稱為面向/基于圖的數據庫，對應的英文是Graph Database。圖數據庫的基本含義是以“圖”這種數據結構存儲和查詢數據，而不是存儲圖片的數據庫。它的數據模型主要是以節點和關系（邊）來體現，也可處理鍵值對。它的優點是快速解決復雜的關系問題。

　　圖具有如下特征：

　　包含節點和邊；

　　節點上有屬性（鍵值對）；

　　邊有名字和方向，并總是有一個開始節點和一個結束節點；

　　邊也可以有屬性。

　　說得正式一些，圖可以說是頂點和邊的集合，或者說更簡單一點兒，圖就是一些節點和關聯這些節點的聯系（relationship）的集合。圖將實體表現為節點，實體與其他實體連接的方式表現為聯系。我們可以用這個通用的、富有表現力的結構來建模各種場景，從宇宙火箭的建造到道路系統，從食物的供應鏈及原產地追蹤到人們的病歷，甚至更多其他的場景。

　　通常，在圖計算中，基本的數據結構表達就是：

　　G=（V， E）

　　V=vertex（節點）

　　E=edge（邊）

　　如圖2所示。

相關電子資料下載

• 一文詳解RedisJSON和其他框架的對比 130
• 針對Ampere Altra處理器的MongoDB優化指南 143
• Redis的LRU與LFU算法實現 203
• 基于圖數據庫的配電網供電范圍分析應用研究 350
• Redis數據同步解決方案—NineData 301
• NoSQL數據庫的四種類型 1764
• 記錄關系數據庫中的半結構化數據 395
• 什么是 NoSQL數據庫？為什么要使用NoSQL數據庫？ 573
• 數據庫技術與數據庫學習筆記 384
• Redis緩存的異常原因及其處理辦法分析 311