Отличия MySQL, PostgreSQL, MSSQL Server, MongoDB, Elasticsearch

Итак, вы создаете программное приложение. Одна из первых проблем, которые необходимо решить, - как хранить ваши данные. Какую базу данных вы выберете?

Система управления базами данных или СУБД - это тип программного обеспечения, которое взаимодействует с самой базой данных, приложениями и пользовательскими интерфейсами для получения данных и их анализа. СУБД также содержит ключевые инструменты для управления базой данных.

Для нашего сравнения мы выбрали 10 наиболее часто используемых систем управления базами данных: MySQL, MariaDB, Oracle, PostgreSQL, MSSQL, MongoDB, Redis, Cassandra, Elasticsearch и Firebase. Сосредоточив внимание на их преимуществах и проблемах, связанных с бизнесом, мы также рассмотрим наилучшие варианты использования для каждого из них.

Типы баз данных: реляционные и нереляционные

В принципе, существует два типа СУБД: реляционные и нереляционные, также называемые SQL и NoSQL соответственно. Прежде чем обсуждать наиболее популярные варианты баз данных, давайте подробнее рассмотрим, чем отличаются реляционные и нереляционные системы баз данных, учитывая часто используемые структуры данных, производительность, масштабируемость и безопасность.

Реляционные или SQL базы данных

Реляционная база данных - это тип хранилища данных, организующий данные в таблицы, которые связаны друг с другом, что объясняет название. Язык структурированных запросов является ядром этих систем, поскольку он используется для взаимодействия с этими базами данных и управления ими, дав им второе название — базы данных SQL. СУБД имеют предопределенную схему, что означает, что данные хранятся в строках (записях) и столбцах (атрибутах) со строгой структурой. Здесь каждая запись обычно содержит значение для каждого атрибута, что приводит к четким зависимостям между различными точками данных.

Масштабируемость. Реляционные базы данных обычно масштабируются по вертикали, что означает, что данные хранятся на одном сервере, а масштабирование осуществляется за счет увеличения мощности компьютера (CPU, GPU и RAM) на этом сервере. Однако переключение с небольших компьютеров на более крупные часто приводит к простою. Масштабирование базы данных SQL между несколькими серверами (горизонтальное масштабирование) может быть сложной задачей, поскольку это требует изменений структуры данных и дополнительных инженерных усилий.

Производительность. Реляционные базы данных демонстрируют высокую производительность при интенсивных операциях чтения / записи с небольшими и средними наборами данных. Они также предлагают улучшенную скорость поиска данных за счет добавления индексов к полям данных для запросов и объединения таблиц. Однако, когда объем данных и запросов пользователей растет, производительность может пострадать.

Безопасность. Благодаря интегрированной структуре и системе хранения данных, базы данных SQL не требуют больших инженерных усилий, чтобы сделать их хорошо защищенными. Они являются хорошим выбором для создания и поддержки сложных программных решений, где любое взаимодействие имеет ряд последствий. Одной из основ SQL является соответствие требованиям ACID (атомарность, согласованность, изоляция, долговечность). Соответствие требованиям ACID является предпочтительным вариантом, если вы создаете, например, приложения для электронной коммерции или финансовые приложения, где целостность базы данных имеет решающее значение.

Нереляционные или NoSQL базы данных

Нереляционная база данных - это не табличная база данных, которая использует различные модели данных для хранения, управления и доступа к данным. Наиболее распространенными моделями данных являются:

• документо-ориентированный (document-oriented) - для хранения, извлечения и управления данными в виде документов JSON
• ключ-значение (key-value) — для представления данных в виде набора пар ключ-значение, где ключи представляют собой уникальные строки, имеющие соответствующие значения данных
• схема (graph) — для хранения данных в структуре узел-ребро-узел, где узлы являются точками данных, а ребра - их отношениями
• ширококолоночный (wide-column) - для хранения данных в табличном формате с гибкими столбцами, что означает, что они могут варьироваться от строки к строке в одной и той же таблице

Поскольку эти базы данных не ограничены табличной структурой, они называются NoSQL. Они позволяют хранить неструктурированные данные, такие как тексты, фотографии, видео, файлы PDF и множество других форматов. Данные просты в запросе, но не всегда классифицируются по строкам и столбцам, как в реляционной базе данных.

Масштабируемость. Когда количество данных и запросов увеличивается, нереляционные или NoSQL базы данных обычно масштабируются по горизонтали путем добавления большего количества серверов в пул. Они обмениваются данными между различными серверами, каждый из которых содержит только часть данных, уменьшая частоту запросов в секунду на каждом сервере.

Производительность. Нереляционные базы данных известны своей высокой производительностью: они имеют распределенный дизайн, что снижает нагрузку на систему и обеспечивает одновременный доступ большого количества пользователей. Такие базы данных могут хранить неограниченные наборы данных всех типов и форм. Они также довольно гибки, когда дело доходит до изменения типов данных.

Безопасность. В отличие от реляционных систем, базы данных NoSQL имеют слабую безопасность, что делает их серьезной проблемой для многих инфраструктур. Хотя они могут предоставлять гарантии ACID, они обычно доступны в рамках одного раздела базы данных, хотя некоторые СУБД предлагают расширенные функции безопасности, которые соответствуют строгим стандартам безопасности и соответствия.

Поскольку базы данных NoSQL позволяют совместно резервировать различные типы данных и масштабировать их за счет расширения вокруг нескольких серверов, их неизменная популярность понятна. Кроме того, создание MVP - это отличный вариант для стартапов с гибкой разработкой на основе sprint. NoSQL не требует предварительной подготовки к развертыванию, что упрощает быстрое обновление структуры данных без задержек.

Итак, какие наиболее часто используемые системы баз данных в SQL и NoSQL? Каковы их основные преимущества и недостатки и как компании должны их использовать? Давайте посмотрим глубже.

Ниже мы обсудим список баз данных SQL, включая:

• MySQL
• MariaDB
• Oracle
• PostgreSQL
• MSSQL

и дополнит его такими базами данных NoSQL, как:

• MongoDB
• Redis
• Cassandra
• Elasticsearch
• Firebase

Скриншот ниже отражает популярность этих и нескольких других баз данных.

В то время как более подробные описания вышеупомянутых баз данных ожидают вас в дальнейшем в этом посте, приведенная здесь таблица предназначена для быстрого сравнения по ключевым критериям.

Теперь, когда у вас есть общее представление о различиях между реляционными и нереляционными базами данных, мы переходим к описанию основных современных систем управления базами данных, а также плюсов, минусов и вариантов использования каждой из них.

MySQL

Это одна из самых популярных систем реляционных баз данных. Изначально MySQL была решением с открытым исходным кодом, теперь она принадлежит корпорации Oracle. Сегодня MySQL является основой прикладного программного обеспечения LAMP. Это означает, что это часть стека Linux, Apache, MySQL и Perl / PHP / Python. Имея C и C ++ под капотом, MySQL хорошо работает с такими системными платформами, как Windows, Linux, macOS, IRIX и другими.

Плюсы MySQL

Бесплатная установка. Версия MySQL для сообщества доступна для бесплатной загрузки. С базовым набором инструментов для индивидуального использования MySQL community edition является хорошим вариантом для начала. Конечно, существуют и другие, предоплаченные варианты для корпоративных или кластерных целей с более широкими функциональными возможностями. Тем не менее, если ваша компания слишком мала, чтобы платить за одну из них, модель бесплатной загрузки является наиболее подходящей для нового старта.

Простой синтаксис и умеренная сложность. Структура и стиль MySQL очень просты. Разработчики даже считают MySQL базой данных с человекоподобным языком. MySQL часто используется в тандеме с языком программирования PHP. Поскольку они имеют общую кривую обучения, гораздо проще сформировать команду для управления вашей базой данных. Кроме того, MySQL прост в использовании. Например, большинство задач можно выполнять прямо в командной строке, сокращая этапы разработки.

Облачная совместимость. Ориентированный на бизнес по своей природе и изначально разработанный для Интернета, MySQL поддерживается наиболее популярными облачными провайдерами. Он доступен на таких ведущих платформах, как Amazon, Microsoft и других. Это делает MySQL еще более привлекательным и дает предприятиям возможности для роста.

Недостатки MySQL

Проблемы масштабируемости. MySQL не был создан с учетом масштабируемости, которая присуща его коду. Теоретически вы можете масштабировать MySQL, но для этого потребуется больше инженерных усилий по сравнению с любой из баз данных NoSQL. Итак, если вы ожидаете, что однажды ваша база данных значительно увеличится, помните об этом ограничении или выберите другой вариант СУБД.

Частичная поддержка с открытым исходным кодом. Хотя MySQL имеет часть с открытым исходным кодом, в основном она находится под лицензией Oracle. Это ограничивает сообщество MySQL с точки зрения улучшения СУБД. Почему вас это волнует? Потому что, когда у вас есть поддержка с открытым исходным кодом, вы ожидаете много проблемных реализаций и помощи сообщества. Это не тот случай, когда программное обеспечение принадлежит корпоративным владельцам, и вам придется платить за поддержку.

Ограниченное соответствие стандартам SQL. Язык структурированных запросов имеет определенные стандарты. MySQL не полностью соответствует им, т.е. MySQL не поддерживает некоторые стандартные функции SQL. С другой стороны, MySQL имеет некоторые расширения и отдельные функции, которые не соответствуют стандартам языка структурированных запросов. Это не имеет большого значения для небольших веб-приложений. Проблемы могут возникнуть, когда вам придется переходить на другие базы данных, что, вероятно, произойдет, когда ваш бизнес начнет расти.

Примеры использования

Небольшие веб-решения. Система баз данных MySQL - лучший вариант, когда вы разрабатываете небольшое веб-решение с небольшим объемом данных. Например, при создании локального магазина электронной коммерции MySQL может пригодиться.

Системы OLAP / OLTP. Это один из лучших вариантов использования базы данных MySQL, поскольку OLAP / OLTP не требуют сложных запросов и больших объемов данных. Кроме того, рассмотрите возможность применения MySQL по той же причине, если вы создаете инструмент бизнес-аналитики.

MariaDB

MariaDB, ответвление MySQL с открытым исходным кодом, имеет коммерческую поддержку. Он работает под лицензией GNU General Public и имеет аналогичные команды, API и библиотеки, как MySQL.

Плюсы MariaDB

Шифрование. Для MariaDB открытый исходный код не означает небезопасный. В дополнение к внутренней безопасности и проверке паролей MariaDB предоставляет такие функции, как аутентификация PAM и LDAP, Kerberos и роли пользователей. В сочетании с зашифрованными табличными пространствами, таблицами и журналами это создает надежный защитный слой для данных. Кроме того, MariaDB публикует соответствующие выпуски для каждого обновления безопасности, сохраняя полную прозрачность исправлений безопасности.

Широкие функциональные возможности. За последние несколько лет в MariaDB появилось много новых функций. Например, поддержка GIS предполагает плавное хранение координат и запросы данных о местоположении. Динамические столбцы позволяют единой СУБД обеспечивать обработку данных как SQL, так и NoSQL для различных нужд. Вы также можете расширить ее функциональность с помощью плагинов, которые доступны в MySQL только через сторонних разработчиков. MariaDB поставляется с механизмами хранения для серверной части NoSQL, инструментами миграции устаревших баз данных, параметрами сегментирования и многим другим.

Высокая производительность. Хотя MariaDB происходит от движка MySQL, он продвинулся очень далеко с точки зрения производительности. Широкие возможности оптимизации улучшают управление пулом потоков и обработку данных. Таким образом, когда строки из таблицы удаляются, операционная система немедленно обращается к свободному пространству, устраняя пробелы в табличном пространстве. Кроме того, система управления базами данных предлагает независимую от движка табличную статистику. Эта функция повышает производительность оптимизатора, ускоряет обработку запросов и помогает настроить анализ данных.

Недостатки MariaDB

Сообщество продолжает расти. Хотя MariaDB вносит существенный вклад в разработку с открытым исходным кодом, его сообществу еще предстоит расти. Поскольку эта система управления базами данных была создана не так давно, число специалистов относительно невелико.

Пробелы между версиями обновлений MySQL и MariaDB. Хотя команда MariaDB постоянно объединяет свой код с кодом MySQL, уже не так просто поддерживать их соответствие. Учитывая существующие в настоящее время различия между MariaDB 10.4 и MySQL 8.0, дальнейшие отклонения еще впереди. Кроме того, инженеры MySQL привносят в код некоторые встроенные функции, которые доступны только коммерческим пользователям MySQL. Это может привести к проблемам совместимости или миграции из MariaDB обратно в MySQL.

Примеры использования

Поскольку MariaDB близка к MySQL, ее можно использовать для работы с теми же типами веб-приложений. Кроме того, вы получаете расширенное хранилище данных о местоположении, более высокую производительность и улучшенную масштабируемость.

Oracle

Oracle - это система управления реляционными базами данных, созданная и управляемая корпорацией Oracle. В настоящее время она поддерживает несколько моделей данных, таких как document, graph, relational и key-value, в рамках одной базы данных. В своих последних версиях она переориентировалась на облачные вычисления. Лицензирование Oracle database Engine полностью запатентовано, доступны как бесплатные, так и платные опции.

Плюсы Oracle

Инновации для ежедневного рабочего процесса. Начиная с выпуска Oracle 12c, когда программное обеспечение вступило в эпоху гибридных облаков, новые технологии облачных вычислений появлялись на регулярной основе. С каждым новым выпуском Oracle старается не отставать от темпов инноваций, уделяя особое внимание информационной безопасности, включая активную защиту данных, разделение, улучшенное резервное копирование и восстановление.

Сильная техническая поддержка и документация. Oracle обеспечивает достойную поддержку клиентов и предоставляет исчерпывающую техническую документацию по нескольким ресурсам. Таким образом, вы, вероятно, найдете решения любых возникающих проблем. Вы также можете рассчитывать на некоторую поддержку сообщества.

Большая емкость. Многомодельное решение Oracle позволяет размещать и обрабатывать огромное количество данных. Благодаря недавно выпущенной функции многопользовательской аренды архитектура базы данных теперь упрощает упаковку многих баз данных и плавное управление ими. В сочетании с возможностями обработки данных в памяти это создает мощный механизм для синхронной обработки данных.

Недостатки Oracle

Высокая стоимость. Хотя Oracle database имеет бесплатные версии, они очень ограничены с точки зрения функциональности. Стандартная версия, которая не включает в себя все доступные функции, стоит 17 500 долларов за единицу. Стоимость Enterprise Edition составляет более 47 000 долларов за единицу.

Ресурсоемкая технология. Oracle database нуждается в мощной инфраструктуре. Мало того, что установка требует много места на диске вам также придется учитывать постоянные обновления оборудования, если вы развертываете ее локально.

Сложная кривая обучения. Oracle database - это не та система, которую можно начать использовать сразу. Для его запуска лучше иметь сертифицированных инженеров Oracle DB. Документация Oracle, хотя и охватывает множество вопросов, иногда может быть сложной и даже запутанной. Итак, для установки и запуска базы данных Oracle вам придется подумать о найме специализированных экспертов.

Примеры использования

Учитывая все эти преимущества и недостатки, вы можете рассматривать Oracle RDMS как разумное решение для онлайн OLTP, хранилищ данных и даже смешанных (OLTP и DW) приложений баз данных. Если у вас есть миллиард записей для хранения и управления – и достаточный бюджет для их поддержки – Oracle hybrid cloud software - хороший вариант для выбора.

PostgreSQL

Эта система управления базами данных разделяет ее популярность с MySQL. Это объектно-реляционная СУБД, в которой пользовательские объекты и табличные подходы объединяются для создания более сложных структур данных. Кроме того, PostgreSQL имеет много общего с MySQL. Это направлено на укрепление стандартов соответствия и расширяемости. Следовательно, она может обрабатывать любую рабочую нагрузку, как для продуктов с одной машиной, так и для сложных приложений. Принадлежащий и разработанный PostgreSQL Global Development Group, она по-прежнему остается полностью с открытым исходным кодом. Эта СУБД доступна для использования с такими платформами, как Microsoft, iOS, Android и многими другими.

Плюсы Postgre

Отличная масштабируемость. Вертикальная масштабируемость является отличительной чертой PostgreSQL, в отличие от СУБД MySQL. Учитывая, что практически любое пользовательское программное решение имеет тенденцию к росту, что приводит к расширению базы данных, этот конкретный вариант, безусловно, способствует росту и развитию бизнеса.

Поддержка пользовательских типов данных. PostgreSQL изначально поддерживает большое количество типов данных по умолчанию, таких как JSON, XML, H-Store и другие. PostgreSQL использует это преимущество, являясь одной из немногих реляционных баз данных с мощной поддержкой функций NoSQL. Кроме того, это позволяет пользователям определять свои собственные типы данных. Поскольку вашей бизнес-модели программного обеспечения могут потребоваться различные типы баз данных на протяжении всего ее существования для повышения производительности или полноты применения, этот вариант обеспечивает повышенную гибкость таблицы.

Легко интегрируемые сторонние инструменты. Система управления базами данных PostgreSQL имеет мощную поддержку дополнительных инструментов, как бесплатных, так и коммерческих. В их число входят расширения для улучшения многих аспектов. Например, ClusterControl предоставляет впечатляющую помощь в управлении, мониторинге и масштабировании баз данных с открытым исходным кодом SQL и NoSQL. Чтобы сделать сравнение и синхронизацию данных более эффективными, рассмотрите возможность использования данных DB Difftective. В случае, если вы собираетесь масштабировать свои данные для больших рабочих нагрузок, система резервного копирования и восстановления pgBackRest будет хорошим вариантом для выбора.

Поддержка с открытым исходным кодом и сообществом. Postgres имеет полностью открытый исходный код и поддерживается сообществом, что укрепляет его как целостную экосистему. Кроме того, разработчики всегда могут рассчитывать на бесплатную и оперативную помощь сообщества.

Недостатки Postgre

Противоречивая документация. Несмотря на то, что PostgreSQL имеет большое сообщество и оказывает сильную поддержку своим участникам, документации по-прежнему не хватает согласованности и полноты. Поскольку сообщество PostgreSQL довольно распределено, документация не соответствует одинаковым стандартам для всех функций Postgre.

Отсутствие инструментов отчетности и аудита. Существенным недостатком PostgreSQL является отсутствие инструментов для проверки, которые показывали бы текущее состояние базы данных. Вы должны постоянно проверять, если что-то пойдет не так. Всегда есть риск, что инженеры БД заметят сбой слишком поздно.

Примеры использования

Благодаря сложным запросам и широкому выбору пользовательских интерфейсов, выполняемых с помощью предопределенных функций, PostgreSQL идеально подходит для анализа и хранения данных. Если вы создаете инструмент автоматизации баз данных, PostgreSQL лучше всего подходит для этого благодаря своим мощным аналитическим возможностям, соответствию требованиям ACID и мощному движку SQL. Все в одном, это значительно ускоряет обработку огромных объемов данных. Эта СУБД популярна среди финансовых учреждений и телекоммуникационных систем.

MSSQL

Как полностью коммерческий инструмент, Microsoft SQL Server является одной из самых популярных реляционных СУБД в дополнение к MySQL, PostgreSQL и Oracle. Он хорошо справляется с эффективным хранением, изменением и управлением реляционными данными. Для взаимодействия с базами данных SQL Server разработчики БД обычно используют язык Transact-SQL (T-SQL), который является расширением стандарта SQL.

Плюсы MSSQL

Разнообразие версий. Microsoft SQL Server предоставляет широкий выбор различных опций с разнообразными функциональными возможностями. Например, Express edition с бесплатной базой данных предлагает инструменты начального уровня, идеально подходящие для обучения и создания настольных или небольших серверных приложений, управляемых данными. Опция для разработчиков позволяет создавать и тестировать приложения, включая некоторые корпоративные функции, но без лицензии на производственный сервер. Для более крупных проектов существуют также версии Web, Standard и Enterprise с различной степенью административных возможностей и уровней обслуживания.

Комплексное решение для обработки бизнес-данных. Ориентируясь в основном на коммерческие решения, MSSQL предоставляет множество дополнительных функций для бизнеса. Дополнительный выбор компонентов позволяет создавать решения ETL, формировать базу знаний и осуществлять очистку данных. Кроме того, она предоставляет инструменты для общего администрирования данных, оперативной аналитической обработки и интеллектуального анализа данных, дополнительно предоставляя опции для создания отчетов и визуализации.

Богатая документация и помощь сообщества. Поскольку Microsoft SQL Server нацелен на комплексное обслуживание баз данных, полная онлайн-документация также отражает эту концепцию. Последовательно структурированные руководства, многочисленные технические документы и демонстрации дают полную картину системы данных MSSQL. Кроме того, Microsoft Premier предоставляет доступ к специализированной поддержке сообщества Microsoft, что является преимуществом, когда инженеру по БД требуется помощь.

Поддержка облачных баз данных. Являясь частью единой экосистемы Microsoft, MSSQL может быть интегрирован с Microsoft cloud, базой данных SQL Azure или SQL Server на виртуальных машинах Azure. Решения позволяют перенести администрирование баз данных в облако, если ваша база данных программного обеспечения для бизнеса становится действительно перегруженной и сложной в администрировании.

Недостатки MSSQL

Высокая стоимость. Сервер MSSQL, используемый в основном в масштабах предприятия, остается одним из самых дорогих решений. Говоря о цифрах, Enterprise edition в настоящее время стоит более 14 000 долларов за ядро, продается в виде 2-х пакетов ядер.

Неясные и плавающие условия лицензии. Другой проблемой является постоянно меняющийся процесс лицензирования. Сама стратегия ценообразования сложна для понимания, а элементы, включенные в конкретное издание, являются плавающими, имеют тенденцию переходить от одного к другому.

Сложный процесс настройки. Для тех новичков, которым приходится оперировать большими наборами данных, работа с оптимизацией запросов и настройкой производительности может быть проблематичной. Поскольку процесс не столь очевиден, она может создать существенные узкие места на ранней стадии.

Примеры использования

Сервер MSSQL является разумным вариантом для компаний с другими подписками на продукты Microsoft. Поскольку Microsoft создает устойчивую экосистему с хорошо интегрированными сервисами, MSSQL здесь с его доступом к облаку и мощными инструментами поиска данных пригодится.

MongoDB

Бесплатная, нереляционная СУБД с открытым исходным кодом, MongoDB также включает коммерческую версию. Хотя MongoDB изначально не предназначался для обработки структурированных данных, его можно использовать для приложений, использующих как структурированные, так и неструктурированные данные. В MongoDB базы данных подключаются к приложениям через драйверы баз данных. Они широко доступны в системе управления базами данных. Несколько типов данных обрабатываются одновременно и для этой цели используется внутренний кэш.

Плюсы MongoDB

Простой доступ к данным, хранение, ввод и извлечение. Одним из преимуществ MongoDB, вытекающих из его природы NoSQL, является быстрая и простая обработка данных. То есть данные можно вводить, сохранять и извлекать из базы данных быстро и без какого-либо дополнительного подтверждения. Как и в случае с любой другой нереляционной базой данных, в ней особое внимание уделяется использованию оперативной памяти, поэтому с записями можно работать очень быстро и без каких-либо последствий для целостности данных.

Простая совместимость с другими моделями данных. MongoDB легко комбинируется с различными системами управления базами данных, как SQL, так и NoSQL. Кроме того, она имеет подключаемые API-интерфейсы механизма хранения. Короче говоря, эта опция позволяет третьим сторонам создавать свои собственные механизмы хранения данных для MongoDB. С коммерческой точки зрения это создает дополнительную ценность для программного обеспечения для бизнеса.

Горизонтально масштабируемое решение. Масштабируемость – когда данные распределяются по распределенной сети управляемых серверов – является аспектом фундаментальной природы MongoDB. Это становится еще более важным для предприятий, использующих приложения с большими данными. Кроме того, база данных может распределять данные по кластеру компьютеров. Как это может вам помочь? Данные распределяются быстрее и равномерно, без громоздкости. Поскольку это приводит к более быстрой обработке данных, производительность приложения также увеличивается.

Недостатки MongoDB

Значительное потребление памяти. Процесс денормализации, когда ранее нормализованные данные в базе данных группируются для повышения производительности, обычно приводит к высокому потреблению памяти. Кроме того, эта СУБД хранит в памяти все имена ключей для каждой пары значений. Кроме того, из-за отсутствия поддержки объединений в базах данных Mongo наблюдается переизбыток данных, что приводит к большим потерям памяти и снижению производительности приложений.

Отсутствие безопасности данных. Ориентируясь на быструю работу с данными, MongoDB, как и любой другой СУБД NoSQL, не хватает безопасности данных. Поскольку аутентификация пользователя не является опцией Mongo по умолчанию, а более высокая степень защиты доступна только в коммерческой версии, вы не можете считать ее полностью безопасной. Кроме того, постоянно выпускаются обновления MongoDB, без гарантии, что все поправки или изменения данных будут работать так, как раньше. Имейте в виду, что все манипуляции должны строиться вокруг этих обновлений, покрываясь дополнительными тестами.

Сложный процесс для перевода на другие языки запросов. Поскольку MongoDB изначально не разрабатывался для работы с реляционными моделями данных, производительность в этих случаях может снизиться. Кроме того, преобразование запросов SQL в MongoDB требует дополнительных действий для использования движка, что может задержать разработку и развертывание.

Примеры использования

MongoDB лучше всего подходит для интеграции данных в реальном времени и масштабируемости базы данных. Например, это правильный вариант для каталогов продуктов из-за его способности содержать множество объектов с различными наборами атрибутов. Также рассмотрите здесь аналитические платформы, поскольку скорость MongoDB обеспечивает динамическую производительность, которая может помочь отслеживать поведение пользователя в режиме реального времени.

Redis

Redis с открытым исходным кодом, NoSQL, хранилище структур данных в памяти, также может использоваться в качестве кэша. Вместо документов он использует пары ключ-значение. Его отличительной особенностью является то, что существует несколько вариантов структурирования данных, таких как списки, наборы и хэши.

Обеспечивая репликацию данных и поддерживая транзакции, Redis выполняет команды в очереди вместо того, чтобы задавать их по очереди.

Плюсы Redis

Быстрое решение. Благодаря своим функциям репликации и транзакций Redis обрабатывает данные очень быстро. Отсутствие зависимостей и типа хранилища данных в памяти делает Redis достойным конкурентом даже среди простых альтернатив SQL.

Массовая обработка данных. С точки зрения восприятия и обработки данных Redis можно считать колоссом. Он может легко загружать до 1 ГБ данных для одной записи. Добавьте встроенное кэширование данных, и вы получите мощную машину данных.

Недостатки Redis

Зависимость от памяти приложения. Полная зависимость от памяти приложения является реальным недостатком. То есть ваша база данных выйдет из строя, если ее размер превысит размер доступной памяти.

Нет поддержки языка запросов или объединений. Что касается совместимости с другими типами данных, Redis отстает. Учитывая, что в какой-то момент вашему бизнесу может потребоваться масштабирование и использование других форматов данных, использование быстрых записей в качестве единственного варианта оставляет эту проблему открытой.

Примеры использования

У Redis есть несколько разных направлений для работы. И первый из них — IoT-приложения. Здесь тяжелые данные с устройств IoT могут быть переданы в Redis для обработки этих записей, прежде чем хранить их в каком-либо постоянном хранилище данных. Кроме того, Redis — идеальный вариант для микросервисных архитектур с масштабируемым облачным хостингом. Поскольку данные здесь не должны быть долговременными, Redis кажется разумным решением.

Cassandra

Cassandra - это децентрализованная система, разработанная Apache. Cassandra - это бесплатная СУБД на базе Java, сильная сторона которой заключается в ее возможностях множественной репликации и множественного развертывания. Эти особенности позволяют копировать многочисленные запросы и развертывать их все одновременно. Будучи быстро масштабируемой, Cassandra позволяет управлять большими объемами данных путем их репликации на несколько узлов. Это устраняет проблему сбоя базы данных – если какой-то из узлов выходит из строя в любое время, он немедленно заменяется, и система продолжает работать до тех пор, пока хотя бы один узел безопасен.

Cassandra использует свой собственный язык запросов CQL. По своему синтаксису он очень похож на SQL, но не применяет объединения, заменяя их так называемыми семействами столбцов. И второе отличие заключается в том, что не все столбцы в таблице хранятся для подзапросов. Некоторые из них используются в качестве столбцов кластеризации, где смежные данные помещаются рядом друг с другом для быстрого поиска. Почему это имеет значение? Это обеспечивает более быстрое выполнение запросов из массивных наборов данных, ускоряя обработку данных.

Плюсы Cassandra

Безопасность данных. Благодаря функции репликации главного узла Cassandra остается отказоустойчивой. Это означает, что инженеры БД могут быть уверены в безопасности данных, если только главные узлы не выходят из строя одновременно. Пока это крайне маловероятно, база данных и построенное на ней приложение будут оставаться надежными и безопасными.

Гибкость и оперативные изменения. Простой синтаксис Cassandra сочетает в себе лучшее из SQL и NoSQL. В дополнение к масштабируемости, это в значительной степени способствует гибкости набора данных. Cassandra собирает данные на ходу, и поиск данных отличается той же простотой, несмотря на размер набора данных. Это позволяет максимально расширить базу данных.

Недостатки Cassandra

Медленное чтение. Поскольку Cassandra изначально была разработана для быстрой записи, ее слабость заключается в неспособности к быстрому чтению. Одной из причин этого является отсутствие узких мест для отправляемой информации, поэтому для ее обработки требуется больше времени.

Требуются дополнительные ресурсы. Поскольку Cassandra обрабатывает несколько уровней данных одновременно, для этого требуется достаточно энергии. Это означает дополнительные инвестиции как в программное, так и в аппаратное обеспечение. Если компания впервые сталкивается с такой необходимостью и не уверена в ресурсах, то, возможно, ей следует рассмотреть другие системы баз данных.

Примеры использования

Благодаря равномерному распределению данных Cassandra актуальна в приложениях, где обрабатываются большие объемы информации. Например, это отличный выбор для центров обработки данных. Кроме того, Cassandra хорошо подходит для аналитики в реальном времени, поскольку позволяет линейное масштабирование и увеличение данных в режиме реального времени. Вы также можете рассмотреть ее для приложений с постоянной потоковой передачей данных, таких как погодные приложения. Другой вариант - использовать ее в качестве СУБД для магазина электронной коммерции, поскольку он позволяет хранить историю покупок и другие транзакции. Добавьте сюда возможность отслеживания таких типов данных, как статус заказа и пакеты, и вы получите полное решение с интеграцией доставки электронной коммерции.

Elasticsearch

Elasticsearch - это NoSQL, ориентированная на документоориентированную система управления базами данных, в основе которой лежит полнотекстовая поисковая система. Построенный на базе библиотеки Apache Lucene, он хранит данные в виде файла JSON, поддерживает RESTful API и использует мощный аналитический механизм для более быстрого поиска данных. Будучи программным обеспечением с открытым исходным кодом, оно включает в себя как бесплатные, так и платные версии.

Плюсы Elasticsearch

Масштабируемая архитектура. Одной из особенностей Elasticsearch является его надежная распределенная архитектура. Ее ключевые параметры структуры, такие как кластеризация, индексирование, сегментирование и многие другие, обеспечивают широкое горизонтальное масштабирование, что позволяет размещать терабайты записей с дальнейшей автоматизацией. Уровни абстракции архитектуры упрощают управление системой как на индивидуальном, так и на совокупном уровнях.

Быстрая обработка данных. Благодаря распределенной структуре данных и встроенной параллелизации Elasticsearch показывает отличные результаты по производительности. Даже при выполнении сложного запроса данных она генерирует молниеносные результаты поиска. Это частично доступно из-за того, что документы хранятся рядом с соответствующими метаданными в индексе, что упрощает их поиск.

Недостатки Elasticsearch

Отсутствие многоязычной поддержки. При обработке данных запроса или ответа СУБД Elasticsearch отстает. Хотя она идеально сочетается с Cassandra DB для повышения производительности базы данных, другие языки и форматы для нее недоступны. В этих условиях она поддерживает только формат JSON.

Ограниченные средства проверки работоспособности. Когда что-то идет не так, как может быть на любом этапе, Elasticsearch может отображать статус только как “желтый” или “красный”. Проще говоря, у него нее инструментов отчетности. Хотя проблемы обычно связаны с порогом памяти или емкостью диска, инженеры DBA жалуются на ситуацию.

Примеры использования

Благодаря распределенной природе NoSQL и гибким моделям данных Elasticsearch является отличным инструментом для продуктов электронной коммерции с огромными базами данных, которые, как правило, используют поисковые системы. Это очень полезно при создании или обновлении профиля клиента с точки зрения рабочей нагрузки, которую обычно требует взаимодействие в режиме реального времени.

Firebase

Firebase, принадлежащая Google, представляет собой серверную часть как услугу в режиме реального времени, используемую для разработки веб-приложений и мобильного программного обеспечения. Что касается баз данных NoSQL, есть два варианта: база данных Firebase Realtime (обеспечивающая доступ в реальном времени к данным, находящимся на разных платформах) и Cloud Firestore (предлагающая большую масштабируемость и более сложные модели данных). Таким образом, оба решения хорошо вписываются в сценарий, когда вам нужно работать с большим количеством данных в режиме реального времени: изменения для баз данных извлекаются по мере их возникновения.

Плюсы Firebase

Удобство для начинающих. Firebase может быть отличным вариантом, когда у вас мало опыта в разработке программного обеспечения, поскольку она представляет собой простую в использовании среду для запуска проекта.

Удобный доступ к данным. Как Realtime, так и Firestore - отличные варианты для хранения и управления различными типами данных. Для удобного доступа к данным имеется консоль Firebase. Будучи облачными и NoSQL, они обеспечивают достаточную гибкость и масштабируемость при увеличении объема данных. Кроме того, приложения Firebase позволяют работать с адаптивными приложениями и обновлять данные даже при отсутствии подключения к Интернету.

Первоклассная документация. Решение поставляется с хорошо написанной документацией, которая облегчает работу с предоставляемыми сервисами для всех пользователей. Он включает в себя рекомендации, техническую документацию, ссылки на SDK, информацию об интеграции и многое другое. Если мы вернемся к опросу StackOverflow, Firebase занимает 8-е место по популярности среди разработчиков баз данных. Размер сообщества продуктов значителен, что позволяет легко находить ответы на возникающие проблемы.

Недостатки Firebase

Ограниченные возможности запросов. Хотя это справедливо только для базы данных реального времени, это все еще проблема, если вы в основном планируете использовать это хранилище. Проблема здесь в том, что вы ограничены созданием простых запросов, поскольку нет возможностей фильтрации для более сложных. Это потому, что вся база данных представляет собой большой файл JSON без каких-либо опций для моделирования данных.

Ограниченная миграция данных. Если вы используете Firebase для размещения всех своих данных, перенос их на другую платформу может стать проблемой. Службе не хватает инструментов миграции для передачи данных или установки базы данных проекта по умолчанию.

Примеры использования

Базы данных Firebase могут быть хорошим вариантом для рассмотрения, когда ваше программное обеспечение имеет дело с данными в реальном времени, которые необходимо синхронизировать между различными браузерами и устройствами. Их часто выбирают для таких проектов, как приложения для обмена сообщениями, приложения для социальных сетей и игровые приложения.

Как выбрать систему управления базами данных

Помимо вариантов, описанных в посте, существует большое количество систем управления базами данных. Каждый из них хорош по-своему, но есть и недостатки. Хотя мы не охватили и трети всех баз данных, мы попытались сравнить те, которые обычно используются как для небольших веб-приложений, так и для систем хранения больших данных.

Итак, как сделать правильный выбор для вашего собственного приложения?

Если вы только начинаете бизнес электронной коммерции, базы данных, такие как MySQL, могут стать разумной отправной точкой, которая также будет хорошо работать с веб-инструментами BI и системами OLTP.

Если вы стремитесь создать гиганта электронной коммерции с полным сопровождением вашего клиента, вы можете выбрать Cassandra. Чтобы дополнить его мощной поисковой системой, вы также можете подключить решение для базы данных Elasticsearch.

Говоря о Cassandra, это также довольно респектабельный вариант для центров обработки данных и аналитики в реальном времени с огромными объемами данных.

Когда речь идет об аналитических инструментах без нескольких слоев данных, может быть разумно выбрать базы данных NoSQL, такие как MongoDB. Он также хорошо работает для каталогов продуктов.

В дополнение к приложениям для хранения данных стоит упомянуть MSSQL, особенно для компаний с рядом других подписок Microsoft.

С точки зрения построения OLTP-решения и приложений для хранения данных Oracle также является хорошим выбором.

Для приложение IoT с микросервисной архитектурой, которые имеют тенденцию к масштабированию данных, хорошим вариантом будет использование Redis.

Конечно, есть и другие системы баз данных, которые следует рассмотреть. Все зависит от вашей бизнес-модели и потребностей вашего бизнеса.