NoSQL 中的文档数据库

---

文档是基于文档的数据库中的记录，其中包含有关某个项目及其任何关联元数据的数据。字段-值对形成文档，这些文档可以包含各种数据类型，例如字符、整数、日期、数组和对象。它们通常以 XML、JSON 或 BSON 格式保存。数据库中分配给每个文档的唯一标识符简化了数据检索和处理。

文档没有固定的模式，因此在一个集合中并非所有文档都需要包含相同的字段。这种适应性使得能够在一个集合中存储多种数据结构。包括文档数据库在内的 NoSQL 数据库因其能够处理海量数据、高可扩展性和灵活的数据模型而越来越受欢迎。

文档数据模型

通过将数据存储为 JSON、BSON 或 XML 文档，文档数据模型将自身分类为其他数据模型。文档数据库允许文档嵌套，这有助于表示复杂的数据结构。每个数据库文档都由键-值对组成，为数据存储和查询提供了一种本地语言。

使用文档数据模型指的是半结构化文档的存储和检索。尽管数据并非完全非结构化，但它以文档格式保存，这使得它更通用并适应多种计算机语言。这种适应性能够在多个应用程序之间更有效地映射数据。

文档数据库的特性

文档类型模型：文档数据库中的文档提供了数据的自然表示，即数据位于文档中，而不是在表或图中，从而可以轻松地在不同的编程语言中进行映射。

灵活的模式：与关系数据库相比，文档数据库具有灵活的模式。通过消除集合中所有文档都必须具有相同字段的要求，这使得数据演变和模式更改更加容易。

分布式和弹性：文档数据库旨在实现水平扩展和数据分布。这使得它们具有高度可扩展性，能够处理大量数据和高流量负载。

可管理的查询语言：文档数据库带有一个查询语言，允许用户使用数据模型执行 CRUD（创建、读取、更新和删除）操作。因此，访问数据库并获取所需数据变得更加简单。

流行的基于文档的数据库

Amazon DocumentDB：亚马逊的托管文档数据库服务为基于文档的应用程序提供可扩展性、可用性和性能。它与 MongoDB 兼容，提供熟悉的用户界面和工具。

MongoDB：MongoDB 是一种广泛使用的开源文档数据库，提供高可扩展性、灵活性以及强大的查询功能。它支持丰富的功能集，使其适用于各种应用程序。

Cosmos DB：微软的全球分布式多模型数据库服务支持文档数据模型以及其他数据模型。它提供自动扩展、高可用性和低延迟，使其适用于全球应用程序。

ArangoDB：ArangoDB 是一种多模型数据库，支持文档、图和键值数据模型。它提供统一的查询语言，允许开发人员无缝地使用不同的数据模型。

Couchbase Server：Couchbase Server 是一种分布式文档数据库，专为性能、可扩展性和高可用性而设计。它提供灵活的数据模型，允许存储和检索 JSON 文档。

CouchDB：CouchDB 是一种具有分布式架构的开源文档数据库。它提供无缝复制和冲突解决，使其适用于离线优先应用程序。

文档数据库的应用

内容管理：文档数据库非常适合开发内容管理系统，例如博客、流媒体视频平台和相关应用程序。每个信息片段都存储为单个文档，这使得随着服务扩展，数据库维护和增长变得更容易。

图书数据库：创建图书数据库是使用文档数据库的一个很好的用例。由于文档的层次结构，可以有效地组织和检索有关书籍的信息。

目录：文档数据库通常用于存储和读取目录文件。它们快速的读取速度在处理包含数百个属性的目录时非常有用。

分析平台：文档数据库经常用于分析平台，这些平台优先考虑有效存储和查询大量数据。

文档数据库的优点

无模式灵活性：文档数据库的一个重要优点是其无模式特性。因此，对数据存储的结构或格式没有限制，从而可以轻松适应不断变化的数据需求。

轻松创建和维护文档：在文档数据库中，创建和维护文档非常简单。由于没有必要更新所有数据集以保持一致的结构，因此可以轻松地将新信息添加到现有文档中。

开放格式：文档数据库使用 XML、JSON 等开放格式，使与数据交互并将其与其他系统和应用程序连接变得更加简单。

内置版本控制：文档数据库包含内置的版本控制功能，这使得管理复杂且不断变化的文档成为可能。随着文档的规模和复杂性增加，这减少了冲突并确保了数据完整性。

文档数据库的缺点

原子性弱：文档数据库不太支持多文档 ACID 事务。更改多个集合时通常需要不同的查询，这可能会损害原子性要求。

一致性检查限制：搜索与作者集合无关的文档和集合可能会影响数据库性能。虽然这在某些情况下可能是有利的，但它也可能使维护可靠且有效的数据检索变得更加困难。

安全问题：如果未正确保护文档数据库，则可能容易受到安全漏洞的攻击。务必注意 Web 应用程序漏洞并确保采取适当的安全措施。

结论

本文介绍了 SQL 中的文档数据库。文档数据库以文档形式存储数据，这使得数据检索和处理变得简单。文档数据模型通过以文档格式保存数据来帮助数据存储和检索。文档数据库的特性包括文档类型模型、灵活的模式、分布式和弹性以及可管理的查询语言。一些流行的基于文档的数据库包括 Amazon DocumentDB、MongoDB、Cosmos DB、ArangoDB、Couchbase Server 和 CouchDB。应用程序包括内容管理、图书数据库、目录和分析平台。优点包括无模式灵活性、易于文档创建和维护、开放格式以及内置版本控制，而缺点包括原子性弱、一致性检查限制以及安全问题。