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每个软件工程师都应该知道的 10 种数据库

概述：在当今世界，数据无处不在。我们每天产生大量数据，并且呈指数级增长。根据最近的一项研究，预计全球创建、捕获、复制和消费的数据总量将迅速增加，到 2024 年将达到 149 泽字节。管理和组织这些数据的重要性对企业和组织来说至关重要。这就是数据库的用武之地。数据库是一种软件系统，可以存储、组织和检索大量数据，使企业和组织更容易有效地管理其信息。它们提供了一种结构化的方式来存储可以轻松访问、更新和分析的数据。有许多不同类型的数据库，每种数据库都有自己的优点和缺点。在本文中，我们将向您介绍 10 种最常见的数据库类型，解释它们是什么、它们如何工作以及它们最适合什么。无论您是软件工程师、数据分析师还是企

在当今世界，数据无处不在。我们每天产生大量数据，并且呈指数级增长。根据最近的一项研究，预计全球创建、捕获、复制和消费的数据总量将迅速增加，到 2024 年将达到 149 泽字节。管理和组织这些数据的重要性对企业和组织来说至关重要。

这就是数据库的用武之地。数据库是一种软件系统，可以存储、组织和检索大量数据，使企业和组织更容易有效地管理其信息。它们提供了一种结构化的方式来存储可以轻松访问、更新和分析的数据。

有许多不同类型的数据库，每种数据库都有自己的优点和缺点。在本文中，我们将向您介绍 10 种最常见的数据库类型，解释它们是什么、它们如何工作以及它们最适合什么。

无论您是软件工程师、数据分析师还是企业主，了解可用的不同类型的数据库都可以帮助您就如何存储和管理数据做出更好的决策。通过选择适合您需求的数据库，您可以提高应用程序的性能和可伸缩性，更好地利用资源，并从数据中获得有价值的见解。

因此，让我们深入了解并探索数据库的世界。

关系数据库是当今最常用的数据库类型。它们将数据组织到表中，每个表由一组行和列组成。列表示数据的不同属性或字段，而行表示数据的单个记录或实例。

关系数据库使用结构化查询语言 （SQL） 来访问和操作数据。SQL 允许用户从一个或多个表中检索数据，对数据执行计算和聚合，以及更新或删除表中的数据。

优点

关系数据库的主要优势之一是它们能够通过使用约束和关系来强制执行数据完整性和一致性。约束是限制可输入到表中的值的规则，而关系则定义表之间的连接方式。这些功能有助于确保数据准确可靠，这对企业和组织至关重要。

关系数据库非常适合处理结构化数据，例如财务记录、和库存数据。它们广泛用于业务应用程序，例如企业资源规划 （ERP） 系统、客户关系管理 （CRM） 系统和人力资源管理 （HRM） 系统。

缺点

但是，关系数据库在处理非结构化数据（如图像、视频和社交媒体帖子）方面可能不太有效。他们也可能难以处理具有复杂关系的数据，例如社交网络或供应链。

尽管存在这些局限性，但关系数据库仍然是一种功能强大且广泛使用的数据管理工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

SQL 数据库的示例包括 MySQL、Oracle 和 Microsoft SQL Server。

NoSQL数据库，顾名思义，就是不使用关系数据库使用的结构化查询语言（SQL）的数据库。相反，它们使用各种不同的数据模型（例如键值对、文档或图形）来存储和组织数据。与关系数据库不同，NoSQL 数据库可以处理非结构化和半结构化数据，例如社交媒体帖子、传感器数据或机器日志。它们具有高度可扩展性，可以处理分布在多个服务器上的大量数据。

NoSQL 数据库通常用于大数据应用程序，例如实时分析、内容管理和电子商务。它们在 Web 和移动应用程序中也很受欢迎，它们可以处理大量高并发性数据。例如，当像 Twitter 这样的流行社交媒体平台每秒处理数百万条推文时，不可能将所有这些数据存储在一个数据库中。NoSQL 数据库允许平台在多个数据库之间分发数据，从而可以处理高吞吐量和并发性。

优点

NoSQL 数据库被设计为高可用性，这意味着即使在硬件或软件故障的情况下，它们也可以继续运行。它们还可以具有高性能，提供比关系数据库更快的读取和写入速度。这使它们成为需要低延迟的实时应用程序（例如在线游戏或金融交易平台）的不错选择。

缺点

但是，NoSQL 数据库在处理数据之间的复杂关系（例如供应链或社交网络中的数据）方面可能不太有效。它们还可能缺乏关系数据库的数据一致性和完整性功能，这可能导致数据质量问题。这是因为 NoSQL 数据库优先考虑可用性和可伸缩性，而不是一致性。换句话说，他们可能愿意牺牲某种程度的一致性来保持高可用性和可伸缩性。

尽管存在这些局限性，但 NoSQL 数据库已成为管理现代应用程序中数据的越来越重要的工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。如果您正在处理大量非结构化或半结构化数据，NoSQL 数据库可以成为管理和组织数据的强大工具。

NoSQL 的示例包括 MongoDB、Cassandra、Amazon DynamoDB、Couchbase、Redis、Apache HBase。

面向对象数据库 （OODB） 是以面向对象格式存储数据的数据库。这意味着数据存储为对象，其中可以包含数据和行为。OODB 旨在处理复杂的数据结构和关系，使其成为处理高度互连数据的应用程序的理想选择。

在 OODB 中，数据存储为对象，这些对象是在数据库架构中定义的类的实例。每个对象都有自己唯一的标识，用于检索和操作对象。对象可以包含存储数据的属性和定义行为的方法。这允许在数据库中对复杂的数据结构和关系进行建模。

优点

OODB 的主要优势之一是它们能够处理复杂的数据结构和关系。它们特别适用于处理面向对象数据的应用程序，例如软件开发、计算机辅助设计和科学研究。OODB 也可以比关系数据库更灵活，因为它们不需要固定的架构。这使它们成为需要处理不断变化的数据结构或需要频繁更新架构的应用程序的不错选择。

缺点

但是，OODB 在处理简单的数据结构（例如财务记录或库存数据中的数据结构）时可能不太有效。对于某些类型的查询，它们的效率也可能低于关系数据库，因为面向对象的格式可能会使优化查询的性能变得更加困难。

尽管存在这些局限性，OODB 仍然是管理复杂面向对象数据的强大工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

OO 数据库的示例包括 Objectivity、Versant 和 ObjectDB。

图形数据库是以节点和边的形式存储数据的数据库，用于表示数据之间的关系。它们旨在处理数据之间的复杂关系，使其成为处理高度互连数据的应用程序的理想选择。

在图形数据库中，数据存储为表示实体的节点和表示实体之间关系的边。节点可以具有存储数据的属性，边可以具有描述节点之间关系的标签。这允许在数据库中对数据之间的复杂关系进行建模。

优点

图形数据库的主要优势之一是它们能够处理数据之间的复杂关系。它们特别适用于处理网络数据的应用程序，例如社交网络、物流网络和供应链。对于某些类型的查询，图形数据库也比关系数据库更有效，因为图形结构可以更轻松地遍历数据之间的关系。

缺点

但是，图形数据库在处理简单的数据结构（例如财务记录或库存数据中的数据结构）时可能不太有效。它们也可能不如关系数据库灵活，因为它们需要固定的架构。这可能会使处理更改的数据结构或对架构执行频繁更新变得困难。

尽管存在这些局限性，但图形数据库仍然是管理复杂、互连数据的强大工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

图形数据库的示例包括 Neo4j、Amazon Neptune 和 Microsoft Azure Cosmos DB。

时序数据库是针对存储和检索时序数据而优化的数据库，时序数据是随时间推移记录的数据。这种类型的数据常见于金融、物联网和监控系统等应用中。

时序数据库旨在处理大量带时间戳的数据，并提供对这些数据的快速高效访问。它们通常使用列式存储格式，允许对大型数据集进行快速读取和写入操作。它们还经常使用专门的查询语言和索引技术来实现对时间序列数据的高效查询和分析。

优点

时间序列数据库的主要优势之一是它们能够有效地处理大量带时间戳的数据。它们可用于存储和分析来自各种来源的数据，例如传感器、日志和社交媒体源。它们特别适用于需要实时分析时间序列数据的应用，例如金融交易系统或天气预报。

时序数据库还具有高度可伸缩性，因为它们可以跨多个服务器进行分区以处理大量数据。这使得它们成为需要处理大量数据或需要高可用性的应用程序的理想选择。

缺点

但是，时间序列数据库在处理数据之间的复杂关系（例如供应链或社交网络中的数据）方面可能不太有效。与其他类型的数据库相比，它们的灵活性也可能较低，因为它们针对时间序列数据进行了优化，可能不太适合其他类型的数据。

尽管存在这些限制，但时序数据库是管理和分析时序数据的强大工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

时序数据库示例包括 InfluxDB、TimescaleDB 和 OpenTSDB。

列族数据库是将数据组织到列族中的数据库，列族是存储在一起的列组。这样可以有效地检索经常一起访问的数据。

在列族数据库中，数据被组织成行，每行由多个列族组成。每个列族可以包含多个列，每个列包含一段特定的数据。这允许灵活的数据建模，因为不同的行可以具有不同的列族和列。

优点

列族数据库的主要优势之一是它们能够有效地处理大量数据。它们特别适用于需要对大型数据集进行快速读写操作的应用程序，例如内容管理系统或实时分析应用程序。

列族数据库还具有高度可伸缩性，因为它们可以跨多个服务器进行分区以处理大量数据。这使得它们成为需要处理大量数据或需要高可用性的应用程序的理想选择。

缺点

但是，列族数据库在处理数据之间的复杂关系（例如社交网络或供应链中的数据）方面可能不太有效。与其他类型的数据库相比，它们的灵活性也可能较低，因为它们针对列族数据进行了优化，可能不太适合其他类型的数据。

尽管存在这些限制，但列族数据库是管理和分析大型数据集的强大工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

列系列数据库的示例包括 Apache Cassandra、HBase 和 Amazon Keyspaces。

空间数据库是专门用于空间数据的存储、组织和检索的数据库。空间数据是指与特定位置或地理区域关联的数据，例如地图、卫星图像或 GPS 数据。

空间数据库旨在处理复杂的空间数据结构，例如面、点和线。它们使用专门的索引技术和查询语言来实现对空间数据的高效查询和分析。

优点

空间数据库的主要优势之一是它们能够有效地处理大量空间数据。它们可用于存储和分析来自各种来源的数据，例如天气数据、人口统计数据和交通数据。它们特别适用于需要空间分析的应用，例如城市规划、应急管理和环境监测。

空间数据库还具有高度可伸缩性，因为它们可以跨多个服务器进行分区以处理大量数据。这使得它们成为需要处理大量空间数据或需要高可用性的应用程序的理想选择。

缺点

但是，空间数据库在处理非空间数据或处理数据之间的复杂关系方面可能不太有效。它们也可能不如其他类型的数据库灵活，因为它们针对空间数据进行了优化，可能不太适合其他类型的数据。

尽管存在这些限制，但空间数据库仍是管理和分析空间数据的强大工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

空间数据库的示例包括 PostGIS、MongoDB 和 Elasticsearch。

面向文档的数据库是以文档形式存储数据的数据库，可以将其视为自包含的数据单元。每个文档都包含表示单个实体或对象所需的所有信息，并且可以以灵活的无架构格式存储。

在面向文档的数据库中，数据存储为文档，文档可以包含多种数据类型，包括字符串、数字、数组和子文档。文档可以是嵌套和分层的，允许在数据库中对复杂的数据结构进行建模。

优点

面向文档的数据库的主要优势之一是其灵活性和可伸缩性。它们旨在处理非结构化和半结构化数据，例如社交媒体帖子、文档和电子邮件。它们还可以处理分布在多个服务器上的大量数据，使其成为大数据应用程序的理想选择。

面向文档的数据库通常用于 Web 和移动应用程序，因为它们可以处理这些应用程序中常见的灵活数据结构和半结构化数据。它们还用于内容管理系统和电子商务平台，在这些平台中，它们可以处理大量高并发的数据。

缺点

然而，面向文档的数据库在处理数据之间的复杂关系（例如社交网络或供应链中的数据）方面可能不太有效。它们还可能缺乏关系数据库的数据一致性和完整性功能，这可能导致数据质量问题。这是因为面向文档的数据库优先考虑灵活性和可伸缩性，而不是一致性。

尽管存在这些局限性，但面向文档的数据库仍然是管理非结构化和半结构化数据的强大工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。如果您正在处理大量非结构化或半结构化数据，面向文档的数据库可以成为管理和组织数据的强大工具。

面向文档的数据库供应商的示例是 MongoDB。

顾名思义，内存数据库是主要将数据存储在内存中而不是磁盘上的数据库。这允许极快的读取和写入速度，使其成为需要低延迟和高吞吐量的应用程序的理想选择。

内存数据库通常用于需要实时处理数据的应用程序，例如金融交易系统或在线游戏平台。它们还可用于需要高速数据处理的应用，例如图像或视频处理。

优点

内存数据库的主要优势之一是它们的速度。由于数据存储在内存中，因此读取和写入操作的执行速度比基于磁盘的数据库快得多。这使得它们非常适合需要实时处理数据的应用程序。内存数据库还可以高度可扩展，因为它们可以分布在多个服务器上以处理大量数据。

缺点

但是，内存数据库在处理大量数据方面可能不太有效，因为内存通常比磁盘存储更昂贵。它们的持久性也可能不如基于磁盘的数据库，因为如果系统崩溃或断电，数据就会丢失。

尽管存在这些限制，内存数据库仍可以成为实时管理和分析数据的强大工具。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

内存数据库供应商的示例是 Apache Ignite。

NewSQL数据库是一种相对较新的数据库类型，它结合了NoSQL数据库的可扩展性和性能，以及传统关系数据库的数据一致性和完整性。它们旨在处理大量数据和高并发性，同时保持 ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）保证。

NewSQL 数据库使用各种不同的架构和数据模型，但它们都专注于可伸缩性、性能和数据一致性。它们通常使用分布式架构，允许跨多个服务器存储和处理数据，从而提供高水平的可扩展性和可用性。

优点

NewSQL 数据库的主要优势之一是它们能够处理复杂的数据结构和关系，同时提供强大的数据一致性和完整性保证。它们非常适合需要高并发性的应用程序，例如金融交易系统或实时分析应用程序。

NewSQL 数据库还具有高度可扩展性，因为它们可以分布在多个服务器上以处理大量数据。这使得它们成为需要处理大量数据或需要高可用性的应用程序的理想选择。

缺点

但是，NewSQL 数据库在处理非结构化或半结构化数据（例如社交媒体帖子或传感器数据）方面可能不太有效。与其他类型的数据库相比，它们的管理也更复杂，因为它们通常需要专业知识和专业技能来优化性能并确保数据一致性。

尽管存在这些局限性，但 NewSQL 数据库正成为管理大量复杂结构化数据的越来越受欢迎的选择。通过了解它们的优势和劣势，您可以更好地决定何时使用它们以及如何根据您的需求优化它们的性能。

NewSQL 数据库供应商的示例是 CockroachDB。

在这篇博文中，我们讨论了每个软件工程师都应该知道的 10 种类型的数据库。虽然有许多其他类型的数据库可用，但这些是最常用的数据库。了解不同类型数据库的优缺点可以帮助您就给定项目使用哪一个数据库做出明智的决策。

16个主流数据库的排名，特点及应用场景

以下是当前市场上一些主流的数据库以及它们的特点和应用场景：

1. MySQL

排名：1

特点：开源、易学易用、成本低、性能高、可扩展性强、支持多种存储引擎。

应用场景：网站、电子商务、网络游戏、数据仓库等各种规模的项目。

2. PostgreSQL

排名：2

特点：开源、高度可扩展、支持存储过程、支持并行处理、多样化的索引类型。

应用场景：企业级应用、地理信息系统、数据分析、多用户处理大型数据集。

3. MongoDB

排名：3

特点：基于NoSQL的文档型数据库、易扩展、高性能、高可用性、支持丰富的查询和聚合操作。

应用场景：大数据处理、实时分析、内容管理和交付、物联网等。

4. Microsoft SQL Server

排名：4

特点：适用于中小型企业、简化管理、高性能、可扩展、与其他Microsoft产品集成良好。

应用场景：企业级应用、数据管理、数据仓库、电子商务等。

5. Oracle Database

排名：5

特点：面向对象、支持大规模并发、可扩展、高可用性、长期稳定支持。

应用场景：大型企业应用、金融、电信、医疗等行业的数据管理和分析。

6. Redis

排名：6

特点：基于键值对的内存数据库、高性能、支持数据持久化、支持多种数据结构。

应用场景：缓存系统、实时消息推送、计数器、排行榜等高性能场景。

7. SQLite

排名：7

特点：轻量级、无需独立的服务器、零配置、易于集成、适合移动和嵌入式应用。

应用场景：移动应用、桌面软件、IoT设备、原型开发等。

8. Elasticsearch

排名：8

特点：基于Lucene的搜索引擎、实时分析、高可扩展、易于集成、支持大量插件。

应用场景：日志和事件数据分析、全文检索、数据可视化等。

9. MariaDB

排名：9

特点：MySQL的开源分支、兼容MySQL、性能优化、更多新特性、社区驱动。

应用场景：替代MySQL的场景、云计算、网站开发、大数据应用等。

10. Apache Cassandra

排名：10

特点：分布式NoSQL数据库、高可扩展、高性能、高可用性、适合大规模数据存储。

应用场景：大规模数据处理、物联网、社交网络、实时分析等。

11. Couchbase

排名：11

特点：基于NoSQL的文档数据存储、易扩展、内存优先设计、适合移动和Web应用。

应用场景：用户个性化、实时大数据、移动应用、内容管理等。

12. InfluxDB

排名：12

特点：时序数据库、高性能、易使用、适用于实时监控和事件/指标数据。

应用场景：物联网设备监控、应用性能监控、实时分析等。

14. Amazon DynamoDB

排名：13

特点：托管式NoSQL数据库、按需扩展、高可用、适用于AWS生态系统。

应用场景：游戏开发、电子商务、移动应用、广告技术等。

14. Neo4j

排名：14

特点：图形数据库、高性能、易扩展、适用于复杂关系数据存储和查询。

应用场景：社交网络、推荐系统、实体关系建模、网络拓扑分析等。

25. CockroachDB

排名：15

特点：分布式SQL数据库、高可用性、易扩展、支持多云和混合部署。

应用场景：全球应用、金融服务、电信、云服务等。

16. TiDB

排名：16

特点：分布式关系型数据库、兼容MySQL协议、横向可扩展、高可用、支持事务处理。

应用场景：金融、电商、游戏、物联网等需要高可用和高扩展性的业务场景。

这些是当前一些主流的数据库以及它们的特点和应用场景。在选择数据库时，需要充分考虑项目需求、性能、可扩展性、成本以及与现有技术栈的兼容性等各方面因素。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com