數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨也是對(duì)人類快速有效處理數(shù)據(jù)的一個(gè)考驗(yàn)，現(xiàn)下最流行的三大數(shù)據(jù)庫(kù)：PostgreSQL、MongoDB和Harper，專業(yè)人士也都在探討這三大數(shù)據(jù)庫(kù)哪個(gè)更好呢？實(shí)際上Harper是基于前兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)為參照引入而來(lái)的全新的數(shù)據(jù)庫(kù)，我們不能因?yàn)槟撤N個(gè)人觀點(diǎn)來(lái)評(píng)價(jià)事物的好壞，只能基于特定的場(chǎng)景、結(jié)構(gòu)以及功能來(lái)比較看哪種更適您的企業(yè)。下面我們可以按照這個(gè)思路來(lái)分析一下現(xiàn)在最流行的這三大數(shù)據(jù)庫(kù)的功能結(jié)構(gòu)以及適用場(chǎng)景，希望能夠?qū)δ袔椭?/p>

定義

MongoDB被分類為NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。由于使用的是類似JSON的文檔，作為可選的模式集合(schema)，因此它是面向文檔(document-oriented)的。

PostgreSQL是傳統(tǒng)的RDBMS(relational database management system，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng))。由于主要被用于關(guān)系型數(shù)據(jù)，因此它本質(zhì)上是面向?qū)ο蟮摹?/p>

HarperDB是具有REST API和動(dòng)態(tài)模式集合的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。它支持NoSQL和包括聯(lián)合(joins)功能在內(nèi)的SQL。例如，您可以通過(guò)NoSQL JSON來(lái)提取數(shù)據(jù)，并立即通過(guò)SQL進(jìn)行查詢。

差異概述

MongoDB與PostgreSQL：作為一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，PostgreSQL可被用于處理更為復(fù)雜的過(guò)程、設(shè)計(jì)和集成。而作為一個(gè)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，MongoDB通常被用于簡(jiǎn)單、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)場(chǎng)景，同時(shí)也非常適合于大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。PostgreSQL能夠強(qiáng)制執(zhí)行模式集合的驗(yàn)證，而Mongo則不然。

HarperDB與MongoDB：作為一種文檔存儲(chǔ)，MongoDB非常適合非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);而HarperDB提供了完整的文檔存儲(chǔ)功能，以及企業(yè)級(jí)的ACID SQL，即：原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)、和持久性(Durability)。基準(zhǔn)測(cè)試(Benchmark test)發(fā)現(xiàn)，HarperDB比Mongo快37倍，而價(jià)格卻不到其一半。HarperDB不但具有原生的REST API，支持針對(duì)JSON的SQL，而且更易于使用和管理。Mongo雖然已針對(duì)大規(guī)模的寫(xiě)操作進(jìn)行了優(yōu)化，但是并未針對(duì)讀操作采取任何優(yōu)化。而針對(duì)LMDB(Lightning Memory-Mapped Database)編寫(xiě)的HarperDB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的讀和寫(xiě)操作，進(jìn)而提高整體性能。

HarperDB與PostgreSQL：PostgreSQL是善于處理復(fù)雜數(shù)據(jù)或嚴(yán)格的一致性。而HarperDB比PostgreSQL更靈活，它簡(jiǎn)化了大量的安裝、配置和管理工作。HarperDB不但允許那些具有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)背景的開(kāi)發(fā)人員繼續(xù)沿用SQL技能，還允許他們使用來(lái)自同一數(shù)據(jù)模型的NoSQL。

輔助功能

MongoDB、PostgreSQL和HarperDB均可在云端、本地、以及數(shù)據(jù)中心等任何地方運(yùn)行。PostgreSQL雖然不像HarperDB Cloud和MongoDB Atlas那樣有云端版本，但是各個(gè)云提供商會(huì)提供所謂的PostgreSQL即服務(wù)(PostgreSQL-as-a-service)。

深入了解

MongoDB主要適用于C、C++和JavaScript語(yǔ)言編程;PostgreSQL則主要適用于C語(yǔ)言編程;而HarperDB適用于Node.js的編寫(xiě)。此外，LMDB不但適用于C語(yǔ)言的編寫(xiě)，而且在安裝過(guò)程中使用到了Python。

MongoDB在后臺(tái)采用BSON(binary JavaScript Object Notation，二進(jìn)制JavaScript對(duì)象表示法)，來(lái)加快查詢的速度。在您打開(kāi)集合時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)換為JSON以便被讀取。

PostgreSQL采用SQL(一種結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言)來(lái)定義、訪問(wèn)和操作數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)然，PostgreSQL也有一個(gè)JSON數(shù)據(jù)類型。

HarperDB對(duì)數(shù)據(jù)的類型并無(wú)強(qiáng)制性要求。它當(dāng)前存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)屬性均為字符串，而且可以通過(guò)SQL和(或)NoSQL來(lái)查詢數(shù)據(jù)。同時(shí)，HarperDB也致力于讓管理員能夠顯式地設(shè)置屬性類型(如：數(shù)字或字符串型)，以方便性能的調(diào)優(yōu)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與架構(gòu)

MongoDB將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為單獨(dú)的文檔，而并不考慮其屬性。PostgreSQL將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在傳統(tǒng)的表和行中。而HarperDB則將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在表、行、以及對(duì)象中，并且所有頂級(jí)屬性在默認(rèn)情況下都已經(jīng)建立了索引。

HarperDB能夠?qū)ⅹ?dú)特的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法運(yùn)行在LMDB上。這使得HarperDB可以在單個(gè)產(chǎn)品中，提取JSON文檔和關(guān)系型數(shù)據(jù)。HarperDB會(huì)持續(xù)將傳入的數(shù)據(jù)，映射到數(shù)據(jù)模型中。而無(wú)論傳入的數(shù)據(jù)是何種類型，它們都會(huì)根據(jù)HarperDB的內(nèi)部數(shù)據(jù)模型來(lái)予以存儲(chǔ)，并方便了開(kāi)發(fā)人員通過(guò)SQL或NoSQL進(jìn)行查詢。

此外，MongoDB和HarperDB都具有分布式的體系架構(gòu)，而PostgreSQL則被視為一種單體架構(gòu)。

ACID屬性

由于支持企業(yè)級(jí)的ACID SQL事務(wù)，因此數(shù)據(jù)在HarperDB和PostgreSQL內(nèi)具有可靠的有效性。而像MongoDB之類的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，通常注重的是終極一致性，而非ACID整體屬性。2020年5月，有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了MongoDB未對(duì)交易進(jìn)行完全隔離的錯(cuò)誤，進(jìn)而確證了它不符合ACID。當(dāng)然，HarperDB和PostgreSQL都能夠遵循ANSI SQL標(biāo)準(zhǔn)。

模式集合和表

對(duì)于MongoDB和HarperDB而言，通過(guò)使用JSON，您可以靈活地更改架構(gòu)，而不會(huì)產(chǎn)生任何后果。當(dāng)然，對(duì)應(yīng)的文檔可能會(huì)在鍵/值方面有所不同。

MongoDB和HarperDB都可以通過(guò)水平方向的擴(kuò)展，來(lái)提高速度與性能。其中，HarperDB具有雙向表級(jí)(bidirectional table-level)的數(shù)據(jù)復(fù)制特性。通過(guò)使用HarperDB簡(jiǎn)單的pub-sub模型，您可以訂閱和復(fù)制數(shù)據(jù)的方式，將數(shù)據(jù)水平發(fā)布到不同節(jié)點(diǎn)處。

PostgreSQL可以垂直方向擴(kuò)展。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的變大，它會(huì)需要更多的空間或內(nèi)存，因此對(duì)應(yīng)的停機(jī)時(shí)間也會(huì)增加。也就是說(shuō)，對(duì)于PostgreSQL之類的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，您與其在事后更改表的結(jié)構(gòu)，并可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)的停機(jī)，以及應(yīng)用服務(wù)的中斷，不如在系統(tǒng)上線之前，就對(duì)整個(gè)架構(gòu)進(jìn)行完善的設(shè)計(jì)和配置。此外，PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)可以使用外鍵，來(lái)顯式地鏈接表與表之間的數(shù)據(jù)，以用于保持?jǐn)?shù)據(jù)的規(guī)范化。

使用場(chǎng)景

如前文所述，由于PostgreSQL中的事務(wù)能夠遵循ACID屬性，而對(duì)于金融科技(fintech)之類的行業(yè)而言，他們需要對(duì)數(shù)據(jù)的狀態(tài)擁有絕對(duì)的控制權(quán)，因此Postgres之類的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是不錯(cuò)的選擇。

如果您僅具有非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，或是正在使用大數(shù)據(jù)，那么最好將水平擴(kuò)展的方法，與MongoDB之類的工具協(xié)同使用。

相對(duì)于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，HarperDB更適合于同時(shí)需要SQL和NoSQL，快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)與集成，邊緣計(jì)算，分布式計(jì)算，實(shí)時(shí)分析，以及高度事務(wù)性(high transactions)處理的項(xiàng)目。當(dāng)然如果您需要全文索引、高度結(jié)構(gòu)化的關(guān)系型數(shù)據(jù)、跨系統(tǒng)的嚴(yán)格一致性、以及約束開(kāi)發(fā)人員訪問(wèn)或維護(hù)某些數(shù)據(jù)項(xiàng)目的話，HarperDB就不太適用了。總的說(shuō)來(lái)，吸收了MongoDB和PostgreSQL各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的HarperDB，對(duì)SQL、NoSQL、以及NewSQL的各種產(chǎn)品功能，進(jìn)行了擴(kuò)展與市場(chǎng)融合，填補(bǔ)了其中的空白與短板，并為開(kāi)發(fā)人員提供了實(shí)用且高效的工具。

以上我們介紹了當(dāng)下最流行的三大數(shù)據(jù)，希望能夠?qū)δ兴鶐椭绻肓私飧嘞嚓P(guān)信息，請(qǐng)您及時(shí)關(guān)注中培偉業(yè)。