NoSQL的迅速發展以及由于NoSQL中沒有像傳統數據庫那樣定義數據的組織方式為關系型的，所以只要內部的數據組織采用了非關系型的方式，就可以稱之為NoSQL數據庫。所以隨之帶來了開源社區上百種所謂的NoSQL數據庫，讓人眼花繚亂。對于NoSQL并沒有一個明確的范圍和定義，但是他們都普遍存在下面一些共同特征：

不需要預定義模式：不需要事先定義數據模式，預定義表結構。數據中的每條記錄都可能有不同的屬性和格式。當插入數據時，并不需要預先定義它們的模式。

彈性可擴展：可以在系統運行的時候，動態增加或者刪除結點。不需要停機維護，數據可以自動遷移。

分布式：相對于將數據存放于同一個節點，NoSQL數據庫需要將數據進行分區，將記錄分散在多個節點上面。并且通常分區的同時還要做復制。這樣既提高了并行性能，又能保證沒有單點失效的問題。

BASE：相對于事務嚴格的ACID特性，NoSQL數據庫保證的是BASE特性。BASE是最終一致性和軟事務。

NoSQL優勢：避免不必要的復雜性、高吞吐量、高水平擴展能力；比如隨著互聯網web2.0網站的興起，傳統的關系數據庫在應付web2.0網站，特別是超大規模和高并發的SNS類型的web2.0純動態網站已經顯得力不從心，暴露了很多難以克服的問題，而非關系型的數據庫則由于其本身的特點得到了非常迅速的發展。NoSQL數據庫的產生就是為了解決大規模數據集合多重數據種類帶來的挑戰，尤其是大數據應用難題。

NoSQL劣勢：數據模型和查詢語言沒有經過數據驗證，沒有堅實的理論基礎；不支持ACID特性，當然使用SQL數據庫可以解決這個問題；有些NoSQL數據庫過于簡單，比如Memcache只是一個內存數據庫，適用于某些特性場景；最大的劣勢就是沒有統一的數據查詢模型，每種NoSQL產品都有自己的語言使用方式。

由于NoSQL數據庫并沒有一個統一的架構，兩種NoSQL數據庫之間的不同，甚至遠遠超過兩種關系型數據庫的不同。可以說，NoSQL各有所長，成功的NoSQL必然特別適用于某些場合或者某些應用，在這些場合中會遠遠勝過關系型數據庫和其他的NoSQL。

什么是NewSQL？

通過比較可以發現NoSQL跟SQL之間的對立性太強了，基于NoSQL跟SQL之間的某種差異，比如NoSQL有的功能SQL沒有，如分布式、簡單數據模型；而SQL有的特性NoSQL又沒有，如ACID功能；當然不管哪種數據庫，不管其劣勢還是優勢都有其適用的場景。而SQL很難實現分布式的原因在于，SQL自身的日志機制、鎖機制以及緩沖區管理機制。于是就出來了NewSQL數據庫的概念，所謂的NewSQL是什么呢？就是想柔和SQL與NoSQL獨有的特性。

目前NewSQL大概有兩類，第一類是擁有關系型數據庫產品和服務，并將關系型數據庫的好處與優勢帶入到分布式架構上，簡單來說就是把ACID引入到分布式中；第二類是提供關系型數據庫的性能，達到不用考慮水平擴展的方式，簡單來說就是改變SQL架構使得它不用水平擴展，不用運行在分布式環境中就能夠帶來性能上的提升。對于第一類把ACID引入到分布式中去的產品有Clustrix、GenieDB、ScaleArc、ScaleBase、NimbusDB以及MySQL Cluster等。

NoSQL的分類?

總的來說，如今的數據庫市場真是百花齊放，大概分類為SQL、NoSQL、NewSQL以及緩存數據庫系統。而SQL和NewSQL不是本章討論的主題，所以下面來說一說NoSQL數據庫。

首先需要明確的一點，NoSQL數據庫并不是要取代現在廣泛應用的傳統數據庫，而是采用一種非關系型的方式解決數據的存儲和計算的問題。目前，可以將眾多的NoSQL數據庫按照內部的數據組織形式進行如下分類：

鍵值(Key-Value)存儲數據庫

這一類數據庫主要會使用到一個哈希表，這個表中有一個特定的鍵和一個指針指向特定的數據。Key-value模型對于IT系統來說的優勢在于簡單、易部署。但是如果DBA只對部分值進行查詢或更新的時候，Key-value就顯得效率低下了。

數據模型：key-value

優點：查找速度快

缺點：數據無結構，通常只被當做字符串或二進制數據

應用場景：內容緩存

典型產品：Tokyo,Redis（一鍵多值）,Dynamo ,Oracle BDB以及Memcache（一鍵一值），但Memcache雖然是Key-avlue存儲但是它是緩存數據庫。

列存儲數據庫

顧名思義，是按列存儲數據的。最大的特點是方便存儲結構化和半結構化數據，方便做數據壓縮，對針對某一列或者某幾列的查詢有非常大的IO優勢。

數據模型：數據按列存儲、將同一列數據存在一起

優點：查找迅速、可擴展性強、易于實現分布式

缺點：功能相對SQL很有限

應用場景：分布式文件系統或分布式存儲

典型產品：Cassandra, HBase, Bigtable

文檔型數據庫

文檔型數據庫的靈感是來自于Lotus Notes辦公軟件的，而且它同第一種鍵值存儲相類似。該類型的數據模型是版本化的文檔，半結構化的文檔以特定的格式存儲，比如JSON。文檔型數據庫可 以看作是鍵值數據庫的升級版，允許之間嵌套鍵值。而且文檔型數據庫比鍵值數據庫的查詢效率更高。

數據模型：與鍵值模型類似，但value指向類似一個容器（文檔），容器內有一組信息

優點：數據格式要求不嚴格，無須提前定義結構，每個文檔字段隨意

缺點：查詢性能不高（比SQL可能稍微好點），缺乏統一查詢語法

應用場景：只要不需要ACID就可以使用

典型產品：CouchDB, MongoDB，國內也有文檔型數據庫SequoiaDB，已經開源

圖式數據庫

圖形結構的數據庫同其他行列以及剛性結構的SQL數據庫不同，它是使用靈活的圖形模型，并且能夠擴展到多個服務器上。NoSQL數據庫沒有標準的查詢語言(SQL)，因此進行數據庫查詢需要制定數據模型。許多NoSQL數據庫都有REST式的數據接口或者查詢API。

數據模型：圖結構模型

優點：利用圖結構相關算法提高性能，并滿足特殊場景應用需求

缺點：功能有限，且難以實現分布式

應用場景：社交網絡推薦系統，比如好友推薦功能，關系圖譜

典型產品：Neo4J, InfoGrid, Infinite Graph

因此，我們總結NoSQL數據庫在以下的這幾種情況下比較適用：

\1. 數據模型比較簡單；

\2. 需要靈活性更強的IT系統；

\3. 對數據庫性能要求較高；

\4. 不需要高度的數據一致性；

\5. 對于給定key比較容易映射復雜值的環境。