MongoDB和MySQL分別是領先的開源NoSQL和關系數據庫。哪個最適合您的應用程序?

在1990年代的互聯網泡沫時期，用于Web應用程序的一種通用軟件堆棧是LAMP，它最初代表Linux(OS)，Apache(Web服務器)，MySQL(關系數據庫)和PHP(服務器編程語言)。MySQL是首選的數據庫，主要是因為它是免費的開源代碼，并且具有良好的讀取性能，非常適合從數據庫動態生成網站的“ Web 2.0”應用程序。

之后，代表MongoDB(文檔數據庫)，Express(Web服務器)，AngularJS(前端框架)和Node.js(后端JavaScript運行時)的MEAN堆棧開始流行。除其他原因外，MEAN堆棧很有吸引力，因為您需要了解的唯一語言是JavaScript。與等效的LAMP堆棧相比，它還需要更少的RAM。

什么是MySQL / MariaDB?

MySQL AB的Monty Widenius和David Axmark最初于1994年開始開發MySQL。產品名稱中的“ My”是指Widenius的女兒，而不是英語單詞“ my”。MySQL旨在與mSQL(又名Mini)兼容。 SQL)，并添加了SQL查詢層和開放源代碼許可(實際上是專有和GPL雙重許可)。MySQL的公共發行版于1996年底開始，并且每年或每兩年持續發行一次。MySQL是當前最受歡迎的關系數據庫。

Sun Microsystems于2008年以10億美元的價格收購了MySQL AB，Oracle于2010年收購了Sun。在Oracle收購MySQL的廣泛關注中，Widenius在收購Oracle之前就將MySQL 5.5合并到了MariaDB中。MariaDB努力維護與Oracle MySQL版本的兼容性。

與功能更強大的商業關系數據庫(例如Oracle數據庫，IBM DB / 2和Microsoft SQL Server)相比，MySQL最初是一個相當低端的關系數據庫，盡管它足以成為動態網站的后備存儲。多年來，它增加了您希望從關系數據庫獲得的大多數功能，包括事務，參照完整性約束，存儲過程，游標，全文索引和搜索，地理索引和搜索以及群集。

盡管MySQL現在支持“大數據庫”功能，例如主從部署，與Memcached一起使用以及水平分片，但它仍通常用于中小型部署。將MySQL擴展到多個從屬服務器可以提高讀取性能，但是只有主服務器才能接受寫請求。

AWS提供了兩種形式的MySQL即服務，即Amazon RDS和Amazon Aurora。后者具有更高的性能，可以處理TB級的數據，更新副本的延遲時間更短，并且可以直接與Oracle數據庫和SQL Server競爭。

什么是MongoDB?

MongoDB是高度可伸縮的操作文檔數據庫，可在開源版本和商業企業版本中使用，它可以在本地運行或作為托管云服務運行。托管云服務稱為MongoDB Atlas。

MongoDB無疑是NoSQL數據庫中最受歡迎的數據庫。它的文檔數據模型為開發人員提供了極大的靈活性，而其分布式體系結構則提供了很好的可伸縮性。因此，通常選擇MongoDB用于必須管理大量數據，得益于水平可伸縮性并處理不適合關系模型的數據結構的應用程序。

MongoDB是一個基于文檔的存儲，在其之上還具有一個基于圖形的存儲。MongoDB實際上并不存儲JSON：它存儲BSON(二進制JSON)，該擴展了JSON表示(字符串)以包括其他類型，例如int，long，date，浮點，decimal128和地理空間坐標。

MongoDB可以使用數據的類型生成正確的索引類型，從而在數據的單個副本上生成多模式圖形，地理空間，B樹和全文本索引。MongoDB使您可以在任何文檔字段上創建索引。MongoDB 4具有多文檔事務，這意味著即使必須標準化數據設計，您仍然可以獲得ACID屬性。

默認情況下，MongoDB使用動態模式，有時稱為無模式。單個集合中的文檔不需要具有相同的字段集，并且字段的數據類型可以在集合中的不同文檔之間有所不同。您可以隨時使用動態模式更改文檔結構。

但是，可以使用架構治理。從MongoDB 3.6開始，MongoDB支持JSON模式驗證，您可以在驗證器表達式中將其打開。

LAMP和MEAN堆棧

在LAMP和MEAN堆棧上存在很多變化。例如，您可以在Windows(WAMP)或MacOS(MAMP)上運行而不是Linux OS。您可以運行IIS(WIMP)，而不是Windows上的Apache Web服務器。

您可以運行PostgreSQL或SQL Server，而不是LAMP堆棧中的MySQL關系數據庫。如果您需要全球分布，則可以運行CockroachDB或Google Cloud Spanner。可以使用Perl或Python代替PHP語言。如果要使用Java或C#進行編碼，則需要考慮單獨的堆棧系列。

您可以運行Couchbase或Azure Cosmos DB以獲得更好的全局分布，而不是MEAN堆棧中的MongoDB文檔數據庫。可以使用十二個Node.js Web服務器框架中的任何一個來代替Express 。除了AngularJS前端框架，您還可以運行Angular 2或React。

如何為您的應用程序選擇數據庫

選擇數據庫時要問的最重要的問題是：

• 您希望在應用程序成熟時存儲多少數據?
• 您希望在高峰負載下同時處理多少個用戶?
• 您的應用程序需要什么可用性，可伸縮性，延遲，吞吐量和數據一致性?
• 您的數據庫架構多久更改一次?
• 您的用戶群體的地理分布是什么?
• 您的數據的自然“形狀”是什么?
• 您的應用程序需要在線事務處理(OLTP)，分析查詢(OLAP)還是同時需要兩者?
• 您期望生產中的讀寫比例是多少?
• 您需要地理查詢和/或全文查詢嗎?
• 您首選的編程語言是什么?
• 你有預算嗎?如果是這樣，它將涵蓋許可和支持合同嗎?

這些問題中的幾個會趨于縮小數據庫的選擇范圍，但是與制定LAMP堆棧時相比，我們有更多選擇。如果您要構建一個應用程序，并且該應用程序必須在99.999%的時間內對全世界的用戶都具有高度的一致性，那么只有少數幾個數據庫適合您。如果您的應用程序將在工作日的上午9點至下午6點在一個國家/地區使用，并且可以容忍最終的一致性，那么幾乎所有數據庫都可以使用，盡管某些數據庫對于開發人員和操作員而言更容易，而某些數據庫則可以為您的主要使用場景提供更好的性能。

雖然LAMP和MEAN堆棧一次是Web應用程序的良好解決方案，但現在都不是最佳選擇。而不是盲目采用任何一種，您應該仔細考慮用例，并找到一種可在可預見的將來為您的應用程序服務的體系結構。

SQL還是NoSQL?

您什么時候需要關系數據庫(例如MySQL)用于新應用程序?除了對標準SQL的明顯支持外，關系數據庫本身將數據強制為具有一致的強類型字段的表格模式，并且只要您利用規范化就可以幫助您避免數據重復。

如果需要避免丟失數據，則可以NOT NULL在創建或修改表時聲明字段。如果您需要由開放地理空間聯盟定義的地理查詢，則大多數關系數據庫都將提供可靠的實現。而且，如果您需要全文搜索，則大多數關系數據庫都允許您在文本字段上定義倒排列表索引，FULLTEXT在MySQL中稱為索引。

另一方面，如果您還需要偶爾的自由格式文檔，則MySQL和許多其他關系數據庫也支持RFC 7159定義的JSON數據。如果您還想使用XML文檔和XPath或XSLT，則大多數關系數據庫都可以提供這種能力。

您何時需要像MongoDB這樣的文檔數據庫?如果您的主要用例需要允許使用自由格式的數據，在文檔之間更改類型的字段，隨時間變化的架構或嵌套的文檔，則NoSQL數據庫將滿足要求。另外，如果您的應用程序是用JavaScript編寫的，那么文檔數據庫的JSON格式將很自然。

作者：Martin Heller是InfoWorld的特約編輯和審稿人。他曾擔任Web和Windows編程顧問，從1986年至2010年開發數據庫，​​軟件和網站。最近，他擔任Alpha Software技術和教育副總裁以及Tubifi董事長兼首席執行官。