SQL与NoSQL：重要的差异和最佳选择？

选择数据库时，选择关系型（SQL）数据结构或非关系型（NoSQL）数据结构是最重要的决策之一。虽然两者都是可行的选项，但用户在做出决策时必须注意到的重要区别。

在这里，我们将剖析最重要的差异，并介绍当前可用的最佳SQL和NoSQL数据库系统。

SQL和NoSQL的差异。

让我们以一个每个人都说同一种语言的A市为例来考虑。所有的商业都以这种语言为中心进行，并且它被用于所有的交流。简而言之，可以说这种语言是居民理解和交流他们周围世界的唯一方式。改变这种语言会对任何人都造成混淆的。

现在，让我们考虑一下一个大家说不同语言的另一个城市B。每个人与世界的联系方式都不同，没有“通用”的理解或组织存在。即使有房子不同，也不会对其他任何人产生任何影响。

这可以帮助解释SQL（关系型）数据库和NoSQL（非关系型）数据库之间一个根本性的区别，而且这个区别具有重要意义。让我们立即来看一下。

SQL数据库：SQL数据库使用结构化查询语言（SQL）来定义和操作数据。从一方面来说，这非常强大。由于SQL是最通用和广泛使用的选项之一，因此它是安全的选择，特别适用于复杂的查询。然而，它也有一些限制。使用SQL需要使用预定义的模式来确定数据的结构。此外，所有数据都必须遵循相同的结构。这需要相当多的准备工作，并且与之前提到的城市A的例子类似，结构的变更可能是困难的，并且可能会混淆整个系统。

非关系型数据库：与此同时，非关系型数据库具有动态模式的特点，适用于非结构化数据，数据可以以各种不同的方式进行存储。它可以按照列、文档、图形或键值存储的方式进行配置。这种灵活性意味着以下几点。

• 最初に構造を定義しなくてもドキュメントを作成することができます。

 

• 各ドキュメントは、独自の構造を持つことができます。

 

• 構文（syntax）はデータベースごとに異なります。

 

そのままフィールドを追加することができます。

大多数情况下，SQL数据库在垂直方向上是可扩展的，通过增加CPU、RAM、SSD等硬件可以提升单个服务器的处理能力。而NoSQL数据库则是水平方向上可扩展的。这意味着通过分片或增加NoSQL数据库服务器可以处理更多的流量。可以类比为在同一建筑上增加楼层和在附近增加建筑物。后者最终可能会变得更大、更强大，适用于大规模数据集或经常变化的数据集的NoSQL数据库。

构造
SQL 数据库是基于表的，而 NoSQL 数据库可以是基于文档、键值对、图形数据库或者宽列存储中的任何一种。因此，需要处理多行事务的应用程序，比如会计系统，以及那些为了关系型结构而建立的传统系统，更适合使用关系型 SQL 数据库。

作为SQL数据库的示例，有MySQL、Oracle、PostgreSQL和Microsoft SQL Server等。NoSQL数据库的示例包括MongoDB、BigTable、Redis、RavenDB、Cassandra、HBase、Neo4j和CouchDB。

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最佳的SQL数据库

让我们确认一下SQL数据库和NoSQL数据库的主要结构差异后，通过审视目前可用的最佳SQL数据库和NoSQL数据库选项，来更深入地探讨这个主题。

首先，我想从SQL数据库系统开始。请注意，目前最好的SQL数据库系统提供与NoSQL的兼容性。然而，当作为关系型SQL结构使用时，它会发挥最佳的作用。

MySQL 是一种开源的关系型数据库管理系统。

我将介绍SQL的优势和强点。

オラクルが所有している：MySQLはフリーでオープンソースですが、データベースシステムはオラクルが所有・管理しています。

成熟度：MySQLは非常に確立されたデータベースであり、巨大なコミュニティがあり、広範なテストが行われており、安定性が高い。

互換性：MySQL は、Linux、Windows、Mac、BSD、Solaris などの主要なプラットフォームに対応しています。また、Node.js、Ruby、C#、C++、Java、Perl、Python、PHPなどの言語へのコネクタも備えており、SQLクエリ言語に限定されません。

コストパフォーマンスに優れている：データベースはオープンソースで無料です。
複製可能：MySQLデータベースは複数のノードにまたがって複製することができるため、作業負荷を軽減し、アプリケーションのスケーラビリティと可用性を高めることができます。

シャーディング：シャーディングはほとんどのSQLデータベースではできませんが、MySQLサーバでは可能です。これは費用対効果が高く、ビジネスに適しています。

どんなシステムにおすすめ？：MySQLは、あらかじめ定義された構造とセットスキーマの恩恵を受けるあらゆるビジネスに強い選択肢です。例えば、会計システムや在庫を監視するシステムのような複数行トランザクションを必要とするアプリケーションや、レガシーシステム上で実行されるアプリケーションは、MySQLの構造を利用することで成功を収めることができます。

甲骨文数据库

另一种特别受企业级企业欢迎的SQL数据库系统是Oracle Database。Oracle Database具有以下优势和好处。

専門的に開発・管理されている： OracleはOracle Databaseシステムを開発・管理しています。商用オプションとして、このリレーショナルデータベース管理システムは、頻繁なアップデートと優れたカスタマーサポートといったメリットがあります。

独自のSQL言語： Oracle Databaseは、PL/SQL（Procedural Language/SQL）として知られる独自のSQL言語を使用しています。この言語は、ストアドプロシージャ、組み込み関数、および変数をどのように扱うかという点で、従来のSQLとは少し異なります。

高価： 専門的に開発・管理されたデータベースシステムとして、Oracleは最も高価なオプションの一つです。

互換性： Oracle Databaseは、どのオペレーティング・システムでも利用可能です。

DBMSの構成： Oracleは、データベースオブジェクトのサブセットであるスキーマごとに複数のオブジェクトを１つのグループにまとめます。

データベースのサイズが大きい： Oracleは非常に大規模なデータベースを扱うことができるため、大規模なデータを必要とする企業に最適です。

アップグレードが容易：Oracle Databaseでは、システムを完全にオーバーホールすることなくアップグレードを完了することができます。

トランザクション制御： Oracleでは、新しいデータベース接続は新しいトランザクションです。コミット前に値が更新されることはないため、ロールバックや変更を行うことができます。

その他のメリット：Oracleは、ビットマップインデックス、パーティショニング、関数ベースのインデックス、リバースキーインデックス、スタークエリの最適化を提供しています。

どんな企業におすすめ？：Oracle Databaseは優れたデータベースの選択肢ですが、コストが高いために中小規模の企業が利用できない可能性があります。大規模なデータ・ニーズがあり、予算に余裕のある企業組織にとっては、このソリューションがマッチするでしょう。

微软SQL Server

微软SQL Server 是中小企业受欢迎的选择。它具有以下的优势和好处。

専門的に開発され、管理されている：マイクロソフトは、Microsoft SQL Serverデータベースシステムの開発と管理を行っています。商用リレーショナルデータベース管理システムとして、お客様は頻繁なアップデートと優れたユーザーサポートの恩恵を受けることができます。

独自のSQL言語： SQL Serverは、T-SQL（Transact SQL）と呼ばれる独自のSQLの方言を採用しています。これはOracleと同様に、組み込み関数、ストアドプロシージャ、変数の扱い方が従来のSQLとは異なります。

互換性： SQL Server は Windows と Linux ベースのシステムでのみ動作します。

トランザクション制御： SQL Serverは各コマンドを個別に実行するため、エラーが発生した場合に途中で調整を行うのが難しい。

DBMS の構成： SQL Serverは、テーブル、プロシージャ、ビューをデータベース名ごとに整理します。

使いやすい：SQL Serverは使いやすいと評判です。あるレビュアーによると 「インターフェイスは理解しやすく、エラーチェックもしっかりしています（何が間違っているかを実際に教えてくれます）。」

サポートが充実： Microsoft 製品として、SQL Server にはライブの製品サポートと優れたドキュメントが含まれています。

その他の機能： SQL Server には、BI ツール、Database Tuning Advisor、SQL Server Management Studio、SQL Server Profiler などの優れたツールや機能が搭載されています。

どんな企業におすすめ？
Microsoft SQL Serverは、高品質で専門的に管理されたデータベースシステムと優れたサポートを必要としながらも、Oracle のようなエンタープライズソリューションのコストや拡張性を必要としない中小規模の企業に最適な選択肢です。

PostgreSQL 数据库

将PostgreSQL放在SQL DBMS的最后一位是因为它是一个SQL和NoSQL混合数据库系统，处于这两个选项的中间位置。

PostgreSQL具有以下优势和益处。

費用対効果：PostgreSQLはフリーでオープンソースのデータベースシステムです。PostgreSQLのグローバル開発グループがシステムの開発と管理を行っています。

互換性： PostgreSQLは、HP-UX、FreeBSD、Linux、OpenBSD、NetBSD、OS X、Unix、Solaris、Windowsを含む様々なオペレーティングシステムで利用できます。また、.Net、C++、C、Java、Delphi、Perl、PHP、JavaScript（Node.js）、Python、Tslという言語もサポートしています。

ORDBMS：PostgreSQLは「オブジェクト指向データベース管理システム」（ORDBMS）であり、単に「リレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）」ではありません。これは、厳密なリレーショナルモデル（SQL）と厳密なオブジェクト指向モデル（NoSQL）のハイブリッドとして機能することを意味します。

ユーザのサポート：PostgreSQLには独自のカスタマーサポートはありませんが、無料のサポートを提供してくれる活発なコミュニティがあります。さらに、サードパーティのサービスプロバイダから優れた有償サポートオプションが提供されています。

高いACIDコンプライアンス： PostgreSQLは最高レベルの原子性、一貫性、分離、耐久性を提供することで知られています。これらは、専門家がデータベース設計の品質を判断するために用いる4つの基準です。ACID準拠についての詳細はこちらをご覧ください。

ピュアSQL：PostgreSQLのもう一つのメリットは、多くの場合、固有の違いを持つ他のデータベースシステムとは対照的に、利用可能な最も純粋な形式のSQLを利用しているという事実です。

どんな企業におすすめ？：リレーショナルデータベースとオブジェクト指向データベースのハイブリッドとして、PostgreSQLはデータがリレーショナルモデルと全くうまく噛み合わない場合に優れています。PostgreSQLは非常に大規模なデータベースや複雑なクエリーを実行するのに適しています。

NoSQL：非关系型数据库

好吧，让我们转向各种NoSQL非关系型数据库系统。要了解这些系统，您需要更多的技术专业知识。让我们先从MongoDB开始。

蒙古数据库

我将介绍MongoDB的优点和强大之处。

無料で利用できる： 2018年10月以降、MongoDBのアップデートはServer Side Public License (SSPL) v1で公開されており、データベースは無料で利用できるようになっています。

動的スキーマ：前述の通り、既存のデータを一切変更せずにデータスキーマを変更できる柔軟性があります。

スケーラビリティ：MongoDBは水平方向にスケーラブルなので、スケールアップに関する作業負荷を軽減し、ビジネスを簡単にスケールさせることができます。

管理性：データベースはデータベース管理者を必要としません。ユーザーフレンドリーなので、開発者と管理者の両方が利用できます。

スピード：シンプルなクエリに対して高いパフォーマンスを発揮します。

柔軟性：既存の行やアプリケーションのパフォーマンスに影響を与えることなく、MongoDBに新しいカラムやフィールドを追加することができます。

ACIDに準拠していない：NoSQL データベースであるMongoDBはACID に準拠していません。ACID 準拠については上記のPostgreSQLを参照してください。

MongoDB Atlas (新機能)： MongoDBは最近、MongoDB Atlasグローバルクラウドデータベーステクノロジー　を製品リストに追加しました。この機能により、AWS、Azure、GCP経由でフルマネージドのMongoDBを展開することができます。
MongoDB Atlasを利用することで、ドライバーや統合機能、ツールを利用して、データベースの管理にかかる時間を短縮することができます。Atlasの価格情報はこちら。

どんな企業におすすめ？：MongoDB は、急速に成長しているビジネスや、スキーマが明確に定義されていない (つまり、構造化されていないデータをたくさん持っている) データベースに向いています。データベースのスキーマを定義できない場合、データスキーマが非正規化されていることに気づいた場合、データの要件やスキーマが常に進化している場合など、モバイルアプリやリアルタイム分析、コンテンツ管理システムなどでよくあるケースです。MongoDBは、あなたにとって強力な選択肢となるでしょう。

阿帕奇Cassandra

Apache Cassandra（亦稱Cassandra DB）最初是由Facebook開發的產品，於2008年作為一個自由的開放原始碼NoSQL數據庫系統推向市場。以下將介紹Cassandra的優勢和強項。

フリーでオープンソース： FacebookがCassandraをオープンソース化した後、2010年にApacheがプロジェクトを引き継ぎました。

高い拡張性：Cassandraは「マスターレス・デザイン」の恩恵を受けています。これは、すべてのノードが同一であることを意味し、運用がシンプルになるため、大規模なデータベース・アーキテクチャへのスケールアップが容易になります。

どこでもアクティブ：ユーザーはすべてのCassandraノードから書き込みと読み取りができます。

高速な書き込みと読み取り： Cassandraの設計は、大規模なプロジェクトの場合でも、その分散された高可用性の構成を介して、読み取りと書き込みコマンドを大幅に高速化します。

ACIDに準拠していない：CassandraはNoSQLデータベースとして、ACIDに準拠していません。その代わり、Cassandraはアトミックで分離された耐久性のあるトランザクションを提供し、最終的には整合性を保ちます。（結果整合性）

SQLをサポート：ACID準拠ではありませんが、CassandraはSQLのようなDDL、DML、SELECT文を介してSQLをサポートしています。

データの更新と削除に弱い：Cassandraはデータの更新と削除に最適化されていません。

優れたデータ保護を提供： Cassandraは、データが失われないようにするコミット・ログ設計を特徴としています。また、バックアップ/リストア機能を備えており、追加のデータ保護を提供します。

データとノード機能の冗長性：Cassandraは一定のアップタイムを提供し、単一障害点を排除します。

どんな企業におすすめ？：Cassandraは、高速でリアルタイムなインサイトを提供するため、IoT（モノのインターネット）技術での使用に最も人気があります。時間ベースのログアクティビティ、エラーログ、センサーデータの書き込みを得意としています。高速な読み書き処理が必要な場合、Cassandraはデータベースの選択肢になるでしょう。また、Cassandraは、NoSQLデータベース上でSQLに似たデータ型を使って作業したい人にも向いています。

谷歌云大表

作为谷歌的产品，谷歌云 BigTable 并非免费，但它具有令人满意的明确优势，使其所需费用与使用价值相符。让我们快速了解一下 BigTable 的好处。

レイテンシーが低い：Google によると、BigTable は一貫して 10ms 以下のレイテンシを提供しています。

レプリケーション：レプリケーションによって、BigTable はより高い可用性、耐久性、および帯状障害が発生した場合の回復力を提供します。 また、レプリケーションは、”ライブ配信アプリの高可用性と、配信対分析のワークロード分離 “を提供します。

機械学習：BigTableは、機械学習アプリケーションで使用するためのストレージエンジンを備えています。

統合が容易：オープンソースのデータ分析ツールとの統合が容易です。

高い拡張性：Google BigTable は、数百ペタバイト規模の大規模データソースを扱うことができます。

フルマネージドと複数のインテグレーション機能：MongoDB Atlasと同様に、BigTable はフルマネージドのため、求められる作業負荷が軽減されます。また、多くのプラットフォームとすぐに統合できるため、データのロードに必要なETLプロセスが効率化されます。

Google サービスとの高い互換性：Googleの製品であるBigTableは、Googleの傘下にある他のサービスとの統合性に優れています。

どのようなケースに向いているか？：Google によると、BigTable は、フィンテック、IoT、アドテクノロジーのほか、その他のユースケースにも最適だとしています。フィンテックであれば、不正行為のパターンをチェック機能を作成し、リアルタイムの取引情報を監視することができます。
また、金融市場のデータや取引履歴などを保存・統合することもできます。IoTでは、センサーから記録された大量のリアルタイム時系列データを取得して理解し、ダッシュボードや価値あるアナリティクスを作成することができます。広告では、大量の顧客行動データを収集して、マーケティング活動に役立つパターンを見つけることができます。

Apache HBase是一个开源的分布式列式数据库，可运行于Apache Hadoop集群之上。

Apache HBase是基于Google BigTable数据库模型而创建的，旨在处理大型数据集。在这里，我们将介绍HBase的优点和特点。

オープンソースで無料：Apache HBaseは、Apacheが管理するオープンソースで無料のNoSQLデータベースシステムです。Google Cloud BigTable（上記）をモデルにしており、Hadoop Distributed File System（HDFS）上でBigTableのような機能を提供しています。

大規模なテーブル：HBaseは大規模なデータセットを管理するために特別に作成されました。

クラスター全体でのスケーリング： Hbaseはクラスター全体のスケーリングに優れています。ここで言うクラスターはクラスター分析に関連しており、データから機械学習のインサイトを導き出すために使用されます。

データ管理：HBaseは行を “リージョン”に整理します。リージョンは、複数のノード間でテーブルをどのように分割するかを決定します。リージョンの1つが大きすぎる場合、HBaseは自動的にリージョンを分割し、複数のサーバーに負荷を均等に分散します。

非構造化データと半構造化データの両方で動作：NoSQL データベースとして、HBase は半構造化情報と構造化情報の両方を保存するのに理想的です。

一貫性：HBaseは、読み取りコマンドと書き込みコマンドを高速かつ一貫して処理します。書き込みを実行した後、データに対する読み取り要求はすべて同じ応答を返します。

フェイルオーバー： HBaseはレプリケーションを使用してフェイルオーバーを提供し、システム障害によるユーザーへの悪影響を軽減または排除します。

シャーディング：HBaseはテーブルのシャーディングを自動で設定可能です。

どのようなケースに向いているか？：Apache HBase のウェブサイトでは、”ビッグデータへのランダムなリアルタイムの読み書きアクセスが必要な場合”にHBase を使用することを推奨しています。このデータベースは、何十億行、何百万列もの情報を含む巨大なテーブルをホストできるように設計されています。

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