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NoSQL現(xiàn)在已經(jīng)變成在IT界中十分熱門的話題了,在本文中,將為你介紹NoSQL中的一員CouchDB的基本知識(shí),帶你開始走入NoSQL豐富多彩的世界。
什么是NoSQL
NoSQL(是not only SQL的縮寫,也有說法認(rèn)為是non-relational,即非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù))其實(shí)是不使用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型,而是使用如key-value存儲(chǔ)、文檔型的、列存儲(chǔ)、圖型數(shù)據(jù)庫(kù)、xml等方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的模型統(tǒng)稱。之所以不使用傳統(tǒng)的范式,主要是在于它們存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式發(fā)生了變化。例如,當(dāng)你需要存儲(chǔ)發(fā)票的數(shù)據(jù)時(shí),在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型中,需要設(shè)計(jì)表的結(jié)構(gòu),然后使用服務(wù)器端語言將其轉(zhuǎn)化為實(shí)體對(duì)象,再傳遞到用戶端(這就是所謂的ORM對(duì)象關(guān)系映射),而在NoSQL中,你只要保存發(fā)票數(shù)據(jù)就可以了。 NoSQL不需要預(yù)先設(shè)計(jì)表和結(jié)構(gòu)就可以儲(chǔ)存新的數(shù)值。當(dāng)然,請(qǐng)記住,NoSQL不是銀彈。如果你的項(xiàng)目中要保存的數(shù)據(jù)的確需要關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)模型才能完成,那么應(yīng)該堅(jiān)持使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。
NoSQL的特點(diǎn)
NoSQL的出現(xiàn)主要是為了解決數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫性能的問題,隨著越來越龐大的Web應(yīng)用系統(tǒng)的出現(xiàn),如SNS,微博等應(yīng)用需要大量對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀和寫,并且要求進(jìn)行分布式的部署,而傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型在大數(shù)據(jù)訪問量和分布式環(huán)境下,由于關(guān)系模型中經(jīng)常要對(duì)多表進(jìn)行連接操作,因此性能有時(shí)會(huì)有所降低,所以NoSQL的強(qiáng)調(diào)的是非關(guān)系型數(shù)據(jù),NoSQL 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不需要固定的表結(jié)構(gòu),通常也不存在連接 操作。在大數(shù)據(jù)存取上具備關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無法比擬的性能優(yōu)勢(shì)。
在http://nosql-database.org/中,對(duì)NoSQL的描述是:非關(guān)系的,分布式的,開源的而且可以垂直擴(kuò)展的。并且大多數(shù)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下特點(diǎn):Schema-free,方便的支持?jǐn)?shù)據(jù)冗余,簡(jiǎn)單的API,基于最終一致性(eventually consistent)和BASE原則(而非ACID原則)。目前,Google 的 BigTable 與 Amazon 的 Dynamo 是非常成功的商業(yè) NoSQL 實(shí)現(xiàn)。一些開源的 NoSQL 體系,如Facebook 的 Cassandra , Apache 的 HBase ,也得到了廣泛認(rèn)同。
CouchDB介紹
CouchDB是Apache組織發(fā)布的一款NoSQL開源數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目,是面向文檔類型的Nosql。它由Erlang編寫而成,使用JSON格式去保存數(shù)據(jù)。所謂文檔數(shù)據(jù)庫(kù),并不是說它只能存儲(chǔ)文本。CouchDB的字段只有三個(gè):文檔ID、文檔版本號(hào)和內(nèi)容。內(nèi)容字段可以看到是一個(gè)text類型的文本,里面可以隨意定義數(shù)據(jù),而不用關(guān)注數(shù)據(jù)類型,但數(shù)據(jù)必須以json的形式表示并存放。CouchDB以RESTful API的格式提供服務(wù),可以很方便地開發(fā)各種語言的客戶端。
而CouchDB目前的優(yōu)勢(shì)在于:它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式是JSON,而JSON為廣大程序員所熟悉,便于學(xué)習(xí),而且CouchDB還可以移值到移動(dòng)設(shè)備上去,當(dāng)用戶不能聯(lián)網(wǎng)時(shí),可以在客戶端保存數(shù)據(jù),當(dāng)能聯(lián)網(wǎng)時(shí),可以自動(dòng)把數(shù)據(jù)同步到各個(gè)分布式結(jié)點(diǎn)上去;CouchDB還支持分布式結(jié)點(diǎn)的精確復(fù)制同步,可以在一個(gè)龐大的應(yīng)用中,隨意增加分布式的CouchDB結(jié)點(diǎn),以支持?jǐn)?shù)據(jù)的均衡。
作為初學(xué)者,本文指導(dǎo)在Windows下安裝和初步使用CouchDB。因此本文并沒有選擇以Apache組織下的CouchDB作為介紹,因?yàn)樵摪姹镜腃ouchDB比較適合在Linux下進(jìn)行編譯安裝,步驟比較復(fù)雜,因此本文選擇了使用CouchOne
(http://www.couchone.com/)發(fā)布的CouchDB服務(wù)器社區(qū)版本。CouchOne公司今年與同樣從事NoSQL產(chǎn)品的Membase公司合拼,推出了CouchBase產(chǎn)品(分為社區(qū)免費(fèi)版和商業(yè)版),將結(jié)合Membase、Memcached和CouchDB。并實(shí)現(xiàn)高性能緩存,彈性集群和數(shù)據(jù)庫(kù)功能等技術(shù)。而我們發(fā)現(xiàn),couchone的社區(qū)版更適合于我們初學(xué)者學(xué)習(xí)。
下載安裝CouchDB
首先到http://www.couchone.com/get下載couchbase的服務(wù)器版本,選擇Couchbase Server的社區(qū)版本,如下圖:
在下載后,直接點(diǎn)安裝文件就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)安裝。在安裝后,我們要啟動(dòng)Couchbase,啟動(dòng)方法為:
1)到安裝目錄Couchbase/Server/bin下,雙擊erl.exe,啟動(dòng)erlang環(huán)境;
2) 雙擊Couchbase/Server/bin下的couchdb.bat ,啟動(dòng)couchdb。
接著,我們通過FireFox瀏覽器(注意,目前只支持FireFox等瀏覽器,最好不要用IE),訪問http://127.0.0.1:5984/_utils,就可以看到couchdb的控制臺(tái)頁(yè)面了,如下所示,為了更好看到couchdb的交互過程,我們可以同時(shí)打開Firebug,如下圖:
順便提醒一下,couchdb大量使用了jQuery插件機(jī)制,可以通過http://127.0.0.1:5984/_utils/script/jquery.couch.js看到代碼的詳細(xì)情況,有興趣的可以查閱。
創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)用戶
couchdb默認(rèn)的用戶都是admin,這其實(shí)不大安全,因此我們可以先創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶,我們?cè)陧?yè)面的右下角會(huì)發(fā)現(xiàn)如下圖描述的有Welcome to Admin Party! Everyone is admin! Fix this的字樣,點(diǎn)Fix this,然后在彈出的窗口中,可以輸入自己要設(shè)置的用戶名和密碼,保存即可。
同時(shí),couchdb還支持使用jQuery中的$.couch.signup()方法去創(chuàng)建用戶,這樣,你就可以按照自己的需要去為couchdb去創(chuàng)建用戶了,比如增加一些字段屬性如email等,還可以設(shè)置更詳細(xì)的couchdb的權(quán)限。
開始創(chuàng)建一個(gè)文檔數(shù)據(jù)
下面我們開始使用couchdb的控制面板去創(chuàng)建一個(gè)文檔數(shù)據(jù),步驟如下:
1)點(diǎn)Create Database,在彈出的窗口中輸入文檔的名稱,這里我們命名為mycouchshop,點(diǎn)確定按鈕后,可以看到在控制面板中出現(xiàn)了我們剛建立的文檔,如下圖:
2)點(diǎn)mycouchshop,將打開這個(gè)文檔;
3) 點(diǎn)New Document,這將新建一個(gè)文檔;
4) 在打開的文檔中,點(diǎn)Add Field去增加字段,首先,id是默認(rèn)的字段,我們不需要修改它,我們?cè)黾右粋€(gè)字段的名稱name,然后在其value字段中寫入:NETtuts CouchDB Tutorial One,注意在每輸入完一個(gè)字段的值的時(shí)候,可以雙擊輸入的文本框,讓鼠標(biāo)離開文本框,以方便輸入下一個(gè)字段的值,最后點(diǎn)Save Document保存我們的輸入,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加一個(gè)rev的字段,這個(gè)是表示文檔的版本號(hào),如下圖:
如何更新一個(gè)文檔
要注意的是,couchdb只一個(gè)只允許增加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù),當(dāng)要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí),只是向其中增加新的更新后的版本,而保留原始的版本。下面我們要對(duì)剛才新建立的文檔修改一下結(jié)構(gòu),步驟為:
1)繼續(xù)打開mycouchsho數(shù)據(jù)庫(kù);
2)選擇增加字段,增加一個(gè)名稱為type的字段,值設(shè)置為product;
3) 選擇保存該文檔。
此時(shí)留意,當(dāng)保存該文檔后,會(huì)發(fā)現(xiàn)如下圖所示,最下方couchdb會(huì)顯示出目前這個(gè)是第幾個(gè)版本:
可以看到,目前的是第2個(gè)版本了,可以點(diǎn)Previous Version回到上一個(gè)版本。
通過Curl去創(chuàng)建文檔
在couchdb中,還可以使用支持使用curl的方式去新建一個(gè)文檔,而通過curl向couchdb創(chuàng)建文檔時(shí),couchdb是通過REST的接口進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的。步驟如下,注意下面的方法需要在linux下運(yùn)行創(chuàng)建。
1)首先創(chuàng)建一個(gè)json格式的文件,代碼如下,將其保存為person.json:
"forename": "Gavin",
"surname": "Cooper",
"type": "person"
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