新型数据库系统:原理、架构与实践
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1.5 新型数据库技术

由于传统的关系数据库技术在面对分布式数据库应用、Web 2.0应用等新型数据库应用时存在不足,近年来学术界和工业界提出了各种新型数据库技术。目前,新型数据库技术并没有一个明确的概念,人们习惯于将一切非关系数据库技术都称为新型数据库技术,其中以NoSQL数据库技术为主。总体而言,新型数据库技术与传统关系数据库技术在设计理念、基础理论和关键技术等方面均存在着不同。

在设计理念方面,传统关系数据库技术以数据统一组织和存储为基本的理念,遵循的是“One size fits all”的思路。在关系数据库中,所有的数据均采用关系数据模型进行组织,数据库集中存储,并且统一采用标准的数据类型和SQL语言进行表示与存取。因此,传统关系数据库系统,例如Oracle和MySQL都是通用型数据库系统,可以满足绝大多数企业信息系统的数据管理要求。但是,新型数据库技术一般采用分布式存储架构、数据库分布存储,而且往往也难以用标准的SQL语言进行存取。新型数据库技术通常遵循“One size fits a bunch”的理念,即满足某一类特殊应用的需求,例如Web 2.0应用、物联网应用等。因此,新型数据库技术在数据模型、存储架构、存取方法等方面千差万别。

在基础理论方面,传统关系数据库技术以经典的关系数据库理论为基础。关系数据库理论经过几十年的发展已经相对成熟,而且有较强的数学理论作为支撑。相对地,新型数据库技术目前还没有出现普适性的基础理论。各种新型数据库技术所基于的数据模型、存储引擎等底层理论也存在着较大的差别,而且还没有一种理论能够达到关系数据库理论这样的级别。从计算机技术的发展历史看,如果一类技术缺乏深厚的基础理论作为支撑,是很难长久发展下去的,这也是目前新型数据库技术发展中面临的一个挑战。

在关键技术方面,传统关系数据库技术在索引结构、缓存策略、恢复机制、并发控制技术等方面均已经有非常成熟的技术积累。新型数据库技术目前的关键技术主要以分布式架构下的技术为主,但这些技术主要继承于传统分布式系统领域的研究成果,缺少数据库层面专有的关键技术。而且,新型数据库技术中涉及的关键技术往往对于应用负载有着较强的假设,通用性方面与关系数据库领域还有较大的差距。