EagleBear2002 的博客

何为文档数据库

特性

适用案例

事件记录

何谓键值数据库

键值数据库（key-value store）是一张简单的哈希表（hash table），主要用在所有数据库访问均通过主键（primary key）来操作的情况下。

键值数据库特性

适用案例

商业事务与系统事务

商业活动（Business Activity）：例如，用户浏览产品目录，选中了一瓶价格很实惠的 Talisker 威士忌，填入信用卡信息，然后确认订单。

需要确保最终一致性，但是出于时间、交互的考虑，无法使用事务加以实现

1. 如使用事务实现，必须锁住数据库中各个元素。而长时间锁定元素是不现实的。
2. 因此，应用程序通常只在处理完用户交互操作之后才开始系统事务，这样的话，锁定时间就比较短了。
3. 然而当需要计算和决策的时候，数据有可能已经改动了。价格表上 Talisker 威士忌的售价也许已经变了，或是某人可能会修改客户的地址，从而导致运费改变

条件更新（conditional update)，客户端执行操作时，将重新读取商业活动所依赖的信息，并检测该信息在首次读取之后是否一直没有变动，若一直未变，则将其展示给用户。

关系型数据库试图通过强一致性来避免各种不一致的问题。NoSQL 领域则讨论 CAP 定理和最终一致性。

更新一致性

1. 写冲突：当两个客户端试图同时修改一份数据时
2. 读写冲突：当某客户端在另一个客户端执行写入操作的过程中读取数据时

解决方式：

1. 悲观处理：使用写入锁避免冲突，大幅降低系统反应能力
2. 乐观处理：在事后检测冲突并将其修复，条件更新(conditional update)：任意客户在执行更新操作之前，都要先测试数据的当前值和其上一次读入的值是否相同
3. 乐观处理：保存冲突数据 。用户自行合并（merge）或自动合并（面向特定领域），用于分布式版本控制系统

单一服务器

分片

把数据的各个部分存放于不同的服务器中，以此实现横向扩展。该技术称为分片。

1. 分片可以同时提升读取与写入效率。
2. 分片对改善数据库的故障恢复能力帮助并不大。

聚合

在领域驱动设计中，把一组相互关联的对象视为一个整体单元来操作，而这个单元就叫聚合（aggregate）。

1. 通过原子操作（atomic operation）新聚合的值（含一致性管理）。
2. 以聚合为单位与数据存储通信
3. 在集群中操作数据库时，用聚合为单位来复制和分片
4. 由于程序员经常通过聚合结构来操作数据，故而采用聚合也能让其工作更为轻松
5. 面向聚合操作数据时所用的单元，其结构比元组集合复杂得多

关系型数据库的价值

阻抗失谐

基于关系代数（relational algebra），关系模型把数据组织成关系（relation）和元组（tuple）。元组是由键值对（name-value pair）构成的集合，而关系则是元组的集合。

SQL 操作所使用及返回的数据都是关系元组不能包含嵌套记录（nested record）或列表（list）等任何结构。而内存中的数据结构则无此限制，它可以使用的数据组织形式比关系更丰富。

关系模型和内存中的数据结构之间存在差异。这种现象通常称为阻抗失谐。

并发控制概述

事务是并发控制的基本单位。

并发控制机制的任务：

1. 对并发操作进行正确调度
2. 保证事务的隔离性
3. 保证数据库的一致性

并发控制主要技术：

事务

事务（Transaction，缩写 txn）是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。

事务是恢复和并发控制的基本单位。

事务的 ACID 特性：

• 原子性（Atomicity）：事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做，要么都不
• 一致性（Consistency）
• 隔离性（Isolation）
• 持续性（Durability）

数据库设计概述

数据库设计六个阶段：

1. 需求分析
2. 概念结构设计
3. 逻辑结构设计
4. 物理结构设计
5. 数据库实施
6. 数据库运行和维护

需求分析和概念设计独立于 DBMS，逻辑设计和物理设计与 DBMS 密切相关。