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NoSQL現在已經變成在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,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,也有說法認為是non-relational,即非關系型數據庫)其實是不使用傳統的關系數據庫模型,而是使用如key-value存儲、文檔型的、列存儲、圖型數據庫、xml等方式存儲數據的模型統稱。之所以不使用傳統的范式,主要是在于它們存儲數據的方式發生了變化。例如,當你需要存儲發票的數據時,在傳統的關系數據模型中,需要設計表的結構,然后使用服務器端語言將其轉化為實體對象,再傳遞到用戶端(這就是所謂的ORM對象關系映射),而在NoSQL中,你只要保存發票數據就可以了。 NoSQL不需要預先設計表和結構就可以儲存新的數值。當然,請記住,NoSQL不是銀彈。如果你的項目中要保存的數據的確需要關系型數據庫模型才能完成,那么應該堅持使用關系型數據庫。
NoSQL的特點
NoSQL的出現主要是為了解決數據庫讀寫性能的問題,隨著越來越龐大的Web應用系統的出現,如SNS,微博等應用需要大量對數據進行讀和寫,并且要求進行分布式的部署,而傳統的關系數據模型在大數據訪問量和分布式環境下,由于關系模型中經常要對多表進行連接操作,因此性能有時會有所降低,所以NoSQL的強調的是非關系型數據,NoSQL 數據存儲不需要固定的表結構,通常也不存在連接 操作。在大數據存取上具備關系型數據庫無法比擬的性能優勢。
在http://nosql-database.org/中,對NoSQL的描述是:非關系的,分布式的,開源的而且可以垂直擴展的。并且大多數NoSQL數據庫具有以下特點:Schema-free,方便的支持數據冗余,簡單的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 NoSQL 實現。一些開源的 NoSQL 體系,如Facebook 的 Cassandra , Apache 的 HBase ,也得到了廣泛認同。
CouchDB介紹
CouchDB是Apache組織發布的一款NoSQL開源數據庫項目,是面向文檔類型的Nosql。它由Erlang編寫而成,使用JSON格式去保存數據。所謂文檔數據庫,并不是說它只能存儲文本。CouchDB的字段只有三個:文檔ID、文檔版本號和內容。內容字段可以看到是一個text類型的文本,里面可以隨意定義數據,而不用關注數據類型,但數據必須以json的形式表示并存放。CouchDB以RESTful API的格式提供服務,可以很方便地開發各種語言的客戶端。
而CouchDB目前的優勢在于:它的數據存儲格式是JSON,而JSON為廣大程序員所熟悉,便于學習,而且CouchDB還可以移值到移動設備上去,當用戶不能聯網時,可以在客戶端保存數據,當能聯網時,可以自動把數據同步到各個分布式結點上去;CouchDB還支持分布式結點的精確復制同步,可以在一個龐大的應用中,隨意增加分布式的CouchDB結點,以支持數據的均衡。
作為初學者,本文指導在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,因為該版本的CouchDB比較適合在Linux下進行編譯安裝,步驟比較復雜,因此本文選擇了使用CouchOne
(http://www.couchone.com/)發布的CouchDB服務器社區版本。CouchOne公司今年與同樣從事NoSQL產品的Membase公司合拼,推出了CouchBase產品(分為社區免費版和商業版),將結合Membase、Memcached和CouchDB。并實現高性能緩存,彈性集群和數據庫功能等技術。而我們發現,couchone的社區版更適合于我們初學者學習。
下載安裝CouchDB
首先到http://www.couchone.com/get下載couchbase的服務器版本,選擇Couchbase Server的社區版本,如下圖:
在下載后,直接點安裝文件就會進行自動安裝。在安裝后,我們要啟動Couchbase,啟動方法為:
1)到安裝目錄Couchbase/Server/bin下,雙擊erl.exe,啟動erlang環境;
2) 雙擊Couchbase/Server/bin下的couchdb.bat ,啟動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的控制臺頁面了,如下所示,為了更好看到couchdb的交互過程,我們可以同時打開Firebug,如下圖:
順便提醒一下,couchdb大量使用了jQuery插件機制,可以通過http://127.0.0.1:5984/_utils/script/jquery.couch.js看到代碼的詳細情況,有興趣的可以查閱。
創建數據庫用戶
couchdb默認的用戶都是admin,這其實不大安全,因此我們可以先創建一個數據庫用戶,我們在頁面的右下角會發現如下圖描述的有Welcome to Admin Party! Everyone is admin! Fix this的字樣,點Fix this,然后在彈出的窗口中,可以輸入自己要設置的用戶名和密碼,保存即可。
同時,couchdb還支持使用jQuery中的$.couch.signup()方法去創建用戶,這樣,你就可以按照自己的需要去為couchdb去創建用戶了,比如增加一些字段屬性如email等,還可以設置更詳細的couchdb的權限。
開始創建一個文檔數據
下面我們開始使用couchdb的控制面板去創建一個文檔數據,步驟如下:
1)點Create Database,在彈出的窗口中輸入文檔的名稱,這里我們命名為mycouchshop,點確定按鈕后,可以看到在控制面板中出現了我們剛建立的文檔,如下圖:
2)點mycouchshop,將打開這個文檔;
3) 點New Document,這將新建一個文檔;
4) 在打開的文檔中,點Add Field去增加字段,首先,id是默認的字段,我們不需要修改它,我們增加一個字段的名稱name,然后在其value字段中寫入:NETtuts CouchDB Tutorial One,注意在每輸入完一個字段的值的時候,可以雙擊輸入的文本框,讓鼠標離開文本框,以方便輸入下一個字段的值,最后點Save Document保存我們的輸入,系統會自動增加一個rev的字段,這個是表示文檔的版本號,如下圖:
如何更新一個文檔
要注意的是,couchdb只一個只允許增加數據的數據庫,當要對數據庫更新時,只是向其中增加新的更新后的版本,而保留原始的版本。下面我們要對剛才新建立的文檔修改一下結構,步驟為:
1)繼續打開mycouchsho數據庫;
2)選擇增加字段,增加一個名稱為type的字段,值設置為product;
3) 選擇保存該文檔。
此時留意,當保存該文檔后,會發現如下圖所示,最下方couchdb會顯示出目前這個是第幾個版本:
可以看到,目前的是第2個版本了,可以點Previous Version回到上一個版本。
通過Curl去創建文檔
在couchdb中,還可以使用支持使用curl的方式去新建一個文檔,而通過curl向couchdb創建文檔時,couchdb是通過REST的接口進行接收數據的。步驟如下,注意下面的方法需要在linux下運行創建。
1)首先創建一個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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