1.5.1 分布式存儲(chǔ)概念

分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)通常指的是有多個(gè)用于存儲(chǔ)信息的節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而且對(duì)于絕大多數(shù)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們都會(huì)原生支持節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)復(fù)制和同步。一般來(lái)說(shuō)，如果用戶的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)或?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，其中對(duì)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)指的是在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)地位相同，沒(méi)有主從關(guān)系，則把這類系統(tǒng)稱為分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。

考慮到分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的多節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)特性，就不得不思考如何才能高效地訪問(wèn)大批量節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。因此，絕大多數(shù)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)都是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)然，凡事都有例外，像Oracle Clusterware、MySQL的Sharding集群方案，也能解決一定程度上的分布式存儲(chǔ)需求。

對(duì)于分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最重要的問(wèn)題是如何確保在眾多節(jié)點(diǎn)中保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性、容錯(cuò)性、數(shù)據(jù)可恢復(fù)能力和負(fù)載均衡。一般來(lái)說(shuō)，為了確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)的負(fù)載保持在一個(gè)水平上，我們還要考慮數(shù)據(jù)的分布問(wèn)題，采用什么方法確保數(shù)據(jù)分布的均勻性，除了數(shù)據(jù)均勻，我們還要考慮數(shù)據(jù)訪問(wèn)的頻率等因素，這樣才能確保節(jié)點(diǎn)負(fù)載和訪問(wèn)頻率保持相對(duì)均衡，例如，在Apache Cassandra中，就使用Partition Key作為數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)的依據(jù)之一對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。另外，對(duì)于數(shù)據(jù)寫入的事務(wù)性也是需要確保的，這是傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)必備的功能之一，但在分布式系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法會(huì)很不一樣。事務(wù)性不僅僅是分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)所需的特性之一，對(duì)于分布式實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，操作的事務(wù)性同樣重要，在后續(xù)章節(jié)中將會(huì)介紹實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的事務(wù)功能。

和傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（Oracle 11g）相比，這些NoSQL數(shù)據(jù)都各有優(yōu)缺點(diǎn)。

1）模式相對(duì)自由，適合存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)往往沒(méi)有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)模式限定，因此我們可以在業(yè)務(wù)需求變更時(shí)方便地修改數(shù)據(jù)庫(kù)模式而不會(huì)引起原來(lái)數(shù)據(jù)的變化。這個(gè)特性的優(yōu)點(diǎn)在于可以快速適應(yīng)業(yè)務(wù)變化，缺點(diǎn)在于沒(méi)有模式來(lái)幫助我們維護(hù)數(shù)據(jù)的合法性。

2）數(shù)據(jù)一致性和事務(wù)性較弱：NoSQL往往為了提升速度而舍棄了許多數(shù)據(jù)一致性的保證。在NoSQL中，數(shù)據(jù)一致性完全需要用戶在上層邏輯中維護(hù)。此外，NoSQL大部分都不支持事務(wù)或者事務(wù)功能較弱，基本都是基于性能而舍棄這些特性。

3）查詢與關(guān)聯(lián)功能有限：由于NoSQL沒(méi)有像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)那樣，數(shù)據(jù)之間有那么多關(guān)聯(lián)，因此難以建立很完善的查詢與關(guān)聯(lián)功能，即使有（如Cassandara），也會(huì)在功能上有諸多限制。一般關(guān)聯(lián)需要用戶在上層解決。

4）讀寫性能問(wèn)題：部分NoSQL的讀寫性能并不是非常好，如Cassandra，在寫入時(shí)非?？?，但是讀取時(shí)則較慢。而MongoDB這種文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的檢索時(shí)很快，但是當(dāng)檢索條件復(fù)雜時(shí)（無(wú)法充分利用索引時(shí)），速度就會(huì)很慢。一般NoSQL由于不需要維護(hù)數(shù)據(jù)一致性，因此都具有很高的寫入性能。