پایگاه داده مجموعه‌ای از اطلاعات است که به گونه‌ای سازمان یافته که می‌توان به راحتی به آن دسترسی داشت، و آن را مدیریت و به روز رسانی کرد. قبل از آنکه محبوب‌ترین پایگاه داده‌های NoSQL را معرفی کنیم، شما باید پایگاه داده NoSQL را بشناسید. بیشتر برنامه‌نویسان حتی نمی‌دانند که NoSQL مخفف چیست.

پایگاه داده NoSQL چیست؟

پایگاه داده NoSQL (Not Only SQL Databases) سیستم‌های پایگاه داده غیر رابطه‌ای هستند که برای ذخیره و بازیابی داده‌ها استفاده می‌شوند. در دنیای امروز ما نباید همه داده‌ها را فقط در قالب جدول ذخیره کنیم که دارای الگوهای ثابت از پیش تعریف شده نیست. مانند داده‌های تولید شده کاربر، داده‌های GEO location، داده‌های تولید شده IoT، نمونه‌های اجتماعی، نمونه‌هایی از داده‌های دنیای واقعی هستند که به طور تصاعدی در حال افزایش هستند. این حجم عظیم داده‌ها به پردازش زیادی نیاز دارد. در اینجا پایگاه داده NoSQL وارد عمل می‌شود. با استفاده از پایگاه داده NoSQL می‌توانیم اسناد، داده‌های مبتنی بر نمودار، مقدار-کلید (key-value) را به راحتی و سریع‌تر ذخیره کرده و بازیابی کنیم. ما می‌توانیم به راحتی از عملیات SQL joinها جلوگیری کنیم. مقیاس افقی برای مسائل دنیای واقعی (برنامه‌های تجاری شرکت‌ها و وب) با استفاده از دیتابیس‌های NoSQL آسان است. انگیزه استفاده از NoSQL، سادگی طراحی و مقیاس‌گذاری افقی برای کلاسترهای دستگاه‌ها است که دستیابی به آن در پایگاه داده‌های RDMS دشوار است.

بهترین پایگاه داده‌های NoSQL در سال 2021

1. MongoDB

MongoDB شناخته‌شده‌ترین دیتابیس در بین پایگاه داده‌های NoSQL است. یک پایگاه داده Open-Source است که داکیومنت محور است. MongoDB یک پایگاه داده مقیاس‌پذیر و قابل دسترس است. در C++ می‌باشد. همچنین می‌تواند به عنوان فایل سیستم مورد استفاده قرار گیرد. در MongoDB، جاوااسکریپت می‌تواند به عنوان زبان کوئری استفاده شود. در فریم‌ورک‌های محبوب جاوااسکریپت بسیار سودمند است. عملکرد شگفت‌انگیز و ویژگی‌های جدید آن، این پایگاه داده NoSQL را در رتبه یک این لیست قرار داده است.

مزایای MongoDB

راه‌اندازی MongoDB آسان است

MongoDB Inc. از کلاینت‌های خود به صورت حرفه‌ای پشتیبانی می‌کند

سرعت بالایی دارد

پایگاه داده Schema-less است

دارای مقیاس‌پذیری افقی است

عملکرد بسیار بالایی دارد

معایب MongoDB

از join ها پشتیبانی نمی‌کند

سایز داده‌ها زیاد است

تو در تویی داکیومنت‌ها محدود است

استفاده غیرضروری از حافظه را افزایش می‌دهد

2. Cassandra

Cassandra برای جستجوی اینباکس در فیس‌بوک ساخته شده است. یک سیستم ذخیره‌سازی داده توزیع‌شده برای مدیریت مقدار بسیار زیادی از داده‌های ساخت‌‌یافته است. به طور کلی، این داده‌ها در میان بسیاری از سرورهای کالا پخش می‌شوند. همچنین می‌توانید ظرفیت ذخیره‌سازی داده‌های خود را که سرویس‌های شما را به صورت آنلاین نگه می‌دارد اضافه کنید و به راحتی می‌توانید این کار را انجام دهید.

مزایای Cassandra

مقیاس‌پذیری بالا

هیچ نقطه‌ای از شکست وجود ندارد

با سایر برنامه‌های مبتنی بر JVM ادغام می‌شود

برای توسعه چندین دیتا سنتر، افزونگی، خرابی و بازیابی بسیار مناسب است

معایب Cassandra

پشتیبانی محدود از تراکم

عملکرد غیر قابل پیش‌بینی

از کوئری ad-hoc پشتیبانی نمی‌کند

3. Redis

Redis (Remote Dictionary Server) یک key-value store است. علاوه بر این معروف‌ترین key-value store محسوب می‌شود. از C++، PHP، Ruby، Python، Perl، Scala و غیره پشتیبانی می‌کند. Redis به زبان C ساخته شده است. یک پایگاه داده حافظه‌ای است اما بر روی دیسک پایدار است.

مزایای Redis

انواع داده‌های بسیار متنوعی را پشتیبانی می‌کند

نصب آسانی دارد

بسیار سریع است

دارای ابزارهای چند منظوره است

معایب Redis

از join ها پشتیبانی نمی‌کند

مجموعه داده‌ها باید به راحتی در حافظه گنجانده شوند

دانش مورد نیاز Lua برای روندهای ذخیره‌سازی

4. HBase

یک پایگاه داده توزیع‌شده و غیررابطه‌ای است که برای دیتابیس BigTable توسط گوگل طراحی شده است. یکی از اهداف اصلی HBase هاستینگ میلیادرها سطر و میلیون‌ها ستون است. برای افزایش ظرفیت می‌توانید سرورها را هر زمان اضافه کنید. و چندین گره اصلی دسترسی زیاد به داده‌های شما را تضمین می‌کند. HBase در جاوا 8 ساخته شده است. مجوز آپاچی را دارد.

مزایای HBase

جستجوی سریع برای جداول بزرگ‌تر را فراهم می‌کند

Java API آسان برای کلاینت

Auto-sharding

لایسنس رایگان

مجموعه داده‌های بزرگ را بر روی ذخیره فایل HDFS مدیریت می‌کند

در طراحی schema انعطاف پذیر است

دارای سرعت بالایی است

معایب HBase

از transaction پشتیبانی نمی‌کند

مجوز یا احراز هویت داخلی ندارد

تنها نقطه خرابی (وقتی فقط یک HMaster استفاده می‌شود)

از ساختار SQL پشتیبانی نمی‌کند

مشکلات حافظه بر روی کلاستر

5. Neo4j

به عنوان پایگاه داده گرافیکی native استفاده می‌‌شود زیرا مدل گراف را تا سطح ذخیره‌سازی به طور موثر پیاده‌سازی می‌کند. این بدان معناست که داده‌ها دقیقا همان طور که شما آن‌ها را بر روی وایت‌برد قرار می‌دهید ذخیره می‌شوند و پایگاه داده برای حرکت و پیمودن گراف از اشاره‌گر استفاده می‌کند.

مزایای Neo4j

گره‌های مجاز را به آسانی بازیابی می‌کند یا بدون join و ایندکس با جزئیات ارتباط برقرار می‌کند

یادگیری دستورات زبان کوئری Neo4j آسان است

برای بازیابی داده‌ها نیازی به  joinهای پیچیده نیست

دسترسی بالا برای سازمان‌های بزرگ در برنامه‌های واقعی

معایب Neo4j

از Sharding پشتیبانی نمی‌کند

6. RavenDB

RavenDB پایگاه داده اصلی اسناد NoSQL است که یکپارچگی داده‌های معاملاتی (ACID) را در میان چندین اسناد پایگاه داده و کل کلاستر پایگاه داده شما ارائه می‌دهد. RavenDB که یک پایگاه داده توزیع‌شده open source است، دسترسی‌پذیری بالا و عملکرد بسیار خوبی را ارائه می‌دهد. استفاده از آن با بسیاری از ابزارهای native برای از بین بردن نیاز به افزونه‌ها، اکسترنال‌ها یا پشتیبانی غیرضروری برای افزایش بهره‌وری توسعه‌دهنده آسان است.

مزایای RavenDB

پشتیبانی از چندین زبان: Net.، C#، Go، Java، JavaScript (Node.js)، Python، Ruby

ویژگی‌های RavenDB برای به حداقل رساندن دردسرهای توسعه‌دهنده و سربار ساخته شده‌اند

استفاده از حافظه نسبت به نسخه‌های جدید ثابت است. استفاده بهینه RavenDB از حافظه بر روی سرورهای Raspberri Pi و ARM یک مورد بسیار مناسب است

هر آنچه که نیاز دارید در دسترس است، ادغام شخص ثالث را کاهش می‌دهد و پیچیدگی را به حداقل می‌رساند

دیتابیس Schemaless

پشتیبانی از چندین سیستم عامل سرور: Linux، macOS، Raspberry Pi، Windows

معایب RavenDB

از data sharding پشتیبانی نمی‌کند

از join ها پشتیبانی نمی‌کند

در اینجا برخی از محبوب ترین پایگاه داده‌های NoSQL را همراه با جوانب مثبت و منفی آن‌ها معرفی کردیم. علاوه بر این شش موردی که ذکر شد می‌توان به مواردی همچون Oracle NoSQL، Amazon DynamoDB، Couchbase، Memcached و CouchDB نیز اشاره کرد. شما می‌توانید با توجه به نوع پروژه خود مناسب‌ترین پایگاه داده را انتخاب کنید. ما باید بدانیم چگونه پایگاه داده خود را با افزایش داده در برنامه‌ها مقیاس‌بندی کنیم. هر ادمین پایگاه‌ داده‌ای باید اولین قاعده CAP را یاد بگیرد و هر پایگاه داده را بر اساس نیازهای برنامه بیاموزد و آن را انتخاب کند.