NoSQL 資料庫的選型和比較

2024 年 6 月 16 日 by Dex

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思考情境和需求

由於工作上後端任務的需求，開始進行了資料庫的選型研究，這也身為資料工程師的職責之一，同時也是想晉升至雲端架構師前，很重要的學習

再開始選擇工具時，一定要考量的便是使用情境、需求和使用者，從這三點去著手思考，才能找出最佳解決方案。

使用者：這次得使用者是我們後端開發者所需，因為這是安裝在後台的地端主機上，為了傳輸和串接方便所使用的，所以使用者上這次不要琢磨太多。
情境 : 需安裝在地端環境，需要一個輕量級的DB即可，因為是位於內網，不需要和外部互聯，所以可以是無需Server的。
需求：資料是以JSON 檔方式存在，導入到其中，且這個JSON檔的資料內容和資料格式可能會不一致，也就是有些JSON可能是有第1~5個key值，有些JSON資料又是第2~6個key值，這對需要固定相同欄位關聯式資料庫的Table較無法適用，所以在一開始設定就先不考慮一般的SQL資料庫

調研與解析

三種輕量型且符合JSON使用格式的NoSQL資料庫

為了找到最合適的的solution，我開始調研各種輕量級的 NoSQL 資料庫。與其他大型 NoSQL 資料庫相比，我決定探討三種符合 JSON 格式的 NoSQL ：NeDB、LokiJS 、 PouchDB。這些資料庫都不需要伺服器，可以方便地安裝在本地端環境中，同時也能滿足我們對資料操作和查詢的需求。

其他常見的NoSQL資料庫比較

我也一並把其他常見的NoSQL，一起做調研和比較，以此確認自己的判斷是否合理和正確。

MongoDB

MongoDB 是一個文件型 NoSQL 資料庫，適用於多種規模的應用。它具有高擴展性和靈活性。
優點： 1.強大的查詢和聚合功能。 2.高擴展性，適合大規模應用。
缺點： 1.需要伺服器運行，資源消耗較大。 2.安裝和管理較為複雜。

Redis

介紹：Redis 是一個高性能的鍵值型 NoSQL 資料庫，常用於高速緩存和實時應用。
優點： 1.高性能和低延遲。 2.支持多種數據結構。
缺點： 1.記憶體限制可能影響資料集大小。 2.不適合複雜查詢。

Cassandra

介紹： Cassandra 是一個高度可擴展和分散式的 NoSQL 資料庫，適合需要高可用性和大規模數據存儲的應用。
優點： 1.高擴展性和高可用性。 2.適合處理大規模數據和多數據中心複製。
缺點： 1.維護較為複雜。 2.不如其他資料庫靈活。

確認以上這些較大型的NoSQL都不符合我需要的解決方案後，我便要從三種輕量型JSON格式NoSQL挑選

最終選型結果

先公佈我的答案，如果需要處理大量JSON檔且頻繁地進行更新和讀取操作，最佳選擇是 PouchDB。

為什麼選擇 PouchDB？

JSON 格式：這點是必須的，一定要符合，使用 JSON 格式存儲數據，與我們的需求完全契合。
數據可靠性：PouchDB 支持本地存儲和與 CouchDB雲端能夠同步，確保數據的一致和可靠性。
離線功能：PouchDB 特別適合離線應用，能在斷網時正常運行，並在恢復網絡時自動同步數據，這對於要安裝在地端環境的情境非常適合。

比較與考量

雖然LokiJS 在操作速度上具有優勢，但其數據持久性和大量數據的管理有一定挑戰。而 NeDB 雖然簡單易用，但在高併發下性能不佳且不支持同步功能。在更大規模和更高複雜度的應用場景下。MongoDB 和 Redis 提供了強大的功能和靈活性，而 Cassandra 和 CouchDB 則適合高可用性和分散式數據存取的應用。但這些大型的就先不考慮。綜合上述，PouchDB 在可靠性、靈活性和數據一致方面，使其成為我處理大量JSON文件並頻繁進行更新和讀取的最佳選擇。

最後附上調研比較的表格，給大家參考

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