# 閱讀技術文章_基礎關聯式資料庫與非關聯式資料庫_SQL/NoSQL

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[SQL/NoSQL是什麼？認識資料庫管理系統DBMS](https://tw.alphacamp.co/blog/sql-nosql-database-dbms-introduction)(閱)

筆記內所有成就皆不來自我,感激技術文章分享者

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## 目錄
- SQL
- NoSQL
- 關聯式資料庫
- 非關聯式資料庫

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## SQL
SQL (Structured Query Language 結構化查詢語言)
專門用來管理與查詢 **關聯式資料庫(Relational database)** 的程式語言

NoSQL資料庫的意思是 "Not Only SQL"，也就是不限定為「關聯式資料庫」的資料庫管理系統的統稱。

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## 關聯式資料庫（Relational Database Menagement System, RDBMS）

關聯式資料庫有三個特質：

1）資料是以一個或是多個資料表 (table) 的方式存放。
在關聯式資料庫裡，每一筆資料都是在 table 中的一個 record，然後再把不同的 table 集合起來，就成為一個關聯式資料庫。


所以使用關聯式資料庫的網站，背後都有多個 table，負責紀錄不同的資料。例如在一個電商網站中，應該會有賣家、商品、分類、使用者和交易紀錄等資料表，然後它們各自也有不同的關聯。

2）資料之間有明確的關聯。
關聯式資料庫一般都用來儲存結構化的資料，而資料之間大多會有清楚的關聯。以電影清單專案為例，我們只有一種資料需要處理，就是「電影 (movie)」 的內容。在建立 To-do List 的認證系統的時候，我們則有 todo 跟 user 這兩種資料，並需要建立它們直接的關聯。而在關聯式資料庫裡，這兩種資料會以兩個資料表來存放，而在兩個資料表之間，我們也會設定「使用者擁有 todo」這個關聯：


3）關聯式資料庫以 SQL 語言操作
SQL (Structured Query Language 結構化查詢語言) 是一種專門用來管理與查詢關聯式資料庫的程式語言。透過 SQL，我們能在關聯式資料庫裡新增、查詢、更新和刪除資料，同時也能建立和修改資料庫模式。它的語法簡單直接，一切都是以資料為主角去思考。讓我們一起來看一個簡單的 SQL 的範例：

SELECT * FROM [TABLE_NAME] WHERE [COND];

這句話的意思，就是「從 [TABLE_NAME] 的資料表中取出滿足 [COND] 條件的資料。

在過去的幾十年裡，關聯式資料庫的發展並不是一帆風順，有很多批評者，但由於關聯式資料庫使用簡單，穩定度高，而 SQL 功能強大，並且也積累了很多企業開放支援 SQL 的軟體與大量的成功案例，所以目前關聯式資料庫仍是最多軟體開發者使用的資料庫系統。

## NoSQL 非關聯式資料庫

隨著電腦、行動裝置、與互聯網的普及，網路應用程式的流量大幅地增長，同時 互聯網也進入「使用者生產內容 (user generated content)」為主流的時代。對於 Youtube、Facebook 這些社交網站來說，每分每秒需要處理的資料量是過去一般網站的非常多倍。

**而從使用者的角度來看，他們在這些平台上對於資料的需求也跟過去不太一樣。資料庫的主要功能，從過去的「能夠無錯誤地同步處理結構清楚的資料」，到現在慢慢有新需求誕生：「處理高速且大量產生的資料，但不需要即時同步，也不需絕對地零錯誤。」為了呼應這個需求，NoSQL 資料庫就隨之興起了。**

>> 處理高速且大量產生的資料，但不需要即時同步，也不需絕對地零錯誤

### Not Only SQL (NoSQL)
NoSQL 的意思是 "Not Only SQL"，也就是不限定為「關聯式資料庫」的資料庫管理系統的統稱，在操作上，NoSQL 並不支持 SQL 語法 與 SQL 的邏輯。所以，NoSQL 資料庫通常不使用關聯模型，也並不需要固定的結構 (也就是 schema-free)。但有需要時， NoSQL 也可以使用關聯模型與 schema。

**NoSQL 將聚集後的資料，作為儲存的最小單位，透過縝密豐富的資料結構，有利於將資料分散到 *多個節點*
比起資料的關聯，NoSQL 更關注資料所代表的人（例如使用者）與物（例如一篇分享在社交平台上的文章）的「狀態」變動，例如文章被分享、按讚等。**

### 文件資料庫 (document database)
文件資料庫是NoSQL資料庫的一種，顧名思義，是把資料存放成「文件 (documents)」，這些文件會組成為「集合 (collection)」並放在一起，圖示如下：


在文件資料庫裡，文件會存成 JSON 格式，而資料物件會由「屬性-值」 (attribute-vaule pair) 或陣列組成。例如下圖：


NoSQL 還有一個特點是， **不講求資料同步，只求最後結果一致**。怎麼說呢？

我們先來看一個例子。如果我們今天要匯出一筆款項給商家，那麼當款項從我們的帳戶匯出後，系統一定要同步「帳戶已經扣除這筆款項」這個訊息，不然款項可能會被重複扣除，或者其他系統會誤以為我們帳戶的結餘跟匯款前一樣。這是適合使用 SQL 的情境。

至於適合 NoSQL、所謂不講求資料同步，只求結果一致的情境是什麼呢？

例如我們要來處理一篇在 Facebook 上的 po 文有多少人按讚時，其實這個訊息的準確性就不是非常重要。當一篇文章獲得第 100 個按讚時，某些使用者可能會馬上看到新的數字，但部分使用者可能要隔數十秒後才看到按讚數從 99 轉到 100。這種延誤，並不會造成什麼嚴重的問題。而對 Facebook 來說，更重要的是能在一定的成本之下，去處理大量的數據。順便告訴你，有報導說：(link)Facebook 每一分鐘會收到超過四百萬個讚！

由於 NoSQL 的種類很多，而技術的成熟度與使用場景不一，所以目前業界還是以 SQL 資料庫佔大多數。在 (link)Stackoverflow 2018 年的調查結果，關聯式資料庫系統還是最多開發者使用的資料庫管理系統，佔前五名中的首四名！

延伸閱讀：[SQL (關聯式) 與NoSQL (非關聯式) 資料庫的比較](https://aws.amazon.com/tw/nosql/)

## 應用程式與資料庫
當你要在你的應用程式裡整合資料庫管理系統時，需要瞭解以下三件事：

- 應用程式如何與資料庫溝通
- 選擇用什麼資料庫
- 如何在應用程式裡定義資料結構

## 與資料庫溝通：**ODM** 與 **ORM**
若需要使用資料庫的功能，比如查詢、新增、修改或刪除資料等，就必須使用資料庫管理系統 (DBMS) 提供的原生查詢語言，其中最著名的是SQL (structured query language)，也就是是專門用來操作關聯式資料庫的語言。

**但在實務上，當我們用 Express.js 開發應用程式時，會希望能直接用 JavaScript 操作資料庫，
*而不需要另外撰寫 SQL。換成不同的程式語言*
也會有一樣的需求，因此有人開發了一種叫「物件映射 (object mapping)」 的技術，主要是用程式語言裡的「物件」來包裝資料庫的 SQL，讓開發者可以直接使用物件導向的方式操作資料庫。**

依不同的資料庫類型，會分別使用不同的映射技術：

- 文件資料庫：ODM (Object Document Mapper)
- 關聯式資料庫：ORM (Object Relational Mapping)

兩種技術的用途與概念非常類似，只是對應的類型不同。ODM 是針對文件資料庫 (document database) 的技術，而 ORM 則是針對關聯式資料庫 (relational database)。
**不過簡單來說，ODM 與 ORM 都是讓開發者可以使用物件導向語法來操作資料庫，同時也增加程式碼的易讀性與維護性。**

舉個例子，如果我們要在 Todo 資料庫尋找一筆名為「買蘋果」，但還沒被完成的待辦事項 (todo)，透過 ORM 的語法：

若使用 SQL 的指令的話，會是：

可以看到，使用物件導向語法時，程式碼會更簡潔，而且可以更好地銜接程式碼中同樣以物件導向語法建立的部分。

需要注意的是，任何技術都有優、缺點，ORM 與 ODM 也不例外。有部分開發者甚至大力反對使用 ORM 與 ODM，認為直接用資料庫管理系統的原生語言（如 SQL），才能確保操作時的效率與準確。

有很多不同的資料庫如 MongoDB、MySQL、PostgreSQL 等等。當你為自己的應用程式選擇一個資料庫時，也需要選擇對應的 ORM/ODM 系統。