常见数据库介绍和使用场景

在构建系统时要进行设计考虑和权衡。

1.介绍

要选择正确的存储解决方案，需要以下考虑。

关键因素

• 数据结构
• 查询模式
• 您需要处理的数量或规模

2.缓存解决方案

• 如果您经常调用数据库或远程调用具有高延迟的独立服务，则可能需要[缓存]（https://interviewdaemon.com/courses/design-concepts-a-to-z/lessons / caching /）您本地的一些数据。
• 一些关键值缓存存储解决方案是Memcached，Hazelcast，Redis等
• 大多数使用Redis，Memcache和Elasticache。

3.文件存储解决方案

• 文件存储用作图像，视频等的数据存储。
• 数据库旨在存储可以查询的信息，而您不需要查询的文件，只需按原样提供它们即可。这是当我们使用称为Blob存储的东西时。
• Amazon S3主要用于Blob存储

4.CDN

• 通常，blob存储与[内容交付网络]（https://interviewdaemon.com/courses/design-concepts-a-to-z/lessons/content-distribution-network-cdn/）或[CDN]（https://interviewdaemon.com/courses/design-concepts-a-to-z/lessons/content-distribution-network-cdn/）。
• CDN是遍布全球的服务器网络，可在不同地理位置提供内容并减少延迟。
• 如果您要从中获取内容的服务器离您的地理位置更近，则将以更快的方式将内容传递给您。

5.文本搜索功能

5.1.文本搜索

• 假设您要构建搜索功能，用户可以在其中按电影，流派，演员，女演员，导演等进行搜索。
• 在这里，您可以使用诸如Solr之类的搜索引擎
• 它建立在Apache Lucene之上

5.2.模糊搜索

• 如果您在搜索中搜索拼写错误/不正确的单词，并且搜索结果中包含正确的单词结果，则称为模糊搜索。
• 搜索引擎存储临时数据或索引数据，并且不保证长期数据，因此搜索存储不用作主存储。
• 例如，如果我们输入“ intraviw”，它将根据“面试”进行搜索
• 我们可以从主数据库中将数据加载到它们，以减少搜索延迟并提供基于模糊和相关性的文本搜索。
• 可以支持模糊搜索的Elasticsearch。
• 它也是基于Apache Lucene构建的

6.时间系列数据库

• 假设我们正在尝试建立度量跟踪系统，或者在任何基于时间的数据库中我们都需要一个时间序列数据库。
• 与标准关系数据库不同，时间序列数据库永远不会被随机更新。
• 大部分会依序追加。
• 相对于随机读取，在特定时间范围内会有更多的批量读取。在过去1周，10天，1个月，1年等时间内，有多少人观看了编解码器视频。
• 时间序列数据库的一些示例是OpenTSDB，InfluxDB等。
• 我们还可以使用任何非关系时间序列数据库。

7.分析和数据仓库

• 我们需要一个大型数据库来转储可供我们使用的所有数据，以执行分析。
• 主要用于离线报告，而非事务性
• 存储所有数据，以便他们可以执行分析。
• HDFS通常用于存储海量数据
• Hadoop和Spark是非常常用的数据仓库和处理。

8.SQL与NoSQL

8.1.SQL

• 结构取决于我们用来确定将使用哪种类型的因素
• 如果您需要[ACID]（https://interviewdaemon.com/courses/design-concepts-a-to-z/lessons/acid-vs-base-property/）属性，则需要使用关系DBMS。
• 一些示例是MySQL，Oracle，Postgres等
• 付款系统主要需要交易和原子性。
• [强一致性]（https://interviewdaemon.com/courses/design-concepts-a-to-z/lessons/database-consistency/）主要可以通过SQL数据库来实现。

8.2.NoSQL

• 假设您正在尝试为诸如Amazon之类的商品建立目录，您想在其中存储有关具有各种属性的不同产品的信息。
• 例如，不同产品的这些属性通常不同。药品将有有效期，但冰箱将具有能量等级。
• 在这种情况下，我们的数据不能表示为表格。这意味着我们需要使用NoSQL数据库。
• 如果您需要[BASE]（https://interviewdaemon.com/courses/design-concepts-a-to-z/lessons/acid-vs-base-property/）属性，则可以使用非关系数据库前进。
• 对于[最终一致性]（https://interviewdaemon.com/courses/design-concepts-a-to-z/lessons/database-consistency/），我们可以使用NoSQL数据库
• 最常见的NoSQL DB是MongoDB，Cassandra，DynamoDB

8.2.1.基于文档（基于查询的数据）

• 如果我们拥有大量数据-不仅是数量，而且还有各种各样的属性-并且我们需要运行各种各样的查询，则需要使用一种称为Document DB的东西。
• 使用文档数据库，随机查询或其他查询最有效
• Couchbase或MongoDB是一些常用的文档数据库

8.2.2.图形存储

• 这些类型的数据库使数据可视化更加容易。
• 它们非常善于在节点的帮助下存储不同数据点之间的关系。
• 图形存储可能不是最可扩展的数据库。
• 但是，它们在防止欺诈等使用案例方面效率很高。
• 图形数据库的常见示例是Neo4j 和 JanusGraph。

8.2.3.Key-value 存储

• 这些都是非常简单的数据库管理系统，存储关键值对。
• 最终目标是快速获取基本数据。
• 这些类型的数据库的常见用例是排行榜和购物车数据。
• redis是流行的key value 存储。

8.2.4.柱状数据库（不断增加的数据）

• 有限的查询种类，但是数据库的大小持续快速增加。例如订单，目录
• 现在，Uber司机的数量将逐日增加，即每天收集的数据也会逐日增加。这成为越来越多的数据。
• 在这种情况下，我们使用诸如Cassandra或HBase之类的列式数据库。

9.不同数据库的组合

示例：Amazon.com

• 对于一个我们只有一件库存产品，但有多个用户试图购买它的产品，它应该只卖给一个用户，这意味着我们在这里需要ACID。因此，一个明显的选择应该是像MySQL这样的关系数据库。
• 与亚马逊产品相关的数据将会不断增加，并且会有各种各样的属性。我们应该使用像Cassandra这样的Columnar NoSQL数据库。。
• 我们可以在MySQL数据库中存储尚未交付的订单数据，一旦订单完成，我们可以将其移到Cassandra永久存储。。
• 用于报告系统有多少人购买了一个特定的项目。因此，报告不能针对单个产品，而应该针对产品的子集，这些产品可以在Cassandra或MySQL中。这样的需求就是我们最好的选择是像Mongo DB这样的文档DB的一个例子。
• 假设您想要查看上个月有多少人买了糖，您可以从Mongo DB获取订单id，并使用此订单id从Cassandra或MySQL获取其余数据。

资料来源：https://www.codekarle.com/system-design/Database-system-design.html
https://towardsdatascience.com/choosing-the-right-database-in-a-system-design-interview-b8af9c6dc525