分析MongoDB和MySQL各自的關鍵特性、差別和優勢

目錄什么是 MySQL？什么是 MongoDB？MongoDB 與 MySQL 的差異數據模式和容量性能和速度安全性事務的特性：原子性、一致性、隔離性和持久性查詢MongoDB vs. MySQL：分別在什么情況下使用結論

MongoDB 和 MySQL 都是不錯的數據庫，都具有優良的性能。然而，它們是否成功取決于應用場景。首先應當了解它們各自不同的運行環境，而不能只比較各自的優點和缺點。因此，在本文中，我們將探討 MongoDB 和 MySQL 各自的關鍵特性、差別和優勢。

堅持把本文看完，你就能更深入了解兩種數據庫的差異（有很大的不同），從而作出合適的選擇。

什么是 MySQL？

MySQL 是一個開源的 RDBMS，即關系數據庫系統。更確切地說，關系數據庫系統是一個用于更新、管理和設計關系數據庫的應用程序，它很有用，也有利于程序的編碼。關系數據庫是一種數據庫（數據通常以表格形式呈現），它支持在同一個數據庫中根據數據間的關聯關系來查詢數據。MySQL、PostgreSQL 和 SQL 都屬于關系數據庫系統，它們都有各自的 SQL（結構化查詢語言） 標準。

MySQL 是最常用的開源 RDBMS 之一，它于 1995 年面世，因其可靠性持續受到業界的好評。而且它使用很方便。由于數據庫模式是根據某種規則預先定義的，數據以行和列的形式存在，還能體現不同表的字段間的關系。

什么是 MongoDB？

MongoDB 也是開源的，但它是一種基于文件存儲的數據庫，這點跟 MySQL 不同。它把文檔存儲在數據集合中，而不是存儲于關系表中。

使用 MongoDB 時，數據模式不是固定的。在一個集合內部刪除或修改文檔的某些屬性是可行的，這就提供了很大的靈活性。而且，同一集合內的文檔，其結構可以是完全不同的。

MongoDB 與 MySQL 的差異

正如前文所述，這兩種開源數據庫的主要差別在于，MySQL 是關系型的，MongoDB 是基于文件存儲的。在本章中，我們將研究這種差異代表什么，包括數據模式和容量、性能和速度、安全性和查詢語言等方面。

數據模式和容量

在 MongoDB 中，數據是以類似于 JSON 文件的名值對形式存在的，因其模式設計，它對數據的約束條件較少。因此如果數據是快速變化的，MongoDB 就很有優勢。另外，MongoDB 還提供了預定義的結構，如果需要也可以使用。

關于數據模式，MySQL 就不一樣了。在 MySQL 中雖然可以改變模式，但是其靈活性和動態性比基于文件存儲的數據庫差。在存入任何數據之前，MySQL 都會強制進行檢查，如果存入數據后表和列符合預先定義的規則，才會真正執行。更改數據模式也需要重新設計數據庫的 DDL（數據定義語言）和 DML（數據建模語言）。

關系型數據庫和文檔型數據庫都使用了 DDL 和 DML 的概念。然而，在關系數據庫中，DDL 和 DML 的定義很重要。反之，MongoDB 的數據模式的擴展性較強，不像 MySQL 那樣關注數據結構。雖然這似乎是一個很大的缺點，但這種一致性實際上是 MySQL 最大的優勢，因為它確保了數據的結構化，維持了數據的清潔性。

每個 MongoDB 數據庫都包含了若干個集合，或者更準確的說，是由一些文檔組成的。這些文檔可能包含各種各樣的信息字段和類型，并支持存儲各種內容和大小的數據。在 MySQL 中，由于數據模式比較具有約束力，一個表中的每條數據都有同樣的列，因此當數據庫體量很大時，就很難對它進行管理。所以，如果數據庫太大且很復雜的情況下，MySQL 處理能力就不如 MongoDB 了。

換句話說，基于文件存儲的 MongoDB 比 關系型的 MySQL 更適合處理大量的、結構多變的復雜數據。

性能和速度

MongoDB 接收任何數據都比 MySQL 快，而且能接收的數據量也比 MySQL 多。然而，猜想這樣一種業務，數據量很小，數據結構也不那么多變，因此不必過于追求快速，那么其他特性（像可靠性和一致性）就成為優先考慮的因素了。

我們需要比較每一種數據庫的速度，但更重要的是了解在業務或項目的需求約束下，哪種數據庫更合適或性能更優。

如果項目需求側重于數據的隱私性和完整性，MySQL 就是成熟且合理的方案。由于數據模式是明確的，MySQL 憑借數據表使數據類型系統化，使數據中各自的值都能充分查詢并且容易搜索，所以使用 MySQL 意味著數據庫結構是穩定不變的。但是，對于非結構化的數據，它就不適合。MySQL 最大的優點（也可以說是缺點）在于需要事先定義數據結構，這就避免了很多技術債務。但是，在某些情況下，數據太復雜，就難以設計一套合適的模式。

另一方面，MongoDB 在處理非結構化數據時更靈活，速度也快。在數據模式難以預先定義的情況下，基于文件存儲的數據庫就比較適合。然而，如果數據是多樣化的，在數據的某個屬性上添加索引是難以實現的。因此數據模式需要不斷優化。此時如果片面追求一致性，反而會帶來風險。

安全性

MySQL 利用一套基于權限的安全模型，即用戶對數據庫進行操作需要身份認證，系統也可以授予或禁止用戶對某個數據庫進行操作的權限。而且如果應用程序需要從數據庫獲取數據，就需要使用 SSL 這種安全協議建立加密連接。

MongoDB 的安全體系是由基于角色的訪問控制組成的，包括身份認證、授權和審計。另外，如果有加密的需要，也會使用 TLS 和 SSL。

雖然 MongoDB 和 MySQL 都提供了安全模型，在項目需要一定的可靠性和數據一致性的情況下都可以使用，但 MySQL 是最適合的選項。

事務的特性：原子性、一致性、隔離性和持久性

在計算機科學中，ACID 是指數據庫事務應當具有的屬性，滿足了這些屬性，數據才是有效的。它們分別是：原子性、一致性、隔離性和持久性。

人們通常認為 MySQL 是符合 ACID 標準的，但對于 MongoDB 來說，一味地去滿足 ACID 標準就不是最優策略了，因為它會犧牲速度和可用性。MongoDB 于 2018 年開始支持 ACID 多文檔事務。但是，默認情況下，此選項處于關閉狀態。另一方面，MySQL 的事務符合 ACID 標準，就事務的屬性而言，它可以確保數據有效性。

查詢

MySQL 使用 SQL 語句從一個或幾個數據表中獲取數據。SQL 是最流行的查詢語言，只需要與 DDL 和 DML 相結合，就可以跟數據庫系統通信。

相反，MongoDB 使用的是非結構化查詢語言。從基于 JSON 的文件型數據庫中查詢數據，第一要務是使用與結果匹配的屬性來搜索文檔。

換句話說，為了獲取 MongoDB 中的數據，需要執行查詢操作。應當執行這個函數：db.collection.find()。MongoDB 支持多種語言（類似于 Python, Java, C##, Perl, PHP, Ruby, 以及JavaScript），只要在該語言中查詢可以構建，MongoDB 都支持使用。復合查詢可以使用查詢操作符為集合文檔中的各個字段建立特定的條件。查詢操作符（$and, $or, $type, $eq等）用于定義條件和過濾器。通過查詢獲取到的數據是由查詢條件決定的，進一步來說，查詢、更新、刪除的對象都是查詢條件決定的。

然而，MongoDB 不支持連接查詢，也沒有與它等同的替代方案。MySQL 支持 JOIN 操作符（包括內連接、外連接、左連接、右連接、全連接），它用于從兩個或更多的表中獲取數據。簡單地說，這些操作允許使用單個 SQL 語句來關聯多個表中的數據。

MongoDB vs. MySQL：分別在什么情況下使用

因為使用環境不同，很難說哪種數據庫更好。實際上，MySQL 和 MongoDB 的運行原理完全不同，都是很好用的數據庫管理系統。所以，即使其中一種對某些業務或項目很適合，對其他不同的需求來說就未必是最好的選擇。公司會根據不同的項目需求來選擇合適的數據庫。

它們之間為數不多的共同點之一就是開源和易于訪問。此外，兩種系統都提供了有附加功能的商業版。除了這些相似性，它們最關鍵的不同點在于一個是關系型的，而另一個不是。

MongoDB 是一種文檔型數據庫，由于它不限制數據量和數據類型，它是高容量環境下最合適的解決方案。由于 MongoDB 具備云服務需要的水平可伸縮性和靈活性，它非常適合云計算服務的開發。另外，它降低了負載，簡化了業務或項目內部的擴展，實現了高可用和數據的快速恢復。

盡管 MongoDB 有那么多優點，但 MySQL 也在某些方面優于 MongoDB，例如可靠性和數據一致性。另外，如果優先考慮安全性，MySQL 就是安全性最高的 DBMS 之一。

而且，當應用程序需要把多個操作視為一個事務（比如會計或銀行系統）時，關系數據庫是最合適的選擇。除了安全性，MySQL 的事務率也很高。實際上，MongoDB 支持快速插入數據，而 MySQL 相反，它支持事務操作，并關注事務安全性。

總體上看，如果項目的數據模式是固定的，而且不需要頻繁變更，推薦使用 MySQL，因此項目維護容易，而且確保了數據的完整性和可靠性。

另一方面，如果項目中的數據持續增加，而且數據模式不固定，MongoDB 是最合適的選擇。由于它屬于非關系數據庫，數據可以自由使用，不需要定義統一的數據結構，所以對數據進行更新和查詢也很方便。MongoDB 通常用于需要對內容進行管理、處理物聯網相關業務、進行實時分析等功能的項目中。

結論

MySQL 是一個開源的關系數據庫，其中的數據存于表中，數據中的某些屬性可以跟其他表建立關系。MongoDB 也是開源的，但它屬于文檔型數據庫。因此，它沒有記錄的概念，它的數據模不固定，所以它是一種動態靈活的數據庫，可以插入大量數據。

在選定最佳數據庫之前，特定的業務需求和項目的優先事項應當是清晰確定的，正如前文提到的，在處理大量數據方面，MongoDB 比 MySQL 更勝一籌。另外，在云計算服務和需求頻繁變化的項目上，MongoDB 也是如此。

相反，MySQL 中數據結構和模式是固定的，因此保證了數據一致性和可靠性。使用 MySQL 還有一個好處，就是由于它支持基于 ACID 準則的事務操作，數據安全性更高。所以對于看重這些因素的項目來說，MySQL 是最合適的。

簡而言之，只要使用場景跟應用程序的需求相符，并且符合系統的特點，這兩種數據庫都能提供令人滿意的性能。