Что такое нереляционные (NoSQL) базы данных, их основные типы и отличия от реляционных (SQL)?

Ответ

Нереляционные (NoSQL) базы данных — это системы управления базами данных, которые хранят и управляют данными в форматах, отличных от таблиц со строками и столбцами, используемых в реляционных (SQL) базах данных.

Ключевые отличия от реляционных (SQL) БД:

Характеристика	NoSQL (Нереляционные)	SQL (Реляционные)
Модель данных	Гибкая (документы, ключ-значение, графы, колонки)	Жесткая, предопределенная схема (таблицы)
Масштабируемость	Горизонтальная (добавление новых серверов)	Вертикальная (увеличение мощности одного сервера)
Согласованность	Часто жертвуют строгой согласованностью ради доступности (BASE, теорема CAP)	Строгая согласованность (ACID)
Схема	Динамическая, "схема при чтении" (schema-on-read)	Фиксированная, "схема при записи" (schema-on-write)
Язык запросов	Различается для каждой БД (MQL, CQL и т.д.)	Стандартизированный язык SQL

Основные типы NoSQL БД и их применение:

Документо-ориентированные (Document Stores)
- Примеры: MongoDB, Couchbase.
- Описание: Хранят данные в виде документов, похожих на JSON. Каждый документ может иметь свою уникальную структуру.
- Применение: Веб-приложения, каталоги товаров, пользовательские профили.
Ключ-значение (Key-Value Stores)
- Примеры: Redis, DynamoDB.
- Описание: Простейшая модель, где данные хранятся в виде пар "ключ-значение". Очень высокая производительность на чтение и запись.
- Применение: Кэширование, хранение сессий, игровые таблицы лидеров.
Колоночные (Column-Family Stores)
- Примеры: Cassandra, HBase.
- Описание: Данные хранятся в колонках, а не в строках. Оптимизированы для быстрой агрегации и аналитики по большим объемам данных.
- Применение: Big Data, аналитические системы, системы логирования.
Графовые (Graph Databases)
- Примеры: Neo4j, Amazon Neptune.
- Описание: Специализированы на хранении данных в виде графа (узлы и ребра), что позволяет эффективно выполнять запросы по связям.
- Применение: Социальные сети, рекомендательные системы, системы обнаружения мошенничества.

Пример работы с MongoDB в Go:

// Определение структуры для хранения в MongoDB
type User struct {
    ID    primitive.ObjectID `bson:"_id,omitempty"`
    Name  string             `bson:"name"`
    Email string             `bson:"email"`
}

// Подключение и вставка документа
func main() {
    client, err := mongo.Connect(context.TODO(), options.Client().ApplyURI("mongodb://localhost:27017"))
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    collection := client.Database("mydatabase").Collection("users")

    newUser := User{Name: "Alice", Email: "alice@example.com"}

    result, err := collection.InsertOne(context.TODO(), newUser)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    fmt.Printf("Документ вставлен с ID: %vn", result.InsertedID)
}