O que é NoSQL?
O termo NoSQL, abreviação do termo em inglês "não apenas SQL", refere-se a tipos de bancos de dados não relacionais. Os bancos de dados NoSQL usam um formato não tabular para armazenar dados em vez de tabelas relacionais baseadas em regras, como bancos de dados relacionais. Os bancos de dados NoSQL usam um modelo de esquema flexível compatível com uma ampla variedade de dados não estruturados, como documentos, chaves-valor, colunas amplas, gráficos e muito mais. As organizações geralmente escolhem bancos de dados NoSQL para suas grandes quantidades de dados que não se encaixam em um modelo relacional, esquema dinâmico que permite mais flexibilidade, escalonabilidade horizontal e facilidade de desenvolvimento.
Saiba como os bancos de dados NoSQL do Google Cloud Cloud Bigtable, Memorystore e Firestore podem ajudam a melhorar seus aplicativos e proporcionar ótimas experiências aos clientes sem se preocupar com escalonabilidade, confiabilidade ou mudanças frequentes nos dados.
Tipos de bancos de dados NoSQL
Há cinco tipos principais de bancos de dados NoSQL:
Bancos de dados de documentos
Os bancos de dados de documentos, também chamados de bancos de dados orientados a documentos ou armazenamento de documentos, são usados para armazenar e consultar dados semiestruturados. Os dados são armazenados em um documento semelhante ao JSON, semelhante aos objetos de dados que os desenvolvedores usam no código do aplicativo, facilitando a criação e a atualização de aplicativos sem fazer referência a um esquema principal. Os bancos de dados de documentos são mais usados para plataformas de blogs, aplicativos de análise de comércio eletrônico e em tempo real e sistemas de CMS.
Bancos de dados de chave-valor
Os bancos de dados de chave-valor, também conhecidos como armazenamentos de chave-valor, são o tipo mais simples de bancos de dados NoSQL. Os dados são armazenados em uma estrutura de "chave-valor", em que uma chave exclusiva é pareada com um valor, como strings, números, booleanos, objetos complexos e muito mais. Os dados podem ser gravados ou consultados usando a chave, que é usada para armazenar ou recuperar o valor associado. Os armazenamentos de chave-valor são usados com mais frequência para preferências do usuário, carrinhos de compras e perfis de usuário em aplicativos da Web.
Armazenamentos de colunas largas
Armazenamentos de colunas largas, ou bancos de dados orientados a colunas, armazenam e leem dados em linhas e são organizados como um conjunto de colunas. Embora seja semelhante ao formato tabular de bancos de dados relacionais, os nomes e a formatação de colunas em armazenamentos de coluna larga podem variar de linha para linha em uma única tabela. São ideais para casos de uso de análise, em que pode ser necessário consultar colunas específicas de um banco de dados e agregar o valor de uma determinada coluna rapidamente. Os armazenamentos de coluna larga são mais usados em catálogos, detecção de fraudes e mecanismos de recomendação.
Bancos de dados de gráficos
Os bancos de dados do gráfico organizam os dados como nós, concentrando-se nas relações entre os elementos de dados. Essas conexões entre nós, conhecidas como bordas, são armazenadas como elementos de primeira classe, permitindo representações mais ricas de relacionamentos de dados e, ao mesmo tempo, oferecendo armazenamento e navegação mais simplificados. Os bancos de dados de gráficos são mais comumente usados em sistemas que mapeiam relacionamentos, incluindo plataformas de mídia social, sistemas de reserva e aplicativos de logística.
Como o NoSQL funciona?
Em comparação com bancos de dados relacionais, o NoSQL tem um desempenho mais rápido porque as consultas não precisam acessar várias tabelas para fornecer uma resposta. Em vez de usar linhas e colunas conhecidas em tabelas relacionais, os bancos de dados NoSQL armazenam dados em um formato tabular, como documentos JSON.
Por exemplo, uma grande organização de varejo pode ter um banco de dados com um documento com informações sobre todos os calçados no inventário. Em vez de precisar acessar tabelas separadas para tamanho, marca e cor, todas as informações sobre sapatos são armazenadas em um documento com a capacidade de adicionar mais parâmetros ao longo do tempo, como largura, material e muito mais.
Os bancos de dados NoSQL são mais eficazes para organizar e gerenciar grandes quantidades de tipos de dados complexos e diversos, ou nos casos em que a estrutura de dados muda constantemente para atender aos novos requisitos de negócios.
Recursos NoSQL
Os recursos NoSQL são exclusivos do banco de dados escolhido. No entanto, eles geralmente compartilham várias qualidades de alto nível semelhantes:
- Elas seguem esquemas flexíveis que não exigem que você determine ou declare um esquema fixo para os dados, o que os torna ideais para dados semiestruturados e não estruturados.
- Eles são escalonados horizontalmente, usando intervalos ou hashes, em vez de depender da escala vertical para adicionar capacidade.
- Eles são otimizados para modelos de dados e padrões de carga de trabalho específicos, como chave-valor, coluna ampla ou na memória.
- Muitos bancos de dados NoSQL exibem consistência posteriormente (por exemplo, um modelo de consistência eventual) em vez de seguir as propriedades ACID mais rigorosas (atomicidade, consistência, isolamento e durabilidade) de bancos de dados relacionais e SQL.
- A maioria dos bancos de dados NoSQL não é compatível com transações entre fragmentos ou modos de isolamento flexível
Esses recursos tornam os bancos de dados não relacionais ideais para aplicativos que exigem grande escala, confiabilidade, alta disponibilidade e alterações frequentes de dados. Com um sistema NoSQL, quando você precisa de mais capacidade, é possível adicionar outros servidores para atender à demanda, em vez de encerrar o sistema SQL para fazer upgrade físico dos recursos físicos do sistema. do Google Analytics.
Vantagens do NoSQL
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Modelo de dados e esquema flexíveis Os bancos de dados NoSQL armazenam muitos tipos diferentes de dados e oferecem esquemas flexíveis. É possível adaptá-las facilmente a novos tipos de dados e evoluir o esquema para atender aos requisitos de dados em constante mudança. |
Desenvolvimento rápido A flexibilidade do NoSQL complementa o desenvolvimento ágil de aplicativos. Os bancos de dados NoSQL podem armazenar muitos tipos de dados no formato nativo e permitir que o modelo de dados seja definido e adaptado à medida que você avança, para que os desenvolvedores possam avançar e gastar menos tempo com dados e iterar rapidamente. |
Escalonabilidade Ao contrário dos bancos de dados relacionais, os bancos de dados NoSQL são implementados em uma arquitetura de escalonamento horizontal que facilita o aumento da capacidade à medida que os dados e o tráfego crescem, na maioria dos casos, sem tempo de inatividade. O NoSQL baseado na nuvem facilita ainda mais o escalonamento baseado na demanda, oferecendo recursos de escalonamento automático e modelos de preços flexíveis. |
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Armazenamento de dados em massa O NoSQL foi projetado para lidar com conjuntos de dados grandes e complexos. Os bancos de dados NoSQL permitem que as organizações adotem e escalonem Big Data, análises em tempo real e casos de uso de IoT. |
Alta disponibilidade As arquiteturas de dados NoSQL são distribuídas desde a concepção e não têm um único ponto de falha. Eles também fornecem replicação fácil, tornando-os mais resistentes a interrupções e interrupções não planejadas. |
Consultas mais rápidas Ao contrário dos bancos de dados relacionais, que são normalizados para reduzir a duplicação de dados, o NoSQL é otimizado para consultas rápidas. O NoSQL geralmente não exige junções complexas, o que significa que as consultas ao banco de dados retornam resultados mais rapidamente. |
Desvantagens do NoSQL
Os bancos de dados NoSQL ganharam muita popularidade nos últimos anos, mas há algumas desvantagens em usá-los em relação aos bancos de dados relacionais. Eles ainda são relativamente novos e podem não ter a maturidade dos sistemas de dados relacionais. Em geral, o NoSQL tem menos conhecimento do desenvolvedor, menos ferramentas e produtos disponíveis e menos suporte em caso de problemas não documentados.
Além disso, o NoSQL não tem uma linguagem franca como o SQL. Cada banco de dados pode ter sua própria linguagem para consultar e gerenciar dados.
Em muitos casos, os bancos de dados NoSQL não têm as salvaguardas de integridade de dados e o alto nível de consistência de dados que são padrão em bancos de dados SQL. No entanto, há alguns bancos de dados NoSQL, como o Firestore e o MongoDB, que são compatíveis com transações ACID.
Ainda assim, os modelos de consistência eventual são suficientes para a maioria dos casos de uso NoSQL, em que um pequeno atraso de milissegundos não importa. Para muitos aplicativos, alta disponibilidade e velocidade superam em muito a necessidade de consistência global forte. O banco de dados escolhido depende das metas e dos requisitos específicos da sua organização.
Usos e exemplos de NoSQL
Então por que as organizações usam bancos de dados NoSQL não relacionais para alguns aplicativos ou permanecem com os bancos de dados SQL relacionais para outros? A escolha do banco de dados certo geralmente se resume ao seu caso de uso.
O histórico do NoSQL se baseia principalmente na necessidade de aplicativos de Internet em escala global e de infraestrutura escalonável para tecnologia de pesquisa e publicidade, que não eram compatíveis com as tecnologias de banco de dados SQL atuais. Essas mesmas frustrações que levaram à criação de bancos de dados NoSQL agora são amplamente vistas por muitas organizações que passam por jornadas de transformação digital.
As organizações de hoje estão sofrendo cada vez mais pressão para criar aplicativos que ofereçam suporte a um grande número de usuários distribuídos globalmente e ofereçam experiências altamente personalizadas. Esses aplicativos interativos vêm com um novo conjunto de requisitos de tecnologia para que as empresas possam melhorar a disponibilidade, desenvolver com agilidade e atualizar continuamente serviços e recursos em resposta a mudanças nas expectativas.
Com o NoSQL, você não precisará mais modificar o esquema se o modelo de dados for alterado, o que possibilita um desenvolvimento mais ágil. Os bancos de dados NoSQL também priorizam a alta disponibilidade, oferecem desempenho consistente, escalonam rapidamente sem inatividade e podem lidar com grandes volumes de diferentes tipos de dados.
Os usos mais comuns de NoSQL incluem:
- Aplicativos para dispositivos móveis, Web e IoT
- Sincronização off-line / em tempo real
- Personalização, recomendações e experiências do cliente em tempo real
- Gerenciamento de inventário e catálogo
- Detecção de fraude e autenticação de identidade
- Serviços financeiros e pagamentos
- AdTech
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