SQL vs NoSQL:qual è la differenza?

Introduzione

Quando si tratta di scegliere un database, una delle decisioni più importanti è scegliere tra una soluzione di database SQL o NoSQL.

In questo articolo imparerai le principali differenze tra i database SQL e NoSQL. Entro la fine di questo articolo, sarai in grado di decidere quale tipo di struttura di database si adatta di più alle tue esigenze.

Differenze tra NoSQL e SQL

SQL sta per Structured Query Language. SQL è un linguaggio standard per l'archiviazione, la manipolazione e il recupero dei dati nei sistemi di database relazionali.

NoSQL o "non SQL" è un database non relazionale che non richiede uno schema fisso ed è facile da scalare.

Sebbene entrambe siano opzioni praticabili, ci sono 11 differenze chiave tra loro che devi tenere a mente quando decidi.

Confronto	SQL	NoSQL
Lingua delle query	Linguaggio di query strutturato (SQL)	Nessun linguaggio di query dichiarativo
Tipo di database	Tabella	Valore-chiave, documento, colonna larga e grafico
Schema	Predefinito	Dinamico
Modello di dati	Relazionale	Non relazionale
Gestione del database popolare sistemi	MySQL, PostgreSQL, Oracle e MS-SQL	MongoDB, Apache HBase, Amazon DynamoDB, Redis, Couchbase, Cassandra ed Elasticsearch
Possibilità di scalabilità	Verticale	Orizzontale
Hardware	Hardware DB specializzato (Oracle Exadata, ecc.)	Hardware di base
ACID vs BASE	ACID	BASE
Open-source	Un mix di open source come Postgres e MySQL e commerciale come Oracle Database.	Open-source
Vantaggi	Supporto multipiattaforma, sicuro e gratuito	Strumento facile da usare, ad alte prestazioni e flessibile
Svantaggi	Complessi da mantenere e inefficienti se si elaborano big data, i complessi sistemi di database relazionali sono difficili da esportare in altri sistemi, non adatti alla gestione di vari tipi di dati	I dati sono meno strutturati, i database NoSQL non sono così affidabili (nessun supporto ACID), i database NoSQL sono più recenti e possono offrire meno funzionalità rispetto alle loro controparti SQL
Casi d'uso	Supporto ACID, query complesse, nessuna modifica o crescita	Dati in tempo reale, volumi di dati senza struttura, business agile, cloud computing

Tipi di database

I tipi di database dipendono dal modo in cui i dati vengono archiviati.

• SQL ha un database basato su tabelle . Il database delle tabelle memorizza i dati in tabelle con righe e colonne fisse.

NoSQL ha 4 tipi di database:

• Database valori-chiave – Memorizza ogni elemento di dati come nome di attributo o chiave insieme al relativo valore.
• Database documenti:archivia i dati in documenti JSON, BSON o XML.
• Database a colonne larghe – Memorizza e raggruppa i dati in colonne anziché in righe.
• Database grafico:ottimizzato per acquisire e cercare le connessioni tra elementi di dati.

Nota: Per ulteriori informazioni sui tipi di database NoSQL, consulta il nostro articolo sui tipi di database NoSQL.

Schema

Uno schema di database è una struttura che definisce come viene costruito un database. Definisce come sono organizzati i dati e come sono associate le relazioni tra i dati. Esistono due tipi di schemi:

• Predefinito
• Dinamico

SQL ha bisogno di uno schema predefinito per dati non strutturati. È necessario predefinire la struttura dei dati sotto forma di tabelle prima di iniziare a utilizzare SQL per manipolare i dati.

Tuttavia, un database NoSQL non richiede uno schema predefinito. NoSQL utilizza uno schema dinamico per dati non strutturati. Uno schema dinamico consente di archiviare i dati prima di applicare lo schema. Lo schema dipende completamente da come desideri archiviare i dati.

Nota: Scopri come funzionano i database NoSQL nel nostro articolo Cos'è NoSQL.

Modello di dati

Il modello dati mostra la struttura logica del database. Organizza gli elementi dei dati e standardizza il modo in cui si relazionano tra loro. Esistono due tipi di modelli di dati:

• Relazionale
• Non relazionale

Possiamo osservare le differenze tra questi modelli di dati osservando le molteplici entità. Considera un ordine da un ristorante come esempio e due entità:Ordine e Indirizzo di consegna.

SQL utilizza un modello di dati relazionale. Il modello relazionale SQL utilizza la relazione molti-a-molti. Nella relazione molti-a-molti, una singola riga dell'ordine può essere correlata a più righe dell'indirizzo di consegna. Allo stesso modo, ogni riga dell'indirizzo di consegna può riferirsi a più righe dell'ordine.

NoSQL utilizza un modello di dati non relazionale che non usa le relazioni. I database NoSQL denormalizzano i dati duplicando l'indirizzo di consegna in ogni riga dell'ordine che contiene quell'indirizzo di consegna. Pertanto, i dati vengono archiviati più volte. Ciò consente una facile memorizzazione e recupero dei dati e aumenta la velocità della query. Ulteriori informazioni sulle tecniche di modellazione di database NoSQL.

Possibilità di scalare

La scalabilità del database è la capacità di contenere quantità crescenti di dati senza sacrificare le prestazioni. Esistono due tipi di scalabilità:

• Verticale
• Orizzontale

I database SQL sono scalabili verticalmente . Nella scalabilità verticale, i dati risiedono su un singolo nodo e l'unico modo per aumentare la scalabilità è aggiungere più risorse hardware, come CPU e RAM, a una macchina esistente. Ciò rende il ridimensionamento verticale più costoso. Un ulteriore svantaggio del ridimensionamento verticale è che viene eseguito su un computer, quindi se il server si interrompe, anche l'applicazione si interromperà.

I database NoSQL sono scalabili orizzontalmente . Nella scalabilità orizzontale, ogni nodo contiene solo una parte dei dati che consente di aggiungere più macchine al gruppo esistente di sistemi distribuiti. Ciò rende il ridimensionamento orizzontale più economico e veloce.

ACIDO vs BASE

I modelli di consistenza più comuni sono ACID e Base .

I database SQL utilizzano ACID modello di coerenza. ACID sta per:

• Atomico – Tutte le operazioni in una transazione hanno esito positivo o viene eseguito il rollback di ogni operazione. Il successo parziale non è consentito.
• Coerente – Ogni transazione sposta il database da uno stato valido all'altro. La transazione non può lasciare il database in uno stato incoerente.
• Isolato – Le transazioni non possono interferire tra loro.
• Resistente – I risultati dell'applicazione di una transazione sono permanenti, anche in presenza di errori.

La caratteristica principale del modello ACID è la coerenza. Quando completi una transazione, i suoi dati sono coerenti e stabili.

I database NoSQL utilizzano la BASE modello di coerenza. BASE sta per:

• Sostanzialmente disponibile – Tutti gli utenti possono eseguire una query. Il database distribuisce i dati su diversi sistemi, quindi nel caso in cui si verifichi un errore in un segmento di dati, il database non subirà un'interruzione completa.
• Stato debole – Lo stato del database può cambiare nel tempo.
• Eventuale coerenza – Se il sistema funziona e attendiamo abbastanza a lungo, il database alla fine diventerà coerente.

Il vantaggio del modello di coerenza BASE è che le transazioni vengono eseguite più rapidamente. I database che utilizzano il modello BASE preferiscono la disponibilità alla coerenza dei dati replicati.

Scopri di più sui due modelli di transazione di database più popolari e sulle loro differenze nell'articolo ACID e BASE.

Casi d'uso

Non tutti i database soddisfano tutte le esigenze aziendali. Diamo un'occhiata più da vicino ai casi d'uso per entrambi i tipi di database.

Motivi per utilizzare un database SQL:

• Quando hai bisogno del supporto ACID – Con il supporto ACID ottieni la coerenza dei dati e l'integrità dei dati al 100%.
• Quando lavori con query e rapporti complessi – SQL è più adatto per ambienti di query complessi rispetto a NoSQL.
• Quando non prevedi molti cambiamenti o crescita – Se la tua attività non cresce in modo esponenziale, non c'è motivo di utilizzare un sistema progettato per supportare un aumento del volume di dati.

Motivi per utilizzare un database NoSQL:

• Quando hai bisogno di dati in tempo reale – NoSQL non richiede schemi, quindi rende il processo di informazione più veloce.
• Quando archivi volumi di dati senza struttura – NoSQL supporta tutti i tipi di dati.
• Quando gestisci un'attività agile – NoSQL non richiede il processo di preparazione, quindi riduce i tempi di inattività.
• Quando vuoi ottenere il massimo dal cloud computing e dallo storage – Affinché una soluzione cloud sia scalabile, i dati devono essere facili da condividere su più server.

Sistemi di gestione di database popolari

Diamo un'occhiata più da vicino ai più diffusi sistemi di gestione di database sia per i tipi di database relazionali che NoSQL.

I 5 migliori sistemi di gestione di database SQL

• MySQL – Il database è personalizzabile e funziona su Linux, Windows, OS X, FreeBSD e Solaris. Le caratteristiche principali sono un numero elevato di tutorial e informazioni online, la sua capacità di partizionamento e replica, Xpath e una ricerca full-text.
• Oracolo – È il sistema migliore per qualsiasi applicazione commerciale mission-critical. Le caratteristiche principali sono memoria automatica, archiviazione e gestione degli annullamenti, Data Guard per database in standby, database privato virtuale e Real Application Cluster (RAC). Lo svantaggio è che Oracle non è open source.
• PostgreSQL – Funziona su Linux, Windows e OS X. Le caratteristiche principali sono il ripristino point-in-time, le chiavi esterne, il supporto per i tablespace e la replica asincrona.
• SQLite – Questo RDBMS è scritto in un linguaggio C. SQLite non è un motore di database client-server. È un motore di database SQL autonomo e senza server. Le caratteristiche principali sono tempi di risposta rapidi, nessuna dipendenza esterna e supporto per database di dimensioni di diversi TB. SQLite non richiede alcuna configurazione senza attività di configurazione o amministrazione e l'intero database viene archiviato come un unico file su disco.
• Microsoft SQL Server – È vincolato a Windows, ma questo è un vantaggio se l'organizzazione utilizza prodotti Microsoft. Le caratteristiche principali sono prestazioni elevate, dipendenza dalla piattaforma e riduzione dei problemi temporanei del database.

I 5 migliori sistemi di gestione di database NoSQL

• MongoDB – È un sistema open source scalabile e accessibile. È scritto in C++. Fornisce prestazioni elevate in quanto può essere eseguito su più server e i dati sono archiviati in formato JSON.
• Cassandra – Sistema per la gestione di grandi quantità di dati strutturati su più server merci. È scritto in Java. Le caratteristiche principali sono scalabilità lineare, tempi di risposta rapidi e flessibilità. Cassandra supporta MapReduce con Apache Hadoop e l'architettura peer-to-peer.
• Base del divano – Sistema utilizzato per applicazioni web interattive. Le caratteristiche principali di Couchbase sono la compressione dei dati, il partizionamento dell'indice e il supporto per JSON.
• Amazon DynamoDB – Sistema che consente tutti i tipi di modelli di dati. Il ridimensionamento è gestito da Amazon. Le caratteristiche principali sono l'elevata scalabilità, l'archiviazione dei dati in partizioni, l'utilizzo di JSON come protocollo di trasporto e la riduzione della complessità.
• Redis – Redis è un archivio chiave-valore scritto in linguaggio C. Le caratteristiche principali sono il failover automatico, chiavi con tempo di vita limitato e supporto per una varietà di tipi di dati.

Nota: Scopri di più sulle differenze tra MongoDB e Cassandra nel nostro articolo di confronto.