什麼是SQL？什麼是NOSQL? 用簡單範例看一下他們的差異

資料庫

當你想要學習一項新技術時，資料庫和SQL可能不是你首先想到的。他看起來沒那麼潮，你可能會想到學習Python或R來進行資料分析。或者是Swift來開發iOS APP。在過去的幾年裡，你可能也聽說過越來越流行的新技術 NoSQL。在大數據和資料分析的世界裡，資料庫和SQL比起以往任何時候都更重要。如果你正準備開始設計一個Web 應用程式，我相信你一開始大部分的時間會花在設計資料庫的架構上，而決定你的Web 應用程式的速度和數據準確性最重要的指摽，就是你的如何設計資料庫的架構。

什麼是關聯式資料庫？

資料庫是一個有規則和序列，存放資料的集合，允許我們儲存和讀取資料。目前有許多不同類型的資料庫技術，每個類型都有不同的儲存和讀取資料的方式，但到目前為止，最流行的還是關聯式資料庫。

在關聯式資料庫中，資料存儲在 Table 中， Table 類似於 Excel 的表單，由欄和列組成的多個儲存格，Table 中有一個唯一的 key 來標識每一行數據。這些唯一的 key 可以用來將 Table 連接在一起。正是這種結構使我們能夠辨識和存取資料，建立起資料庫中其他區塊之間的關係。也正是這些關係，使得關聯式資料庫變得如此強大，並且在資料庫中提供資料的一致性。

SQL 結構化查詢語言

SQL (結構化查詢語言) 是用於和關聯式資料庫溝通的語言，它用在資料庫中建立 Table ，以及從資料庫中新增、修改和刪除資料，串連 Table 之間的資料。在工程師社群的問答平台 Stackoverflow 的調查中發現，SQL 目前排名在程式語言的第三名，所以它是一個在開發人員中，普遍使用的程式語言，除了從Stackoverflow 客觀的圖表分析，根據Ryan 自己在業界工作的觀察，絕大多數的後端開發人員，不管你是使用哪一種程式語言，也都會使用SQL 存取資料庫中的資料，所以很少有人只會Java, Ptyhon, C# 程式語言，但不懂SQL 程式語言的開發工程師。

SQL 語法使用起來非常簡單，我們只要寫好Table名稱、要搜尋的欄位名稱以及搜尋條件就可以了，像是下方我想在資料庫中搜尋書名為「斜槓人生」的書，我只要用SQL關鍵字select 後方寫下想要找出的欄位名稱，例如書名與出書年份，然後在關鍵字from 後方寫上table名稱book，最後則是搜尋條件，而這樣簡單的語法可以在Oracle, MySQL, MS SQL等關聯式資料庫上執行。

關聯式資料庫系統

目前著名的資料庫系統有甲骨文 Oracle、微軟 Microsoft SQL Server和 MySQL。這些資料庫都是關聯式資料庫，其中應用最廣泛的是MySQL。事實上，最近對stackoverflow的調查發現，超過50%的工程師在職業生活中使用過MySQL，其重要程度可見一斑。

NoSQL 資料庫

NoSQL是Not Only SQL的縮寫，和剛才前面介紹的不同是，NoSQL 資料庫是一種非關聯式資料庫，將資料儲存為類似 JSON 的文件，並對資料進行查詢，這是一個 document 資料庫模型，在這個模型中，資料並不存儲在 Table 中，doucment 是 key-value 的有序集合。資料庫中的每個doucment 不需要具有相同的數據結構，你可以將資料儲存在 JSON、XML文件甚至CSV文件，我下方使用紀錄書籍資訊的JSON格式作為範例，讓你更容易理解。

這是使用JSON格式紀錄的書籍資料，這裏有兩本書，分別是「斜槓青年」與「巴菲特寫給股東的信」，使用key-value 的方式紀錄資料，像是書名的key值，就是title，value值就是「斜槓青年」，這樣我們在找資料時，只要搜尋key值title等於「斜槓青年」，就可以找到資料。

[
    {
        "year" : 2017,
        "title" : "斜槓青年",
        "info" : {
            "release_date" : "2017-09-01",
            "rating" : 8.2,
            "genres" : ["生涯規劃", "商業理財"],
            "plot" : "全球職涯新趨勢，迎接更有價值的多職人生",
            "actors" : "Susan Kuang"
        }
    },
    {
        "year": 2017,
        "title": "巴菲特寫給股東的信",
        "info": {
            "plot": "巴菲特親筆撰述唯一著作",
            "rating": 8.3
        }
    }
]

但是存取資料的方式，必須使用資料庫系統提供的 API 才能夠新增、修改、刪除資料，也就是需要透過程式語言呼叫特定的函式，或是使用資料庫系統提供的指令，遠端連線執行後才能存取資料，像是Amazon 的雲端服務AWS，也有提供NoSQL的資料庫服務，名稱是DynamoDB，下面是一段使用Python 程式語言搜尋「斜槓青年」這本書的簡單範例，其中最重要的是有中文「斜槓青年」這一行，搜尋的方式是使用Key物件，使用函式eq判斷書名是否相同，如果相同就會將書籍資料回傳，並且可以透過下面for 迴圈一本一本找出來，列印出書名或其他相關資訊。

import boto3
from boto3.dynamodb.conditions import Key

dynamodb = boto3.resource('dynamodb', endpoint_url='http://localhost:8000')
table = dynamodb.Table('Book')
response = table.query(KeyConditionExpression=Key('title').eq('斜槓青年'))

for book in response['Items']:
        print(book['title'])

NoSQL 資料庫的優點是它們能夠處理大量的結構化或半結構化數據，更容易擴展，並且能夠提供高可用性。使用NoSQL 資料庫的一些好例子包括：事件記錄（例如存儲用戶登錄）、電子商務應用（存儲用戶購物車的數據）和即時的分析。

SQL與NoSQL的比較

雖然NoSQL 資料庫與關聯式資料庫相比確實有一些優勢，但也有很多缺點。數據一致性和數據完整性是NoSQL資料庫的主要問題，另一個缺點是缺乏標準化。例如SQL 語法適用於所有關聯式資料庫（MySQL、Oracle、MS SQL等），雖然一些特定的函式，語法上有些差異，但大致來說都是使用SQL 的語法操作資料庫，而NoSQL資料庫沒有這樣的標準語言，不同的NoSQL資料庫之間存在很大的差異，剛才上面是使用AWS DynamoDB 範例，我們需要匯入AWS的套件，以及使用特定的函式操作，但如果是使用另一個NoSQL資料庫，像是Firebase，那就需要匯入另一個套件和使用另一組函式來操作資料庫，所以學習SQL 程式語言會是CP值更高的一種投資，因為你不用再另外花時間學習多個操作資料庫的方法。

在這個信息驅動的大數據時代，為你開發的系統選擇正確的資料庫，比以往任何時候都重要。雖然關聯式資料庫已經存在了40多年，你可能會被 "較新 “的NoSQL資料庫技術所吸引，但有一些事情你需要考慮。關係型資料庫提供的數據一致性和數據完整性意味著，如果你的系統是處理金融信息和交易，那麼數據一致性是必須的。如果你希望你的資料庫是安全的，關聯式資料庫提供的安全功能，在這方面有明顯的優勢，而且你只需要學習10~20條簡單的SQL 語法，就能夠操作大部分的資料庫數據。

所有這些都意味著，使用關係型資料庫和SQL是至關重要的。關係型資料庫長期以來一直位居第一是有很好的原因的，90%的時間裡它們都是最好的選擇，而且這種情況不會很快改變，如果你有興趣學習更多關於SQL的知識。可以看看我的課程《資料庫設計 - 有效的使用系統資料》。這堂課程幫助許多初學者學會SQL 語法，也受到許多同學的好評，課程中使用MySQL作為課程示範，相信這堂課程會成為你學習資料庫和資料分析的重要基石。

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