Типы база данных:

• SQL
• NoSQL
• Сервис кэширования

SQL vs NoSQL

SQL

• Данные хранятся в таблицах (строки и столбцы)
• Использует язык SQL (Structured Query Language) для запросов
• Жёсткая схема - структура таблицы фиксирована (нужно заранее описывать поля)
• Поддерживает ACID-свойства (гарантирует надёжность транзакций)

Плюсы:

• Высокая целостность данных
• Поддержка сложных запросов и связей между таблицами (JOIN)
• Зрелые технологии, хорошо документированы
• Отлично подходит для структурированных данных

Минусы:

• Менять структуру данных сложно (например, добавление новых полей)
• Меньшая гибкость в масштабировании на несколько серверов (горизонтальное масштабирование)

NoSQL

• Нет фиксированной схемы (или она очень гибкая)
• Хранение данных в виде документов (JSON), пар ключ-значение, графов, колонок
• Легко масштабируются горизонтально
• Ориентированы на производительность и гибкость, а не строгос

Плюсы:

• Отлично работает с большими объёмами неструктурированных данных
• Гибкая структура - можно добавлять новые поля без изменения схемы
• Простое горизонтальное масштабирование
• Часто быстрее для простых операций (запись/чтение)

Минусы:

• Слабее гарантии целостности (часто используется "eventual consistency")
• Могут отсутствовать привычные транзакции и JOIN'ы
• Нет единого стандарта языка запросов (не SQL)

Когда использовать

Модели транзакций для баз данных:

ACID

ACID - используется для SQL баз данных. Требования к транзакционной системе(СУБД), обеспечивающие наиболее надёжную Consistency. Гарантирующих надёжность транзакций.

Требования ACID

• Атомарность(Atomicity) - гарантирует, что никакая транзакция не будет зафиксирована в системе частично. Используется rollback - если транзакцию не удаётся завершить полностью, результаты всех действий будут отменены.
• Согласованность(Consistency) - сохранение согласованности базы. Пример: если с одного счета деньги списались, они должны быть зачислены на другой счет.
• Изолированность(Isolation) - во время выполнения транзакции параллельные транзакции не должны оказывать влияния на её результат. Изолированность — требование дорогое, поэтому в реальных БД существуют режимы, не полностью изолирующие транзакцию.
• Прочность(Durability) - при проблемах на нижних уровнях (к примеру, обесточивание системы или сбои в оборудовании) изменения, сделанные успешно завершённой транзакцией, должны остаться сохранёнными после возвращения системы в работу. Другими словами, если пользователь получил подтверждение от системы, что транзакция выполнена, он может быть уверен, что сделанные им изменения не будут отменены из-за какого-либо сбоя.

BASE

BASE - используется для NoSQL баз данных. Делают ставку на масштабируемость и доступность, жертвуя строгой консистентностью.

• Basically Available(Базовая доступность) – система всегда отвечает, пусть даже не полностью корректными данными.
• Soft state(Мягкое состояние) – состояние данных может быть промежуточным и меняться со временем без внешних воздействий.
• Eventual consistency(Согласованность в итоге) – со временем все копии данных синхронизируются, но в момент запроса могут отличаться.

CAP-теорема(теорема Брюэра)

CAP - про поведение системы при сетевых сбоях.

CAP актуальна только для распределённых БД. Одиночная БД на одном сервере — CAP неприменима. Кластеры, репликация, шардинг — CAP критична.

CAP-теорема - это фундаментальная концепция в распределённых системах, которая утверждает, что распределённая система не может одновременно гарантировать все три следующих свойства:

• Consistency(Согласованность) - все узлы системы видят одни и те же данные в одно и то же время. Это означает, что после записи данных каждый запрос к системе вернёт последние обновлённые данные.
• Availability(Доступность) - каждый запрос от клиента получает ответ(успешный или с ошибкой), даже если некоторые узлы системы вышли из строя.
• Partition Tolerance(Устойчивость к разделению сети) - система продолжает работать, даже если происходит разделение сети(network partition) - то есть некоторые узлы не могут друг с другом общаться.

В условиях разделения сети система может обеспечить либо согласованность, либо доступность, но не обе одновременно.

Как выбрать:

• Если важна согласованность(банковская система) → выбираем CP
• Если важна доступность(соцсети, кэш) → выбираем AP

Примеры баз данных

CP (Consistency + Partition tolerance)

• HBase
• MongoDB (по умолчанию)
• AP (Availability + Partition tolerance)

AP (Availability + Partition tolerance)

• Cassandra
• DynamoDB
• CouchDB

Дамб БД

Дамб - файл, содержащий инструкции на языке SQL, за счет которых создается точная копия вашей БД как по содержанию, так и по структуре.

Используется для:

1. Перенос БД на другой сервер.
2. Резервное копирование базы данных.