SQL vs NoSQL

Postoje dve glavne kategorije baza podataka koje se danas koriste u svetu razvoja softvera. U pitanju su SQL i NoSQL. U ovom tekstu ćemo uporediti SQL i NoSQL baze podataka na osnovu njihovih prednosti i nedostataka.

SQL, ili Structured Query Language, je univerzalno poznat query jezik za relacione baze podataka. SQL baze podataka olakšavaju rad sa strukturiranim podacima u bazi podataka putem CRUD operacija. CRUD je skraćenica za (create, retrieve (read), update, delete), odnosno kreiranje, preuzimanje (ili čitanje), ažuriranje i brisanje. U pitanju su primarne operacije za manipulisanje podacima.

SQL baze podataka se obično nazivaju sistemi za upravljanje relacionim bazama podataka (RDBMS). Tradicionalni RDBMS koristi SQL sintaksu jer ovi sistemi koriste strukture baze podataka zasnovane na redovima koje povezuju objekte podataka između tabela. Primeri RDBMS SQL baza podataka uključuju Microsoft Access, MySQL, Microsoft SQL Server, SQLite, Oracle Database, IBM DB2, itd.

Sa druge strane, NoSQL baze podataka su baze podataka bez ikakvih strukturiranih tabela za čuvanje podataka. Tehnički, sve nerelacione baze podataka mogu se nazvati NoSQL bazama podataka. Pošto NoSQL baza podataka nije relaciona baza podataka, može se postaviti veoma brzo i uz minimalno prethodno planiranje. Primeri NoSQL baza podataka uključuju MongoDB, DinamoDB, SimpleDB, CouchDB, CouchBase, Orient DB, Infinite Graph, Neo4j, FlockDB, Cassandra, HBase, itd.

Od maja 2021, pet od šest najboljih sistema baza podataka prema rangiranju su relacione baze podataka, uključujući prva četiri – Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server i PostgreSQL.

U ovom tekstu ćemo vam predstaviti sve prednosti i nedostatke SQL i NoSQL baza podataka.

Prednosti SQL baza

Uopšteno govoreći, SQL baze podataka zahtevaju veću pripremu i planiranje relacionog modela, ali prednost je što će vaši podaci biti dosledni i čisti. Relacioni model predstavlja način na koji se podaci čuvaju u bazi podataka, na primer kako je svaka tabela strukturirana i povezana sa drugim tabelama.

Standardizovana šema

Iako su SQL baze podataka sa standardizovanom šemom i relacione baze podataka obično rigidnije i teže za modifikovanje, one i dalje imaju mnoge prednosti. Svaki objekat podataka koji se dodaje u bazu podataka mora biti u skladu sa prepoznatom šemom povezanih tabela (sastoje se od redova i kolona). Iako bi neki ovo mogli smatrati restriktivnim, ono je od suštinskog značaja za usklađenost podataka, integritet, doslednost i bezbednost.

Veliki broj korisnika

SQL je programski jezik koji se veoma široko koristi. Ima veliku korisničku zajednicu koja se sastoji od velikog broja stručnjaka. Ova dostupnost znanja o SQL-u može dati programerima aplikacija brojne mogućnosti da se konsultuju, sarađuju i unaprede svoje veštine.

ACID usklađenost

SQL baze podataka su kompatibilne sa ACID (detaljno opisano ispod). Ovo pomaže da se osigura da su tabele sinhronizovane i da su transakcije važeće. To je najbolji izbor kada pokrećete aplikacije kod kojih jednostavno nema mesta za greške. SQL baza podataka podržava visok nivo integriteta podataka.

SQL baza podataka ACID

ACID svojstva:

• Atomičnost: Svi podaci i transakcijske promene se u potpunosti izvršavaju kao jedna operacija. Ako to nije moguće, promene se ne vrše.
• Doslednost: Podaci moraju biti dosledni i validni na početku i završetku transakcije.
• Izolacija: Transakcije se odvijaju sinhrono, bez ikakve konkurencije. Ponašaju se kao da se dešavaju uzastopno.
• Trajnost: Kada se transakcija završi, njeni povezani podaci su trajni i ne mogu se menjati.

Zahteva malo ili nimalo koda

SQL je jezik pogodan za programere. Koristi običan engleski, što olakšava učenje upravljanja i ispitivanja bilo koje relacione baze podataka uz korišćenje samo jednostavnih ključnih reči bez kodiranja.

Upiti za beskrajnu bazu podataka, na primer, mogu se pisati pomoću SQL-a. Pored toga, SQL terminologija se koristi za izradu preciznih API poziva za pristup i modifikovanje podataka. Koristeći prikaze baze podataka, ove upite možete kreirati vizuelno, čineći još lakšim onima koji nemaju pozadinu u pisanju SQL upita.

Nedostaci SQL-a

Hardver

SQL baze podataka su vremenom nametnule veće hardverske zahteve. To je značilo da možete samo da proširite kapacitet povećanjem CPU, SSD i RAM, na postojećem serveru ili kupovinom većeg, skupljeg servera / hardvera.

Kako vaši podaci vremenom neumitno rastu, uvek ćete morati da stalno povećavate prostor na hard disku i upošljavate brže i efikasnije mašine za pokretanje novijih i naprednijih tehnologija. Uz sve to, hardver može brzo da zastari.

Moderne SQL baze podataka mogu da koriste proces koji se zove sharding. Deljenje omogućava horizontalno skaliranje odvajanjem ili particionisanjem podataka između više tabela podataka sa identičnim šemama. Umesto da na primer uskladišti 100.000 objekata u jednoj tabeli, sharding stvara dve tabele sa identičnim šemama u kojima svaka uskladišti 50.000 objekata, bez dupliranja između tabela.

Rigidnost

Tradicionalni relacioni model, ili šema, SQL baze podataka mora biti definisan pre upotrebe. Kada se to uradi, oni postaju nefleksibilni, a svako prilagođavanje može postati zahtevno i teško. Zbog toga je potrebno značajno vreme uložiti u planiranje pre puštanja baze podataka u proizvodnju.

Normalizacija podataka

Cilj razvoja relacionih baza podataka je da se negira dupliranje podataka. Za svaku tabelu postoje različite informacije, a ove informacije se mogu ispitivati i povezati pomoću zajedničkih vrednosti. Ali, kada SQL baze podataka postanu velike, spajanja i traženja koja su potrebna između nekoliko tabela mogu znatno usporiti stvari.

Jednostavnije rečeno, relacione baze podataka obično čuvaju povezane podatke u različitim tabelama. Što je više tabela koje čuvaju podatke potrebno za jedan upit, potrebno je više procesorske snage da se taj upit dovrši bez značajnog usporavanja sistema.

Tradicionalna nadogradnja i skaliranje koja zahteva velike resurse

Kao što je ranije pomenuto, vertikalno skaliranje SQL baza podataka se vrši povećanjem ulaganja u hardver. Ovo je skupo i dugotrajno da biste to uradili sami. Neke organizacije pokušavaju da se horizontalno povećaju kroz particionisanje. Međutim, ova dalja složenost povećava resurse i utrošeno vreme. To verovatno može da znači da ćete morati da anagžujete programere koji će pokušati da se izbore sa takvom situacijom. Istovremeno, to znači i povećanje vaših troškova vezano za održavanje takve baze.

Prednosti NoSQL-a

Brzina upita

NoSQL upiti su denormalizovani. Stoga, bez straha od dupliranja podataka, sve potrebne informacije za određeni upit često se čuvaju zajedno. To znači da spojevi nisu potrebni. Kao rezultat toga, pretraživanja su lakša kada se radi sa velikim količinama podataka. NoSQL je veoma brz za jednostavne upite.

Visoka dostupnost i built-in replikacija

NoSQL baze podataka su generalno dizajnirane da obezbede visoku dostupnost i izbegnu složenost koja dolazi sa tipičnom arhitekturom RDBMS-a koja se oslanja na primarne i sekundarne nodove.

Automatskim repliciranjem podataka na više servera, data centara ili resursa u oblaku, distribuirane NoSQL baze podataka mogu značajno da samenje latenciju i korisnicima obezbede jednako iskustvo aplikacije gde god da se oni nalaze.

Fleksibilnost

Ova baza podataka daje programerima dovoljno fleksibilnosti da im pomogne da poboljšaju njihovu produktivnost i kreativnost. Oni nisu vezani redovima i kolonama, a njihove šeme ne moraju biti unapred definisane. Oni su dinamični tako da mogu da rukuju svim tipovima podataka, uključujući polimorfne, polustrukturirane, strukturirane i nestrukturirane.

SQL vs NoSQL baza podataka

Programeri aplikacija mogu jednostavno da dođu i počnu da prave bazu podataka bez potrebe da troše trud i vreme na planiranje unapred. Omogućava brze izmene kada postoje promene u zahtevima ili kada je potrebno dodati novi tip podataka. Ova fleksibilnost čini ovu bazu podataka savršenom za kompanije sa različitim tipovima podataka i funkcijama koje se stalno menjaju.

Jeftino skaliranje

Isplativo je proširiti kapacitet pošto se NoSQL baza podataka horizontalno povećava. Umesto nadogradnje skupog hardvera, razlika sa ovom bazom podataka je u tome što možete jeftino da se proširite jednostavnim dodavanjem instanci u oblaku ili novih servera. Takođe, mnoge NoSQL baze podataka otvorenog koda nude jeftine opcije za mnoge kompanije. Horizontalno skaliranje ima veći ukupni kapacitet od vertikalnog skaliranja, čineći NoSQL baze podataka poželjnijim izborom za veliki skup podataka koji se često menja.

Nedostaci NoSQL

Nema standardizovanog jezika

Ne postoji fiksni jezik za sprovođenje NoSQL upita. Postoje varijacije u sintaksi koja se koristi za upite podataka za različite tipove NoSQL baze podataka. Za razliku od SQL-a, gde postoji samo jedan jezik za učenje, NoSQL ima višu krivu učenja. Slično tome, može biti teže pronaći iskusne programere sa znanjem o NoSQL sistemu koji ste implementirali. Stoga je veća verovatnoća da ćete morati da obučite nove zaposlene, povećavajući vreme i troškove uvođenja u rad.

Neefikasnost u sprovođenju složenih upita

Upiti nisu dovoljno efikasni zbog brojnih struktura podataka prisutnih u NoSQL bazama podataka. Ne postoji standardni interfejs za obavljanje složenih upita. Sprovođenje jednostavnih NoSQL upita može čak zahtevati veštine programiranja zbog strukture vaših podataka. Kao rezultat toga, možda će biti potrebno više tehničkog osoblja za obavljanje upita. Ovo je jedno od glavnih ograničenja NoSQL-a, posebno za manje tehničke programere (tj. bez koda).

Manji broj korisnika

Programeri sada počinju da koriste NoSQL baze podataka sve više i više i brzo postaju zajednica koja raste. Međutim, još uvek nije tako zrela kao SQL zajednica. Takođe, sa manje stručnjaka i konsultanata, moglo bi biti teže rešiti situacije koje nisu dovoljno dobro dokumentovane.

Nedoslednost u preuzimanju podataka

Podaci su brzo dostupni zahvaljujući distribuiranoj prirodi baze podataka. Međutim, takođe bi moglo biti teže osigurati da su podaci uvek dosledni. Ponekad upiti možda neće vratiti ažurirane podatke ili tačne informacije. Distribuirani pristup omogućava bazi podataka da vraća različite vrednosti uzastopno, u zavisnosti od servera prema kome je poslat upit.

Zaključak

I SQL i NoSQL baze podataka mogu biti korišćene za određene namene. U zavisnosti od ciljeva i okruženja podataka organizacije, njihove specifične prednosti i nedostaci mogu više doći do izražaja

Uobičajena zabluda je da je loše koristiti obe tehnologije zajedno; u stvari, možete koristiti oba zajedno, tako da svaki tip baze podataka ima svoje prednosti. Mnoge kompanije koriste obe baze podataka u okviru svoje cloud arhitekture. Neki ga čak koriste u istoj aplikaciji.

Svakako, cilj je da dobro procenite svoje mogućnosti i izaberete željeni tip baze koji najbolje odgovara vašim potrebama.

Na kraju, preporučujemo da pogledate i predavanje koje je na Developers’ mDay konferenciji održao Nebojša Kamber iz Infostuda, upravo na temu „SQL vs noSQL“: