数据库实现方法简介(数据库实现)

随着信息化时代的到来，企业面临的数据管理问题愈加迫切。数据库将数据存储在一个地方，并提供访问该数据的机制，是解决数据管理问题的有效手段。不同的应用场景和需求，需要采用不同的数据库实现方法。本文将介绍几种常见的数据库实现方法及其特点。

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1.关系型数据库

关系型数据库是传统数据库的代表，以关系型数据模型为基础，其数据的组织形式为二维表格。每个表格包含行和列，行表示记录，列表示字段。关系型数据库具有数据结构清晰、数据关系处理、数据隔离可靠等优点。关系型数据库最著名的是Oracle、MySQL和Microsoft SQL Server等。

2.面向对象数据库

面向对象数据库是以面向对象编程理论为基础，旨在更好地支持对象的存储和处理。在面向对象数据库中，数据被组织成对象，每个对象都有一个唯一的标识符和自己的属性。面向对象数据库具有灵活性强、可扩展性好等优点。面向对象数据库最经典的代表是ObjectDB。

3.文档数据库

文档数据库是一种非结构化的数据库，基于文档存储数据，尤其是半结构化数据。文档数据库具有灵活性强、数据模型相对简单、数据存储格式与数据结构相互独立等优点。MongoDB是一种著名的文档数据库。

4.图形数据库

图形数据库以节点和边为元素进行模型化，旨在提供处理与节点及其之间关系的数据的功能。图形数据库主要应用于社交、推荐和物联网等领域。图形数据库的优点在于查询速度快，代码可读性好。Neo4j是一种著名的图形数据库。

5.列式数据库

列式数据库是一种特殊的数据库，以列为基本存储单元。相较于传统的行式数据库，列式数据库可用搜索更快的速度在大型数据集中查找特定的数据。列式数据库的应用包括在线分析处理、事件日志、定时记账等领域。HBase和Cassandra是著名的列式数据库。

综合来看，数据库实现方法各有优缺点，不同的应用场景需要采用不同的数据库实现方法。企业在数据库实现中需要根据实际需求评估和选择适合自己的数据库实现方法，从而为数据的管理和应用提供稳固的支撑。

相关问题拓展阅读：

• 数据库事务原子性，一致性是怎样实现的
• 数据库的实现原理和数据结构,是怎样的呢

数据库事务原子性，一致性是怎样实现的

这个问题的有趣之处，不在于问题本身（“原子性、一致性的实现机制是什么”），而在于回答者的分歧反映出来的另外一个问题：原子性和一致性之间的关系是什么？

我特别关注了@我练功发自真心

的答案，他正确地指出了，为了保证事务操作的原子性，必须实现基于日志的REDO/UNDO机制。但这个答案仍然是不完整的，因为原子性并不能够完全保证一致性。

按照我个人的理解，在事务处理的ACID属性中，一致性是最基本的属性，其它的三个属性都为了保证一致性而存在的。

首先回顾一下一致性的定义。所谓一致性，指的是数据处于一种有意义的状态，这种状态是语义上的而不是语法上的。最常见的例子是转帐。例如从帐户A转一笔钱到帐户B上，如果帐户A上的钱减少了，而帐户B上的钱却没有增加，那么我们认为此时数据处于不一致的状态。

在

数据册纤段库实现的场景中，一致性可以分为数据库外部的一致性和数据库内部的一致性。前者由外部应用的编码来保证，即某个应用在执行转帐的数据库操作时，必须在

同一个事务内部调用对帐户A和帐户B的操作。如果在这个层次出现错误，这不是数据库本身能够解决的，也不属于我们需要讨论的范围。后者由数据库来保证，即

在同一个事务内部的一组操作必须全部执行成功（或者全部失败）。这就是事务处理的原子性。

为了实现原子性，需要通过日志：将所有对

数据的更新操作都写入日志，如果一个事务中的一部分操作已经成功，但以后的操作，由于断电/系统崩溃/其它的软硬件错误而无法继续，则通过回溯日志，将已

经执行成功的操作撤销，从而达到“全部操作失败”的目的。最常见的场景是，数据库系统崩溃后重启，此时数据库处于不一致的状态，必须先执行一个crash

recovery的过程：读取日志进行REDO（重演将所有已经执行成功但尚未写入到磁盘的操作，保证持久性），再对所有到崩溃时尚未成功提交的事务进行

UNDO（撤销所有执行了一部分但尚未提交的操作，保证原子性）。crash

recovery结束后，数据库恢复到一致性状态，可以继续被使用。

日志的管理和重演是数据库实现中最复杂的部分之一。如果涉及到并行处理和分布式系统（日志的复制和重演是数据库高可用性的基础），会比上述场景还要复杂得多。

但是，原子性并不能完全保证一致性。在多个事务并行进行的情况下，即使保证了每一个事务的原子性，仍然可能导致数据不一致的结果。例如，事务1需要将100元转入帐号A：先读取帐号A的值，然后在这个值上加上100。但是，在这两个操作之间，另一个事务2修改了帐号A的值，为它增加了100元。那么最后的结果应该是A增加了200元。但事实上，

事务1最终完成后，帐号A只增加了100元，因为事务2的修改结果被事务1覆盖掉了。

为了保证并况下的一致性，引入了隔离性，即保证每一个事务能够看到的数据总是一致的，就好象其它并发事务并不存在一样。用术语来说，就州誉是多个事务并发执行后的状态，和它们串行执行后的状态是等价的。怎样实现隔离性，已经有很多人回答过了，原则上无非是两种类型的锁：

一

种是悲观锁，即当前事务将所有涉及操作的对象加锁，操作完成竖笑后释放给其它对象使用。为了尽可能提高性能，发明了各种粒度（数据库级/表级/行级……）/各

种性质（共享锁/排他锁/共享意向锁/排他意向锁/共享排他意向锁……）的锁。为了解决死锁问题，又发明了两阶段锁协议/死锁检测等一系列的技术。

一种是乐观锁，即不同的事务可以同时看到同一对象（一般是数据行）的不同历史版本。如果有两个事务同时修改了同一数据行，那么在较晚的事务提交时进行冲突

检测。实现也有两种，一种是通过日志UNDO的方式来获取数据行的历史版本，一种是简单地在内存中保存同一数据行的多个历史版本，通过时间戳来区分。

锁也是数据库实现中最复杂的部分之一。同样，如果涉及到分布式系统（分布式锁和两阶段提交是分布式事务的基础），会比上述场景还要复杂得多。

@

我练功发自真心

提到，其他回答者说的其实是操作系统对atomic的理解，即并发控制。我不能完全同意这一点。数据库有自己的并发控制和锁问题，虽然在原理上和操作系统

中的概念非常类似，但是并不是同一个层次上的东西。数据库中的锁，在粒度/类型/实现方式上和操作系统中的锁都完全不同。操作系统中的锁，在数据库实现中

称为latch（一般译为闩）。其他回答者回答的其实是“在并行事务处理的情况下怎样保证数据的一致性”。

最后回到原来的问题（“原子性、一致性的实现机制是什么”）。我手头有本Database

System

Concepts（4ed，有点老了），在第15章的开头简明地介绍了ACID的概念及其关系。如果你想从概念上了解其实现，把这本书的相关章节读完应该能大概明白。如果你想从实践上了解其实现，可以找innodb这样的开源引擎的源代码来读。不过，即使是一个非常粗糙的开源实现（不考虑太复杂的并行处理，不考虑分布式系统，不考虑针对操作系统和硬件的优化之类），要基本搞明白恐怕也不是一两年的事。

数据库的实现原理和数据结构,是怎样的呢

那区别大了，根本就是两门课，学的东西完全不一样。

应该这么说吧：数据库可以说是一门工具，学来就可以用；而数据结构是计算机专业的基础课程。如果你要搞软件编程，那么就应该学数据结构。

根据我学过的感觉，数据结构应该比较简单点，不过不同的人应该感觉不同吧！

呵呵

关于数据库实现的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。

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