NoSQL数据库详解：Cassandra, MongoDB, HBase, Hadoop等

"这篇文档包含了对NoSQL数据库的概述，主要讨论了Cassandra, MongoDB, HBase, Hadoop等流行NoSQL系统的关键概念和技术。作者颜开在2010年2月编撰了这份资料，旨在探讨NoSQL的思想、手段和具体的软件实现。" 在NoSQL领域，文档详细讲解了以下几个核心知识点： 1. **CAP理论**：指出分布式系统在一致性、可用性和分区容错性之间必须做出权衡。在大规模分布式环境下，通常会牺牲一致性来实现高可用性和分区容错。 2. **最终一致性**：在NoSQL数据库中，数据不一定要立即全局一致，而是允许经过一段时间后达到最终一致。这允许系统在分布式环境中保持高性能。 3. **BASE原则**：基本可用（Basically Available）、软状态（Soft State）和最终一致性（Eventually Consistent）是NoSQL数据库遵循的准则，以适应大规模分布式环境的需求。 4. **I/O的五分钟法则**：强调了在设计系统时要考虑I/O操作的效率，因为快速的磁盘操作在现实中可能需要几秒钟，而内存操作也不再是瞬间完成。 5. **一致性哈希**：用于分布式系统的负载均衡，确保数据分布均匀，当新节点加入或离开时，数据迁移影响最小。 6. **Gossip协议**：用于节点间的信息传播，有状态转移模型和操作转移模型两种形式，适用于分布式系统中的节点通信。 7. **Paxos算法**：解决分布式系统中的一致性问题，尽管复杂，但在许多NoSQL系统中用于实现分布式一致性。 8. **DHT（分布式哈希表）**：提供一种去中心化的数据存储方式，通过哈希函数将数据分布到网络中的各个节点。 9. **MapReduce**：是Google提出的一种处理大数据的编程模型，常用于NoSQL系统中的批量数据处理。 10. **Cassandra**、**MongoDB**、**HBase**和**Hadoop**等具体NoSQL系统的特性被逐一介绍，如Cassandra的键空间、列族、超级列等概念，MongoDB的文档存储，Hadoop的分布式计算框架等。 11. **列存（Columnar Storage）**：NoSQL数据库的一种存储方式，适合大数据分析，因为可以优化读取大量连续列的性能。 12. **Memcached**和**dbcached**：作为NoSQL的亚数据库，它们提供高速缓存功能，提升数据访问速度。 13. **非云服务竞争者**：除了云服务提供商的NoSQL解决方案，还有其他非云服务的竞争对手，如CouchDB、Riak和MongoDB等。 这些知识点构成了NoSQL数据库的核心思想和技术实现，对于理解和应用NoSQL系统具有重要的指导价值。