Mitä tarkoittaa NoSQL?

NoSQL

SQL (Structured Query Language) on deklaratiivinen, standardoitu kyselykieli tietokantadatan käsittelyyn. NoSQL-termin merkitys on epämääräisempi. Se voi tarkoittaa ettei tietokanta tue SQL:ää ollenkaan (No SQL) - tai se voi tarkoittaa, ettei SQL-tuki ole ainoa tietokannan käytettävissä oleva kyselykieli (Not only SQL). NoSQL-kannat yleistyivät 2000-luvun ensimmäisen vuosikymmenen lopulla, jolloin tiedon varastoinnin hinnat laskivat voimakkaasti.

NoSQL-kantojen ominaisuudet vaihtelevat, mutta yleisominaisuutena SQL-kannoista poiketen, NoSQL-kannat varastoivat dataa tyypillisesti kuitenkin muuten kuin taulukkomaisessa muodossa.

NoSQL-kannat ovat nopeita, joustavaskeemaisia, horisontaalisesti hyvin skaalautuvia, ja ne voivat parhaimmillaan olla kehittäjille paljon helpompia käyttää kuin tauluihin perustuvat SQL-kannat. Esimerkiksi key-value -kannat (yksi NoSQL-kantojen päätyypeistä) tarjoavat helposti lähestyttävän kantaratkaisun.

CAP-teoreeman (Consistency, Availability, Partition tolerance) näkökulmasta useat NoSQL-kannat joustavat eheydessä (engl. consistency) samalla saatavutta (engl. availability) priorisoiden.

Sopivia käyttötapauksia NoSQL-kannoille ovat esimerkiksi:

1. Sovellukset, joissa käsitellään valtavia datamääriä
2. Mikropalveluarkkitehtuuria noudattavat sovellukset ja datastriimaus
3. Prototyyppien ja Proof of Concept (POC) -sovellusten nopea rakentaminen

DB-engines -sivuston mittausten mukaan (tarkistettu tammikuussa 2024) maailman suosituimpia NoSQL-tietokantoja olivat MongoDB, Redis ja Elasticsearch. Kaikista tietokannoista suosituin NoSQL-kanta oli MongoDB viidennellä sijalla neljän perinteisen SQL-relaatiokanna jälkeen.

Väärinkäsityksiä

Yleinen väärinkäsitys on, että relaatiodata sopii aina parhaimmin juuri relaatiokantaan. Sopivimman tietokannan valintaperusteisiin vaikuttaa useampi tekijä. Monet NoSQL-kannat tukevat relaatioita; ne vain tekevät sen eri tavoin, eikä dataa tarvitse hajauttaa eri tauluihin. Esimerkiksi JSON-muotoiseen dokumenttidatamalliin perustuvissa NoSQL-tietokannoissa relaatioita voidaan sisällyttää dataan sisäkkäisyyksien avulla.

Moni NoSQL-tietokanta tukee myös ACID-transaktioita, vaikka helposti ajatellaan ettei ominaisuus ole NoSQL-kannoissa saatavilla. ACID-transaktiotuki on saatavilla esimerkiksi AWS DynamoDB- ja MongoDB -kannoissa.

NoSQL-taulujen päätyyppejä

NoSQL-tietokantojen voidaan sanoa vakiintuneen neljäksi päätyypiksi.

1) Dokumenttikantoihin, joihin talletetaan dokumenttityyppisiä tietueita, kuten JSON-rakenne. Esimerkiksi AWS DynamoDB ja MongoDB tukevat dokumenttidatamallia.

2) Key-value -kantoihin, joissa tietueet nimensä mukaisesti ovat avain-arvo -pareja. Esimerkiksi Redis ja AWS DynamoDB ovat avain-arvo -kantoja.

3) Wide-Column -kantoihin, joissa dataa varastoidaan taulukoihin, riveihin ja dynaamisiin sarakkeisiin. Apache Cassandra ja sen kanssa yhteensopiva AWS Keyspaces ovat Wide-Column -tietokantoja.

4) sekä Graafikantoihin, jotka sopivat vahvasti verkottuneelle datalle, jossa varastoidaan sekä yhtymäkohtia (engl. node), että niiden välisiä kaaria (engl. edge). Kaaret voivat sisältää tietoa yhtymäkohtien välisistä suhteista, kuten ihmisten välisistä sukulaissuhteista tai kaupunkien välisistä kulkuyhteyksistä. Neo4j ja Amazon Neptune ovat esimerkkejä graafikannoista.

Johan Stenroth

Consultant