初窥NoSQL世界 开源CouchDB新手入门

NoSQL现在已经变成在IT界中十分热门的话题了，在本文中，将为你介绍NoSQL中的一员CouchDB的基本知识，带你开始走入NoSQL丰富多彩的世界。

什么是NoSQL
NoSQL(是not only SQL的缩写，也有说法认为是non-relational，即非关系型数据库)其实是不使用传统的关系数据库模型，而是使用如key-value存储、 文档型的、列存储、图型数据库、xml等方式存储数据的模型统称。之所以不使用传统的范式，主要是在于它们存储数据的方式发生了变化。例如，当你需要存储 发票的数据时，在传统的关系数据模型中，需要设计表的结构，然后使用服务器端语言将 其转化为实体对象，再传递到用户端(这就是所谓的ORM对象关系映射)，而在NoSQL中，你只要保存发票数据就可以了。 NoSQL不需要预先设计表和结构就可以储存新的数值。当然，请记住，NoSQL不是银弹。如果你的项目中要保存的数据的确需要关系型数据库模型才能完 成，那么应该坚持使用关系型数据库。
NoSQL的特点
NoSQL的出现主要是为了解决数据库读写性能的问题，随着越来越庞大的Web应用系统的出现，如SNS,微博等应用需要大量对数据进行读和 写，并且要求进行分布式的部署，而传统的关系数据模型在大数据访问量和分布式环境下，由于关系模型中经常要对多表进行连接操作，因此性能有时会有所降低， 所以NoSQL的强调的是非关系型数据，NoSQL 数据存储不需要固定的表结构，通常也不存在连接 操作。在大数据存取上具备关系型数据库无法比拟的性能优势。
在http://nosql-database.org/中，对NoSQL的描述是：非关系的，分布式的，开源的而且可以垂直扩展的。并且大多 数NoSQL数据库具有以下特点：Schema-free，方便的支持数据冗余，简单的API，基于最终一致性(eventually consistent)和BASE原则(而非ACID原则)。目前，Google 的 BigTable 与 Amazon 的 Dynamo 是非常成功的商业 NoSQL 实现。一些开源的 NoSQL 体系，如Facebook 的 Cassandra ， Apache 的 HBase ，也得到了广泛认同。
CouchDB介绍
CouchDB是Apache组织发布的一款NoSQL开源数据库项目，是面向文档类型的Nosql。它由Erlang编写而成，使用JSON 格式去保存数据。所谓文档数据库，并不是说它只能存储文本。CouchDB的字段只有三个：文档ID、文档版本号和内容。内容字段可以看到是一个text 类型的文本，里面可以随意定义数据，而不用关注数据类型，但数据必须以json的形式表示并存放。CouchDB以RESTful API的格式提供服务，可以很方便地开发各种语言的客户端。
而CouchDB目前的优势在于：它的数据存储格式是JSON，而JSON为广大程序员所熟悉，便于学习，而且CouchDB还可以移值到移动 设备上去，当用户不能联网时，可以在客户端保存数据，当能联网时，可以自动把数据同步到各个分布式结点上去;CouchDB还支持分布式结点的精确复制同 步，可以在一个庞大的应用中，随意增加分布式的CouchDB结点，以支持数据的均衡。
作为初学者，本文指导在Windows下安装和初步使用CouchDB。因此本文并没有选择以Apache组织下的CouchDB作为介绍，因为该版本的CouchDB比较适合在Linux下进行编译安装，步骤比较复杂，因此本文选择了使用CouchOne
(http://www.couchone.com/)发布的CouchDB服务器社 区版本。CouchOne公司今年与同样从事NoSQL产品的Membase公司合拼，推出了CouchBase产品(分为社区免费版和商业版)，将结合 Membase、Memcached和CouchDB。并实现高性能缓存，弹性集群和数据库功能等技术。而我们发现，couchone的社区版更适合于我 们初学者学习。

下载安装CouchDB
首先到http://www.couchone.com/get下载couchbase的服务器版本，选择Couchbase Server的社区版本，如下图：

在下载后，直接点安装文件就会进行自动安装。在安装后，我们要启动Couchbase,启动方法为：
1)到安装目录Couchbase\Server\bin下，双击erl.exe,启动erlang环境；
2) 双击Couchbase\Server\bin下的couchdb.bat ,启动couchdb。
接着，我们通过FireFox浏览器(注意，目前只支持FireFox等浏览器，最好不要用IE)，访问 http://127.0.0.1:5984/_utils,就可以看到couchdb的控制台页面了，如下所示，为了更好看到couchdb的交互过 程，我们可以同时打开Firebug，如下图：

顺便提醒一下，couchdb大量使用了jQuery插件机制，可以通过http://127.0.0.1:5984/_utils/script/jquery.couch.js看到代码的详细情况，有兴趣的可以查阅。
创建数据库用户
couchdb默认的用户都是admin,这其实不大安全，因此我们可以先创建一个数据库用户，我们在页面的右下角会发现如下图描述的有 Welcome to Admin Party! Everyone is admin! Fix this的字样，点Fix this,然后在弹出的窗口中，可以输入自己要设置的用户名和密码，保存即可。

同时，couchdb还支持使用jQuery中的$.couch.signup()方法去创建用户，这样，你就可以按照自己的需要去为couchdb去创建用户了，比如增加一些字段属性如email等，还可以设置更详细的couchdb的权限。
开始创建一个文档数据
下面我们开始使用couchdb的控制面板去创建一个文档数据，步骤如下：
1)点Create Database，在弹出的窗口中输入文档的名称，这里我们命名为mycouchshop，点确定按钮后，可以看到在控制面板中出现了我们刚建立的文档，如下图：

2)点mycouchshop，将打开这个文档；
3) 点New Document,这将新建一个文档；
4) 在打开的文档中，点Add Field去增加字段，首先，id是默认的字段，我们不需要修改它，我们增加一个字段的名称name,然后在其value字段中写入：Nettuts CouchDB Tutorial One,注意在每输入完一个字段的值的时候，可以双击输入的文本框，让鼠标离开文本框，以方便输入下一个字段的值，最后点Save Document保存我们的输入，系统会自动增加一个rev的字段，这个是表示文档的版本号，如下图：

如何更新一个文档
要注意的是，couchdb只一个只允许增加数据的数据库，当要对数据库更新时，只是向其中增加新的更新后的版本，而保留原始的版本。下面我们要对刚才新建立的文档修改一下结构，步骤为：
1)继续打开mycouchsho数据库；
2)选择增加字段，增加一个名称为type的字段，值设置为product；
3) 选择保存该文档。
此时留意，当保存该文档后，会发现如下图所示，最下方couchdb会显示出目前这个是第几个版本：

可以看到，目前的是第2个版本了，可以点Previous Version回到上一个版本。
通过Curl去创建文档
在couchdb中，还可以使用支持使用curl的方式去新建一个文档，而通过curl向couchdb创建文档时，couchdb是通过REST的接口进行接收数据的。步骤如下，注意下面的方法需要在linux下运行创建。
1)首先创建一个json格式的文件，代码如下，将其保存为person.json：

   "forename":    "Gavin",   
   "surname":    "Cooper", 
   "type":        "person"

2) 在linux 下打开终端管理器，并且输入：curl -X POST http://127.0.0.1:5984/mycouchshop/ -d @person.json -H "Content-Type: application/json"，而couchdb会返回如下所示的json格式响应：

...{"ok":true,"id":"c6e2f3d7f8d0c91ce7938e9c0800131c","rev":"1-abadd48a09c270047658dbc38dc8a892"}

可以，couchdb返回的json格式响应中，返回了id和版本号。用户可以通过curl或者其他开发语言，向couchdb提交符合RESTFUL格式的文档，基本规则为：
Post:新创建一个文档
Get:读取文档
PUT：更新一个文档
DELETE:删除一个文档

下面的例子，是通过curl去查看我们已经建立过的文档：
curl -X GET http://127.0.0.1:5984/mycouchshop/_all_docs

小结
本文简单向大家介绍了NoSQL的特点以及介绍了NoSQL家族中的一员CouchDB的安装和简单使用，NoSQL是比较新的热点技术，内容十分丰富，在以后的文章中，将教大家逐步深入学习NoSQL相关知识。