架构架构设计师备考第32天——数据库交互&NoSQL

一、 应用程序与数据库的交互

1 库函数级别访问接口

核心机制：

• 通过底层API直接调用数据库功能（如Oracle的OCI）。
• 开发流程：
  1. 高级语言编写业务逻辑 → 2. 调用库函数执行SQL（如C程序调用OCI函数）。
• 优点：
  • 高度灵活性，结合SQL非过程性与高级语言过程性。
• 缺点：
  • 强依赖特定数据库（如OCI仅支持Oracle），需深入理解DBMS机制，开发效率低。

考点：OCI的适用场景与局限性。
考题示例：
Q：Oracle的OCI接口属于哪种数据交互方式？其最大缺点是什么？
A：库函数级别访问；强数据库依赖性。

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2 嵌入式SQL访问接口

核心机制：

• 将SQL语句嵌入高级语言源码（如C、Java），凭借预编译器转换为纯宿主语言代码。
• 技术挑战与解决方案：

  问题	解决方案
  编译器不识别SQL	预编译器转换SQL为函数调用
  程序与DBMS数据传递	函数库实现数据传递
  数据类型不匹配	预编译器处理类型转换

• 扩展语法：宿主变量声明、游标操作等。

考点：嵌入式SQL的预编译过程、宿主语言概念。

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3 通用数据接口标准

代表技术：

1. ODBC（开放数据库连接）：
   • 原理：应用程序 → ODBC API → DBMS驱动程序 → 数据库。
   • 优势：统一访问异构数据库（如SQL Server、Oracle）。
   • 流程：注册数据源 → ODBC建立连接 → 执行SQL。
2. JDBC（Java数据库连接）：
   • Java专属API，支持跨数据库SQL执行（如MySQL、PostgreSQL）。
3. ADO.NET：
   • .NET框架的类库，支持关系数据、XML及应用程序交互。

考点：ODBC/JDBC的跨数据库原理、数据源注册机制。
考题示例：
Q：ODBC如何建立对不同数据库的统一访问？
A：通过DBMS专属驱动程序屏蔽底层差异。

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4 ORM访问接口

核心机制：

• 对象与关系数据库的映射（如Java的Hibernate、MyBatis）。
• 工作流程：
  程序对象 → ORM框架 → 生成SQL → 数据库操作。
• 优势：
  • 降低SQL依赖，提升研发效率（程序员专注对象而非SQL）。
• 框架对比：

  框架	类型	特点
  Hibernate	全自动	能力强但复杂笨重
  MyBatis	半自动	灵活度高，SQL可控

考点：ORM解决“对象-关系阻抗不匹配”的原理、框架选型依据。

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二、 NoSQL数据库

1 分类与特点

四大类型：

1. 键值存储（如Redis）：高性能读写，适用缓存、会话存储。
2. 文档数据库（如MongoDB）：JSON/BSON格式，灵活模式。
3. 列族数据库（如Cassandra）：分布式存储，高扩展性。
4. 图数据库（如Neo4j）：高效处理实体关系（如社交网络）。

核心特点：

• 无固定模式：动态数据结构。
• 分布式架构：水平扩展，容错性强。
• 最终一致性：替代ACID，保障高可用。

2 体系框架

典型架构对比：

类型	数据模型	适用场景
键值库	Key-Value	实时计数器、配置存储
文档库	Document	内容管理、用户画像
列族库	Wide Column	日志分析、时序数据
图数据库	Graph	推荐系统、欺诈检测

嵌入式架构）：

• 特点：
  • 数据库库文档直接链接到应用程序（如SubVersion）。
  • 无需独立部署，数据访问由应用全权控制。
• VS 数据库服务器：

  特性	嵌入式数据库	数据库服务器
  部署方式	与应用集成	独立安装
  访问控制	应用管理	DBMS管理
  适用场景	单机应用、移动端	多用户并发系统

考点：NoSQL分类及适用场景、CAP定理（一致性/可用性/分区容忍性权衡）。

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本章核心考点总结

技术类别	核心概念	典型考题方向
库函数接口	OCI强依赖性	适用场景分析
嵌入式SQL	预编译机制	宿主语言作用
通用接口	ODBC跨库原理	JDBC与Java整合
ORM	对象-关系映射	Hibernate vs MyBatis
NoSQL	分类与CAP定理	嵌入式架构特点

附：高频考题

1. Q：ORM框架如何解决对象与数据库的异构性问题？
   A：借助元数据映射对象属性与表字段，自动生成SQL。
2. Q：NoSQL中“最终一致性”适用于什么场景？
   A：高并发读写且允许短暂数据不一致的平台（如社交平台点赞）。