Cassandra 和 MongoDB 有何區別？

Apache Cassandra 和 MongoDB 都屬於 NoSQL 資料庫群組。NoSQL 資料庫可以存放沒有資料庫結構描述的結構化、非結構化和半結構化資料。

與傳統的關聯式資料庫管理系統不同，NoSQL 資料庫中的資料儲存不受資料表格式和資料表之間的關係限制。您可以跨多個節點對資料進行自由分區和複寫，以有效進行擴展。 

此外，Cassandra 和早期版本的 MongoDB 均為開放原始碼。這意味著您可以下載這些 NoSQL 資料庫的原始程式碼，並根據需要進行設定。

Facebook 開發 Cassandra，然後將其作為開放原始碼專案與 Apache 一同發行。MongoDB 是由 MongoDB, Inc. 的一小群開發人員開發的。在 2018 年 10 月 16 日之前發行的所有 MongoDB 版本都可以根據 GNU Affero General Public License 提供。

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由於在他們的資料模型存在差異，Cassandra 和 MongoDB 以不同方式實作了多個資料庫功能。

儲存的基本單元

在 Cassandra 中，排序的字串資料表 (SSTables) 是將資料儲存磁碟上的基本單元。SSTable 是包含針對特定資料欄系列 (資料表) 和資料分區的已排序鍵值對集的檔案。SSTables 是不可變的，這意味著只要將其寫入，則無法進行修改。 

在 MongoDB 中，儲存的基本單元是文件。文件是一組鍵值對，其中鍵是字串，而值可以是各種類型。例如，值可以是其他文件、陣列、字串、數字、日期和布林值。文件以集合形式進行存放。

查詢語言

查詢語言是您用來從資料庫中插入和擷取資料的陳述式。

Cassandra Query Language (CQL) 是您在 Cassandra 使用的查詢語言。雖然它有與 SQL 類似的語法和結構，但 Apache 開發了 CQL 來處理資料欄列系列資料模型。

在另一方面，MongoDB 使用具有與 Node.js 類似命令的 MongoDB Query Language (MQL)。MQL 支援建立、讀取、更新和刪除 (CRUD) 操作。您可以在 MongoDB Shell 上撰寫 MQL 命令。

索引

索引是在資料庫中使用的技術，可提高資料檢索操作的速度和效率。它涉及建立資料結構，該結構可將資料庫表中的一個或多個資料欄的值映射到磁碟上相應資料的實體位置。

Cassandra 支援兩種索引類型：

• 個別資料欄的次要索引
• 多個資料欄上的 SSTable 連接次要索引 (SASI) 索引

SASI 索引會直接將索引資料存放在 SSTable 中。其支援複雜的查詢，例如範圍、字首和對具有大量唯一值的資料欄進行全文搜尋。

相比之下，MongoDB 支援集合層級和欄位層級的索引。它提供了多種索引類型，如單一欄位、化合物和多鍵。它還提供了以下索引：

• 分散於不同地理位置之資料的專用空間索引
• 大量文字資料的文字搜尋索引
• 數值資料的雜湊和叢集索引

並行

在資料庫中，並行是指多個使用者或程序可以同時存取和執行資料庫交易，而不會互相干擾。 

Cassandra 可透過轉盤一致性和資料列層級不可部分完成性實現並行。一次只有一個使用者可以對單一資料列進行操作。

在轉盤一致性中，每個複本節點維護一個向量時脈，這是一種資料結構，可用於追蹤關聯資料的版本歷史記錄。執行寫入操作時，向量時脈會更新以反映新版本。當執行讀取操作時，Cassandra 會傳回所有複本中具有最高時間戳記的版本，這樣一來，可確保始終傳回資料的最新版本。

相比之下，MongoDB 支援多版本並行控制 (MVCC) 的機制。MVCC 允許同時存在相同資料文件的多個版本。每個文件都有一個唯一的修訂版本 ID，該 ID 會在每次更新時遞增。文件層級鎖定和 MVCC 可提供更強大的並行策略。

可用性

可用性表示您可確保即使發生伺服器故障，也不會出現資料停機。Cassandra 和 MongoDB 可跨多個伺服器節點複寫資料，進而確保可用性。

在 Apache Cassandra 中，叢集中的每個節點保留有其他節點的資料複本。每個節點坐標讀取到正確的節點，以寫入或擷取資料。同時，它還可以修復節點之間不一致的資料。這可能會影響大規模效能。

相比之下，MongoDB 使用單一主節點複寫來提供高資料可用性。MongoDB 可將資料複寫至複本集中。只有一個主節點接收寫入，而其他節點只是從主節點複寫資料。但是，主節點會建立單一故障點。

可擴展性

Cassandra 和 MongoDB 允許執行碎片化，這是一種可在叢集中跨多個節點對資料進行水平分區的技術。例如，如果您有成千上萬的客戶，您可以對資料進行分區，以便每個節點只有幾百位客戶的資訊。這樣您就可以擴展資料庫而不會造成瓶頸。

Cassandra 使用稱為一致雜湊的分散式雜湊演算法，以確定由哪個節點負責特定資料值。Cassandra 還可支援虛擬節點 (vnodes)，其允許單一實體節點擁有多個資料範圍。

相比之下，MongoDB 使用碎片鍵來識別資料值的去處。資料庫管理員可以定義碎片化鍵，以對資料進行分區。您可以根據地理位置、字母順序或任何其他對資料集最有效的系統等因素來拆分資料。

	Apache Cassandra	MongoDB
資料模型	Cassandra 使用與關聯式資料庫更密切相關的寬欄型資料模型。	MongoDB 可將資料作為文件存放，進而可以完全擺脫關聯式模型。
基本儲存單元	排序的字串資料表。	序列化的 JSON 文件。
索引	Cassandra 支援次要索引和 SASI 依欄索引。	MongoDB 可在集合層級和欄位層級執行索引，並提供多個索引選項。
查詢語言	Cassandra 使用 CQL。	MongoDB 使用 MQL。
並行	Cassandra 藉助資料列層級不可部分完成性和轉盤一致性實現並行。	MongoDB 使用 MVCC 和文件層級鎖定，以確保並行。
可用性	Cassandra 具有多個主節點、節點分區和鍵複寫，可提供高可用性。	MongoDB 使用一個單一主節點和多個複本節點。與碎片化相結合，MongoDB 可提供高可用性和可擴展性。
資料分割	一致雜湊演算法，可減少對使用者的控制。	使用者定義碎片化鍵並可更好地控制分區。