编辑“︁C Sharp NoSQL 数据库”︁

= C# NoSQL数据库 =

== 介绍 ==
NoSQL（Not Only SQL）数据库是一种非关系型数据库，适用于处理大规模、非结构化或半结构化数据。与传统的SQL数据库（如MySQL、SQL Server）不同，NoSQL数据库提供了更高的灵活性、可扩展性和性能，特别适合现代分布式应用场景。在C#中，可以通过多种方式与NoSQL数据库交互，包括MongoDB、Redis、Cosmos DB等。

NoSQL数据库的主要特点包括：
* '''无固定模式'''：不需要预定义表结构。
* '''水平扩展'''：易于分布式部署。
* '''高性能'''：针对特定场景优化（如键值存储、文档存储等）。
* '''灵活的数据模型'''：支持JSON、键值对、列存储等格式。

== NoSQL数据库类型 ==
以下是常见的NoSQL数据库类型及其适用场景：

{| class="wikitable"
|-
! 类型 !! 示例数据库 !! 适用场景
|-
| 文档数据库 || MongoDB, Cosmos DB || 存储JSON格式数据，适合内容管理系统
|-
| 键值存储 || Redis, DynamoDB || 缓存、会话存储
|-
| 列存储 || Cassandra || 大数据分析
|-
| 图数据库 || Neo4j || 社交网络、推荐系统
|}

== C# 与 MongoDB 示例 ==
MongoDB 是一个流行的文档数据库，以下是C#中使用官方驱动操作MongoDB的示例。

=== 安装驱动 ===
通过NuGet安装MongoDB驱动：
<syntaxhighlight lang="bash">
dotnet add package MongoDB.Driver
</syntaxhighlight>

=== 连接数据库 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
using MongoDB.Driver;

// 连接字符串
var connectionString = "mongodb://localhost:27017";
var client = new MongoClient(connectionString);
var database = client.GetDatabase("testdb");
var collection = database.GetCollection<BsonDocument>("users");
</syntaxhighlight>

=== 插入文档 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
var document = new BsonDocument
{
    { "name", "John Doe" },
    { "age", 30 },
    { "email", "john@example.com" }
};
collection.InsertOne(document);
</syntaxhighlight>

=== 查询文档 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
var filter = Builders<BsonDocument>.Filter.Eq("name", "John Doe");
var result = collection.Find(filter).FirstOrDefault();
Console.WriteLine(result?.ToString());
</syntaxhighlight>

'''输出：'''
<pre>
{ "_id": ObjectId("..."), "name": "John Doe", "age": 30, "email": "john@example.com" }
</pre>

== C# 与 Redis 示例 ==
Redis 是一个高性能的键值存储数据库，常用于缓存。

=== 安装驱动 ===
<syntaxhighlight lang="bash">
dotnet add package StackExchange.Redis
</syntaxhighlight>

=== 基本操作 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
using StackExchange.Redis;

var redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost");
var db = redis.GetDatabase();

// 设置键值
db.StringSet("mykey", "Hello Redis!");

// 获取值
var value = db.StringGet("mykey");
Console.WriteLine(value); // 输出: Hello Redis!
</syntaxhighlight>

== 实际应用场景 ==
=== 场景1：电商缓存 ===
使用Redis缓存热门商品数据：
<syntaxhighlight lang="csharp">
var productId = "prod123";
var product = db.StringGet(productId);

if (product.IsNullOrEmpty)
{
    product = GetProductFromDatabase(productId); // 模拟数据库查询
    db.StringSet(productId, product, TimeSpan.FromMinutes(10)); // 缓存10分钟
}
</syntaxhighlight>

=== 场景2：日志存储 ===
使用MongoDB存储应用日志：
<syntaxhighlight lang="csharp">
var logEntry = new BsonDocument
{
    { "timestamp", DateTime.UtcNow },
    { "level", "INFO" },
    { "message", "User logged in" }
};
logsCollection.InsertOne(logEntry);
</syntaxhighlight>

== NoSQL vs SQL 对比 ==
<mermaid>
pie
    title 何时选择NoSQL？
    "需要灵活模式" : 35
    "大规模数据" : 25
    "高性能读写" : 20
    "分布式架构" : 20
</mermaid>

== 性能优化建议 ==
* 为常用查询创建索引（MongoDB示例）：
<syntaxhighlight lang="csharp">
var keys = Builders<BsonDocument>.IndexKeys.Ascending("name");
collection.Indexes.CreateOne(new CreateIndexModel<BsonDocument>(keys));
</syntaxhighlight>

* 合理设计文档结构，避免嵌套过深。
* 使用Redis管道批量操作：
<syntaxhighlight lang="csharp">
var batch = db.CreateBatch();
batch.StringSetAsync("key1", "value1");
batch.StringSetAsync("key2", "value2");
batch.Execute();
</syntaxhighlight>

== 数学表示 ==
在分布式系统中，NoSQL数据库通常遵循CAP定理：
<math>
\text{Consistency} + \text{Availability} + \text{Partition Tolerance} \leq 2
</math>

== 总结 ==
C#开发者可以通过多种NoSQL数据库解决不同场景的数据存储需求。关键是根据应用特点（数据模型、扩展性需求等）选择合适的数据库类型。现代.NET生态对主流NoSQL数据库都有良好的支持，结合异步编程模型可以构建高性能应用。

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