C# NoSQL数据库[编辑 | 编辑源代码]

介绍[编辑 | 编辑源代码]

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[编辑 | 编辑源代码]

以下是常见的NoSQL数据库类型及其适用场景：

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[编辑 | 编辑源代码]

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[编辑 | 编辑源代码]

通过NuGet安装MongoDB驱动：

dotnet add package MongoDB.Driver

连接数据库[编辑 | 编辑源代码]

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");

插入文档[编辑 | 编辑源代码]

var document = new BsonDocument
{
    { "name", "John Doe" },
    { "age", 30 },
    { "email", "john@example.com" }
};
collection.InsertOne(document);

查询文档[编辑 | 编辑源代码]

var filter = Builders<BsonDocument>.Filter.Eq("name", "John Doe");
var result = collection.Find(filter).FirstOrDefault();
Console.WriteLine(result?.ToString());

输出：

{ "_id": ObjectId("..."), "name": "John Doe", "age": 30, "email": "john@example.com" }

C# 与 Redis 示例[编辑 | 编辑源代码]

Redis 是一个高性能的键值存储数据库，常用于缓存。

安装驱动[编辑 | 编辑源代码]

dotnet add package StackExchange.Redis

基本操作[编辑 | 编辑源代码]

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!

实际应用场景[编辑 | 编辑源代码]

场景1：电商缓存[编辑 | 编辑源代码]

使用Redis缓存热门商品数据：

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
}

场景2：日志存储[编辑 | 编辑源代码]

使用MongoDB存储应用日志：

var logEntry = new BsonDocument
{
    { "timestamp", DateTime.UtcNow },
    { "level", "INFO" },
    { "message", "User logged in" }
};
logsCollection.InsertOne(logEntry);

NoSQL vs SQL 对比[编辑 | 编辑源代码]

性能优化建议[编辑 | 编辑源代码]

为常用查询创建索引（MongoDB示例）：

var keys = Builders<BsonDocument>.IndexKeys.Ascending("name");
collection.Indexes.CreateOne(new CreateIndexModel<BsonDocument>(keys));

合理设计文档结构，避免嵌套过深。
使用Redis管道批量操作：

var batch = db.CreateBatch();
batch.StringSetAsync("key1", "value1");
batch.StringSetAsync("key2", "value2");
batch.Execute();

数学表示[编辑 | 编辑源代码]

在分布式系统中，NoSQL数据库通常遵循CAP定理： $Consistency + Availability + Partition Tolerance \leq 2$

总结[编辑 | 编辑源代码]

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。