Wie wählt man Datenbanken im System Design aus?

Question

Accepted Answer

Die Wahl der richtigen **Datenbank** ist eine Schlüsselentscheidung im System Design — zwischen **SQL (relational)** und **NoSQL**-Typen (Dokument, Key-Value, etc.), basierend auf den Daten, Zugriffsmuster, Skalierbarkeit und Konsistenzanforderungen. Verschiedene Datenbanken eignen sich für unterschiedliche Anforderungen.

## SQL vs NoSQL (die Hauptentscheidung)

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SQL (relational: PostgreSQL, MySQL) → structured data, tables, relationships, ACID:
  ✓ strong consistency, complex queries/joins, transactions, well-defined schema
  ✓ for: relational data, transactions, complex queries (most traditional apps)
NOSQL → various non-relational models, flexible schema, often easier horizontal scaling:
  → DOCUMENT (MongoDB) → flexible JSON-like docs
  → KEY-VALUE (Redis, DynamoDB) → simple, fast lookups, caching
  → WIDE-COLUMN (Cassandra) → massive scale, high write throughput
  → GRAPH (Neo4j) → relationships/networks
  ✓ for: flexible schema, huge scale, specific access patterns, high throughput
```

## Wie man wählt

```text
Consider:
  → DATA structure → relational/structured (SQL) vs flexible/varied (NoSQL document)
  → ACCESS PATTERNS → complex queries/joins (SQL) vs simple key lookups (key-value)
  → SCALE → massive horizontal scale / huge write volume (some NoSQL) vs moderate (SQL fine)
  → CONSISTENCY → strong consistency/transactions (SQL) vs eventual OK (some NoSQL)
  → choose the database that FITS the requirements (not just what's trendy)
```

## Polyglot Persistence

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→ Use DIFFERENT databases for different needs in one system ("polyglot persistence"):
  e.g. PostgreSQL for core data + Redis for caching + Elasticsearch for search
→ no single database is best for everything → use the right tool for each job
```

## Warum es wichtig ist

Das Verständnis, wie man Datenbanken auswählt, ist grundlegend, denn die **Datenbankwahl ist eine Schlüsselentscheidung im System Design**, die die Fähigkeiten eines Systems erheblich beeinflusst, daher ist dieses Wissen unerlässlich.

Die Datenbank ist das Herzstück der meisten Systeme, und die Auswahl der richtigen — zwischen **SQL (relational)** und den verschiedenen **NoSQL**-Typen — basierend auf den Anforderungen ist eine wichtige architektonische Entscheidung.

Das Verständnis der **SQL vs NoSQL**-Unterscheidung ist fundamental: SQL-Datenbanken bieten starke Konsistenz, komplexe Abfragen und Joins, Transaktionen und strukturierte Schemas (geeignet für relationale Daten und traditionelle Anwendungen), während NoSQL-Datenbanken flexible Schemas und oft einfachere horizontale Skalierung bieten, wobei verschiedene Typen (Dokument, Key-Value, Wide-Column, Graph) unterschiedliche Anforderungen erfüllen (flexible Daten, massive Skalierung, hoher Durchsatz, spezifische Zugriffsmuster).

Das Verständnis **wie man wählt** — basierend auf Datenstruktur (relational vs flexibel), Zugriffsmuster (komplexe Abfragen vs einfache Lookups), Skalierung (massive horizontale Skalierung vs moderat) und Konsistenzanforderungen (stark vs eventual) — ist die Schlüsselfähigkeit, mit dem wichtigen Prinzip, die Datenbank auszuwählen, die **den Anforderungen entspricht**, statt dem Trend zu folgen.

Das Verständnis von **Polyglot Persistence** — die Verwendung verschiedener Datenbanken für unterschiedliche Anforderungen in einem System (z.B. PostgreSQL für Kerndaten, Redis für Caching, Elasticsearch für Suche) — spiegelt die reife Erkenntnis wider, dass keine einzelne Datenbank für alles optimal ist, daher ist die Verwendung des richtigen Werkzeugs für jede Aufgabe oft optimal.

Da die Datenbank das Herzstück der meisten Systeme ist und die Auswahl der richtigen (SQL vs NoSQL-Typen, basierend auf Daten, Zugriffsmuster, Skalierung und Konsistenz) die Fähigkeiten des Systems erheblich beeinflusst und eine Schlüsselentscheidung im Design ist, und da das Verständnis, wie man wählt, und der Polyglot-Persistence-Ansatz fundamental sind, ist das Verständnis der Datenbankwahl essenzielles, grundlegendes System-Design-Wissen — eine Schlüsselentscheidung im System Design, die ein Verständnis der Datenbankoptionen und deren Anpassung an die Anforderungen erfordert, und zentral für die Gestaltung von Systemen mit angemessenem Datenspeicher.