為什么需要學(xué)習(xí)NOSQL （三高）

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速崛起，網(wǎng)站的用戶群的增加，訪問(wèn)量的上升，傳統(tǒng)(關(guān)系型)數(shù)據(jù)庫(kù)上都開(kāi)始出現(xiàn)了性能瓶頸，web程序不再僅僅專注在功能上，同時(shí)也在追求性能。所以NOSQL數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而上，具體表現(xiàn)為對(duì)如下三高問(wèn)題的解決：

• High performance - 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)高并發(fā)讀寫的需求

  web2.0網(wǎng)站要根據(jù)用戶個(gè)性化信息來(lái)實(shí)時(shí)生成動(dòng)態(tài)頁(yè)面和提供動(dòng)態(tài)信息，所以基本上無(wú)法使用動(dòng)態(tài)頁(yè)面靜態(tài)化技術(shù)，因此數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)負(fù)載非常高，往往要達(dá)到每秒上萬(wàn)次讀寫請(qǐng)求。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)付上萬(wàn)次SQL查詢還勉強(qiáng)頂?shù)米?#xff0c;但是應(yīng)付上萬(wàn)次SQL寫數(shù)據(jù)請(qǐng)求，硬盤IO就已經(jīng)無(wú)法承受了。其實(shí)對(duì)于普通的BBS網(wǎng)站，往往也存在對(duì)高并發(fā)寫請(qǐng)求的需求，例如網(wǎng)站的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)在線用戶狀態(tài)，記錄熱門帖子的點(diǎn)擊次數(shù)，投票計(jì)數(shù)等，因此這是一個(gè)相當(dāng)普遍的需求。(微博 ：明星曝光戀情)

• Huge Storage - 對(duì)海量數(shù)據(jù)的高效率存儲(chǔ)和訪問(wèn)的需求

  類似Facebook，twitter，Friendfeed這樣的SNS網(wǎng)站，每天用戶產(chǎn)生海量的用戶動(dòng)態(tài)，以Friendfeed為例，一個(gè)月就達(dá)到了2.5億條用戶動(dòng)態(tài)，對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，在一張2.5億條記錄的表里面進(jìn)行SQL查詢，效率是極其低下乃至不可忍受的。再例如大型web網(wǎng)站的用戶登錄系統(tǒng)，例如騰訊，盛大，動(dòng)輒數(shù)以億計(jì)的帳號(hào)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也很難應(yīng)付。

• High Scalability && High Availability- 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的高可擴(kuò)展性和高可用性的需求

  在基于web的架構(gòu)當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)是最難進(jìn)行橫向擴(kuò)展的，當(dāng)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的用戶量和訪問(wèn)量與日俱增的時(shí)候，你的數(shù)據(jù)庫(kù)卻沒(méi)有辦法像web server和app server那樣簡(jiǎn)單的通過(guò)添加更多的硬件和服務(wù)節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展性能和負(fù)載能力。對(duì)于很多需要提供24小時(shí)不間斷服務(wù)的網(wǎng)站來(lái)說(shuō)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展是非常痛苦的事情，往往需要停機(jī)維護(hù)和數(shù)據(jù)遷移，為什么數(shù)據(jù)庫(kù)不能通過(guò)不斷的添加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展呢？

NOSQL的特點(diǎn)

在大數(shù)據(jù)存取上具備關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法比擬的性能優(yōu)勢(shì)，例如：

• 易擴(kuò)展

  NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)種類繁多，但是一個(gè)共同的特點(diǎn)都是去掉關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系型特性。數(shù)據(jù)之間無(wú)關(guān)系，這樣就非常容易擴(kuò)展。也無(wú)形之間，在架構(gòu)的層面上帶來(lái)了可擴(kuò)展的能力。

• 大數(shù)據(jù)量，高性能

  NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)都具有非常高的讀寫性能，尤其在大數(shù)據(jù)量下，同樣表現(xiàn)優(yōu)秀。這得益于它的無(wú)關(guān)系性，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

• 靈活的數(shù)據(jù)模型

  NoSQL無(wú)需事先為要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)建立字段，隨時(shí)可以存儲(chǔ)自定義的數(shù)據(jù)格式。而在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)里，增刪字段是一件非常麻煩的事情。如果是非常大數(shù)據(jù)量的表，增加字段簡(jiǎn)直就是一個(gè)噩夢(mèng)。這點(diǎn)在大數(shù)據(jù)量的Web2.0時(shí)代尤其明顯。

• 高可用

  NoSQL在不太影響性能的情況，就可以方便的實(shí)現(xiàn)高可用的架構(gòu)。比如Cassandra，HBase模型，通過(guò)復(fù)制模型也能實(shí)現(xiàn)高可用。

NoSQL：非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù) 是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)補(bǔ)充。

為什么要使用NOSQL

高并發(fā)讀寫需求

高效率存儲(chǔ)和訪問(wèn)的需求

高擴(kuò)展性和高可用性需求

主流的NoSQL

redis

MongoDB

什么是Redis

Redis是用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)源的高性能鍵值對(duì)（key-value）數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)是保存在內(nèi)存里面的. 官方提供測(cè)試數(shù)據(jù)，50個(gè)并發(fā)執(zhí)行100000個(gè)請(qǐng)求,讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s ，且Redis通過(guò)提供多種鍵值數(shù)據(jù)類型來(lái)適應(yīng)不同場(chǎng)景下的存儲(chǔ)需求，目前為止Redis支持的鍵值數(shù)據(jù)類型如下：

key是string類型，value可以是下面這五種類型

• 字符串類型 string

• 散列類型 hash java-hashmap

• 列表類型 list java-linkedlist

• 集合類型 set java-hashset

• 有序集合類型 sortedset 簡(jiǎn)稱：zset 有序且唯一

Redis支持的數(shù)據(jù)類型有五種：string、hash、list、set、zset

redis的應(yīng)用場(chǎng)景

• 緩存（數(shù)據(jù)查詢、短連接、新聞內(nèi)容、商品內(nèi)容、首頁(yè)等等）

• 任務(wù)隊(duì)列。（秒殺、搶購(gòu)、12306等等）

• 數(shù)據(jù)過(guò)期處理（可以精確到毫秒, 短信驗(yàn)證碼)

• 分布式集群架構(gòu)中 session共享

• 分布式鎖實(shí)現(xiàn)

• 聊天室的在線好友列表

• 應(yīng)用排行榜

• 網(wǎng)站訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)

redis中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是以key-value的形式存在的.key是string類型，其中==value==支持5種數(shù)據(jù)類型 .在日常開(kāi)發(fā)中主要使用比較多的有字符串string、哈希hash、字符串列表list、字符串集合set 四種類型，其中最為常用的是==字符串類型==。

字符串(String)

哈希(hash) 類似HashMap 適合存儲(chǔ)對(duì)象(屬性，屬性值)

字符串列表(list) 類似LinkedList

字符串集合(set) 類似HashSet

有序的字符串集合(sorted-set或者叫zset) 有序且唯一

Redis字符串(String)

SET key value	設(shè)置指定 key 的值
GET key	獲取指定 key 的值
DEL key	刪除key
GETSET key value	將給定 key 的值設(shè)為 value ，并返回 key 的舊值(old value)。
SETEX key seconds value	將值 value 關(guān)聯(lián)到 key ，并將 key 的過(guò)期時(shí)間設(shè)為 seconds (以秒為單位)。
SETNX key value	只有在 key 不存在時(shí)設(shè)置 key 的值。
INCR key	將 key 中儲(chǔ)存的數(shù)字值增一。
INCRBY key increment	將 key 所儲(chǔ)存的值加上給定的增量值（increment） 。
DECR key	將 key 中儲(chǔ)存的數(shù)字值減一。
DECRBY key decrement	key 所儲(chǔ)存的值減去給定的減量值（decrement） 。

?

Redis 哈希(Hash)

命令命令描述

hset key filed value	將哈希表 key 中的字段 field 的值設(shè)為 value
hmset key field1 value1 [field2 value2]...	同時(shí)將多個(gè) field-value (字段-值)對(duì)設(shè)置到哈希表 key 中
hget key filed	獲取存儲(chǔ)在哈希表中指定字段的值
hmget key filed1 filed2	獲取多個(gè)給定字段的值
hdel key filed1 [filed2]	刪除一個(gè)或多個(gè)哈希表字段
hlen key	獲取哈希表中字段的數(shù)量
del key	刪除整個(gè)hash(對(duì)象)
HGETALL key	獲取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
HKEYS key	獲取所有哈希表中的字段
HVALS key	獲取哈希表中所有值

?Redis 列表(List)

命令命令描述

lpush key value1 value2...	將一個(gè)或多個(gè)值插入到列表頭部(左邊)
rpush key value1 value2...	在列表中添加一個(gè)或多個(gè)值(右邊)
lpop key	左邊彈出一個(gè) 相當(dāng)于移除第一個(gè)
rpop key	右邊彈出一個(gè) 相當(dāng)于移除最后一個(gè)
llen key	返回指定key所對(duì)應(yīng)的list中元素個(gè)數(shù)
LINDEX key index	通過(guò)索引獲取列表中的元素
LINSERT key BEFORE| AFTER pivot value	在列表元素前或后插入元素 eg：linsert words before c e pivot表示列表中的元素 value表示新插入的值

?

Redis 集合(Set)

命令命令描述

sadd key member1 [member2]	向集合添加一個(gè)或多個(gè)成員
srem key member1 [member2]	移除一個(gè)成員或者多個(gè)成員
smembers key	返回集合中的所有成員,查看所有
SCARD key	獲取集合的成員數(shù)
SPOP key	返回集合中移除的一個(gè)隨機(jī)元素
SDIFF key1 [key2]	返回給定所有集合的差集
SUNION key1 [key2]	返回所有給定集合的并集
SINTER key1 [key2]	返回給定所有集合的交集

Redis 有序集合(sorted set | zset)

命令命令描述

ZADD key score member [score member ...]	增加元素
ZSCORE key member	獲取元素的分?jǐn)?shù)
ZREM key member [member ...]	刪除元素
ZCARD key	獲得集合中元素的數(shù)量
ZRANGE key start stop[WITHSCORES]	獲得排名在某個(gè)范圍的元素列表 查看所有元素：zrange key 0 -1 倒序排列查看：zrevrange key 0 2

Redis不僅是使用命令來(lái)操作，現(xiàn)在基本上主流的語(yǔ)言都有客戶端支持，比如java、C、C#、C++、php、Node.js、Go等。 在官方網(wǎng)站里列一些Java的客戶端，有Jedis、Redisson、lettuce、JDBC-Redis、等其中官方推薦使用Jedis和Redisson。 在企業(yè)中用的最多的就是Jedis，Jedis同樣也是托管在github上.

方法解釋

new Jedis(host, port)	創(chuàng)建jedis對(duì)象，參數(shù)host是redis服務(wù)器地址，參數(shù)port是redis服務(wù)端口
set(key,value)	設(shè)置字符串類型的數(shù)據(jù)
get(key)	獲得字符串類型的數(shù)據(jù)
hset(key,field,value)	設(shè)置哈希類型的數(shù)據(jù)
hget(key,field)	獲得哈希類型的數(shù)據(jù)
lpush(key,values)	設(shè)置列表類型的數(shù)據(jù)
lpop(key)	列表左面彈棧
rpop(key)	列表右面彈棧
sadd(String key, String... members)	設(shè)置set類型的數(shù)據(jù)
zrange(String key, long start, long end)	獲得在某個(gè)范圍的元素列表
del(key)	刪除key
exists(key)	判斷key是否存在

jedis的介紹

方法解釋

new Jedis(host, port)	創(chuàng)建jedis對(duì)象，參數(shù)host是redis服務(wù)器地址，參數(shù)port是redis服務(wù)端口
set(key,value)	設(shè)置字符串類型的數(shù)據(jù)
get(key)	獲得字符串類型的數(shù)據(jù)
hset(key,field,value)	設(shè)置哈希類型的數(shù)據(jù)
hget(key,field)	獲得哈希類型的數(shù)據(jù)
lpush(key,values)	設(shè)置列表類型的數(shù)據(jù)
lpop(key)	列表左面彈棧
rpop(key)	列表右面彈棧
sadd(String key, String... members)	設(shè)置set類型的數(shù)據(jù)
zrange(String key, long start, long end)	獲得在某個(gè)范圍的元素列表
del(key)	刪除key
exists(key)	判斷key是否存在

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis 内存数据库的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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