一、NoSql（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）

NoSQL：NoSQL = Not Only SQL 非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫 ? NoSQL，泛指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫。隨著互聯(lián)網(wǎng)web2.0網(wǎng)站的興起，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫在應(yīng)付web2.0網(wǎng)站，特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的SNS類型的web2.0純動態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心，暴露了很多難以克服的問題，而非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫則由于其本身的特點得到了非常迅速的發(fā)展。NoSQL數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生就是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)集合多重數(shù)據(jù)種類帶來的挑戰(zhàn)，尤其是大數(shù)據(jù)應(yīng)用難題。

1.1 優(yōu)點

• 高可擴展性

• 分布式計算

• 低成本

• 架構(gòu)的靈活性，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

• 沒有復(fù)雜的關(guān)系

1.2 缺點

• 沒有標準化

• 有限的查詢功能（到目前為止）

1.3 分類

類型代表特點

列存儲	Hbase、Cassandra、Hypertable	顧名思義，是按列存儲數(shù)據(jù)的。最大的特點是方便存儲結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，方便做數(shù)據(jù)壓縮，對針對某一列或者某幾列的查詢有非常大的IO優(yōu)勢。
文檔存儲	MongoDB、CouchDB	文檔存儲一般用類似json的格式存儲，存儲的內(nèi)容是文檔型的。這樣也就有有機會對某些字段建立索引，實現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的某些功能。
key-value存儲	Berkeley DB、MemcacheDB、Redis	可以通過key快速查詢到其value。一般來說，value可以是任何格式。
圖存儲	Neo4J、FlockDB	圖形關(guān)系的最佳存儲。使用傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫來解決的話性能低下，而且設(shè)計使用不方便。
對象存儲	db4o、Versant	通過類似面向?qū)ο笳Z言的語法操作數(shù)據(jù)庫，通過對象的方式存取數(shù)據(jù)。
xml數(shù)據(jù)庫	Berkeley DB XML、BaseX	高效的存儲XML數(shù)據(jù)，并支持XML的內(nèi)部查詢語法，比如XQuery,Xpath。

二、Redis與網(wǎng)站架構(gòu)

2.1什么是Redis?

• Remote Dictionary Server 縮寫 是個基于內(nèi)存的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)

• 豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sets, sorted sets,hashes, list ...)

• 本質(zhì)是key-value，但是與memcached不同的是，value的類型得到了擴展

  一個普通的問題列表需求

• 問題本身的數(shù)據(jù)(標題，投票等等)

• 問題的作者數(shù)據(jù)(另 張單獨的 張數(shù)據(jù)表，通過某個鍵值關(guān)聯(lián))

• 問題的標簽(本身單獨一張數(shù)據(jù)表，通過一個中間關(guān)系表與問題產(chǎn)生 對多的關(guān)系)

?

一條sql語句解決問題 too young too simple

多次查詢讓你懷疑人生

?

冗余字段過多會讓你看起來很傻

為啥不試試Redis

2.2 與sql比較

大大減少了查詢數(shù)量，提高了效率 redis的API更加人性化，再也不需要構(gòu)建SQL語句，節(jié)省了SQL的解析時間

三、Redis

3.1簡介

Redis 是完全開源免費的，遵守BSD協(xié)議，是一個高性能的key-value數(shù)據(jù)庫。

Redis 與其他 key - value 緩存產(chǎn)品有以下三個特點：

• Redis支持數(shù)據(jù)的持久化，可以將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存在磁盤中，重啟的時候可以再次加載進行使用。

• Redis不僅僅支持簡單的key-value string類型的數(shù)據(jù)，同時還提供list，set，zset，hash等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲。

• Redis支持數(shù)據(jù)的備份，即master-slave模式的數(shù)據(jù)備份。

3.2 優(yōu)勢

• 性能極高?– Redis能讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s 。

• 豐富的數(shù)據(jù)類型 – Redis支持二進制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 數(shù)據(jù)類型操作。

• 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同時Redis還支持對幾個操作全并后的原子性執(zhí)行。

• 豐富的特性?– Redis還支持通知, key過期等等特性。

3.3和其他的key-value存儲有什么不同

• Redis有著更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并且提供對他們的原子性操作，這是一個不同于其他數(shù)據(jù)庫的進化路徑。Redis的數(shù)據(jù)類型都是基于基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同時對程序員透明，無需進行額外的抽象。

• Redis運行在內(nèi)存中但是可以持久化到磁盤，所以在對不同數(shù)據(jù)集進行高速讀寫時需要權(quán)衡內(nèi)存，因為數(shù)據(jù)量不能大于硬件內(nèi)存。在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫方面的另一個優(yōu)點是，相比在磁盤上相同的復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在內(nèi)存中操作起來非常簡單，這樣Redis可以做很多內(nèi)部復(fù)雜性很強的事情。同時，在磁盤格式方面他們是緊湊的以追加的方式產(chǎn)生的，因為他們并不需要進行隨機訪問。

3.4 redis 為什么能夠持久化存儲 ？

因為 RDB 和 AOF

• RDB [RDB 將數(shù)據(jù)庫的快照（snapshot）以二進制的方式保存到磁盤中。]

  在運行情況下， Redis 以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式將數(shù)據(jù)維持在內(nèi)存中， 為了讓這些數(shù)據(jù)在 Redis 重啟之后仍然可用， Redis 分別提供了 RDB 和 AOF 兩種持久化模式。

  在 Redis 運行時， RDB 程序?qū)斍皟?nèi)存中的數(shù)據(jù)庫快照保存到磁盤文件中， 在 Redis 重啟動時， RDB 程序可以通過載入 RDB 文件來還原數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)。

  RDB 功能最核心的是 rdbSave 和 rdbLoad 兩個函數(shù)， 前者用于生成 RDB 文件到磁盤， 而后者則用于將 RDB 文件中的數(shù)據(jù)重新載入到內(nèi)存中：

  RDB 本質(zhì)上是個文件 每隔一段時間 在redis配置文件中進行設(shè)置 將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存入文件中 如果數(shù)據(jù)過大 也容易造成數(shù)據(jù)丟失

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• AOF [ 則以協(xié)議文本的方式，將所有對數(shù)據(jù)庫進行過寫入的命令（及其參數(shù)）記錄到 AOF 文件，以此達到記錄數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的目的。]

  AOF 將命令追加到文件中 將原有的內(nèi)容替換掉 記錄到 AOF 文件， 以此達到記錄數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的目的， 為了方便起見， 我們稱呼這種記錄過程為同步。

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3.5 安裝redis

sudo apt-get install redis-server 安裝完成后，Redis服務(wù)器會自動啟動，我們檢查Redis服務(wù)器程序 ps -aux|grep redis 或者 netstat -nlt | grep 6379 ? #看見 port 6379 就成功啟動了redis服務(wù) 文件名稱作用

redis-server	redis 服務(wù)端
redis-cli	redis 客戶端
redis-benchmark	redis性能測試工具
redis-check-aof	aof修復(fù)工具
redis-check-rdb	rdb
redis-sentinel	哨兵服務(wù)器 2.8版本之后才有

【redis-sentinel】監(jiān)控你管理的作用來提高集群的高可用性

redis-cli客戶端使用方式： redis-cli -p ?#端口 -h ?#主機 鏈接上 ? redis-cli -p 6379 127.0.0.1:6379> ping PONG 127.0.0.1:6379> ? #ping之后 pong來了就是成功了 離開客戶端請輸入quit ? 服務(wù)管理 啟動/停止/重啟redis有三種方式 1) systemctl start/stop/restart redis-server.service 2) service redis-server start|restart|stop 3) cd /etc/init.d./redis-server ?start/stop/restart

【redis的配置文件】

配置文件在/etc/redis/redis.conf

sudo vim /etc/redis/redis.conf # 常用配置項 requirepass 你的密碼 ? # 服務(wù)器遠程連接密碼 bind 127.0.0.1 ? ? # 綁定ip port 5379 # 指定端口 daemonize yes # 是否以守護進程執(zhí)行，如果以守護進程執(zhí)行，不會在命令行下阻塞 dbfilename dump.rdb ? #數(shù)據(jù)文件 dir /var/lib/redis ? #數(shù)據(jù)文件存儲路徑 ? ? #如果指定了密碼，啟用客戶端時需要加上-a 密碼 redis-cli -a 密碼

?

四、redis數(shù)據(jù)類型

Redis支持五種數(shù)據(jù)類型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

• redis常用命令請參考：http://redis.cn/commands.html

4.1 string

是最簡單的類型，你可以理解為一個key 對應(yīng)一個value。string 類型是二進制安全的。意思是redis 的string 可以包含任何數(shù)據(jù)，比如jpg 圖片或者序列化的對象。string類型是Redis最基本的數(shù)據(jù)類型，一個鍵最大能存儲512MB。

• 設(shè)置鍵

  命令：SET key value #設(shè)置單鍵值對 >set h1 100 #設(shè)置h1的值為100 ? 命令：mset key value [key value] #設(shè)置多個鍵值對 >mset name '王寶強' age 30 gender '男' ? 命令：setex ? key seconds value #設(shè)置鍵值及過期時間（秒單位） >setex age 100 20 #設(shè)置年齡的值為20，過期時間100秒

• 獲取鍵

  命令：get key #獲取單個鍵 >get h1 ? 命令：mget key1 key2 key3 #獲取多個鍵 >mget name age sex

• 查看過期時間

  命令：ttl key >ttl a1 #查看a1的過期時間

• 運算

  原來的值必須是數(shù)值字符串 命令：incr key #將對應(yīng)的key 加1 命令：decr key #將對應(yīng)的key值減1 命令：incrby key num ? #將對應(yīng)的key加指定值 命令：decrby key num ? #將對應(yīng)的key的值減去指定值

• 其它操作

  命令：append key value #追加值，redis中值都是字符串，追加就是字符拼接 >append name 'hello' #如果原來的值是tom,那么現(xiàn)在就是tomhello ? 命令：strlen key #獲取值得長度

4.2 hash

Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。Redis hash是一個string類型的field和value的映射表，hash特別適合用于存儲對象。每個 hash 可以存儲 2的32次方 -1 鍵值對（40多億）。存儲形式：

key = {name:'tom',age: 18}

• 設(shè)置值

  命令：hset key field ? value #設(shè)置key所指對象的指定屬性的值 命令：hmset key field ? value [field value] #設(shè)置key所指對象的多個屬性值 命令：hsetnx key field value #當field字段不存在時 設(shè)置key所指對象的field屬性值 ? hset person name '二狗子' hmset person age 20 sex '男' hsetnx person maried '未婚'

• 獲取值

  命令： hget key field #獲取key指定的對象的屬性值 命令： hmget key field [field] #獲取key指定對象的多個屬性值 命令： hgetall key ? #獲取key所指對象的所有屬性的名稱和值 命令： hkeys ? key ? #獲取key所指對象的所有屬性名 命令： hvals ? key ? #獲取key所指對象是的所有屬性值 命令： hlen key ? ? #獲取key所指對象的屬性個數(shù)

• 其它操作

  命令：hincrby key ? field ? increment #為key所指對象的指定字段的整數(shù)值加上increment 命令：hincrbyfloat key field increment #為key所指對象的指定字段的實數(shù)值加上increment 命令：hexists key field #判斷當前的字段是否存在在（在返回1 否則返回0） 命令：hdel key field [field] #刪除字段和值

4.3 list

redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）。列表最多可存儲 2的32次方 - 1 元素 (4294967295, 每個列表可存儲40多億)。

常應(yīng)用于：1、對數(shù)據(jù)量大的集合數(shù)據(jù)刪減 2、任務(wù)隊列

?

• 添加數(shù)據(jù)

  命令：lpush key ? value [value] ? #頭部插入數(shù)據(jù) 命令：lpushx key value ? ? ? ? ? #如果列表存在則在列表頭部插入數(shù)據(jù) 命令：rpush key value [value] ? #在列表尾部添加數(shù)據(jù) 命令：rpushx key value ? ? ? ? ? #如果列表存在，則在尾部添加數(shù)據(jù) 命令：linsert key before|after value value #在指定值前或后插入數(shù)據(jù) 命令：lset key index value ? ? ? #設(shè)定指定索引元素的值 注意：索引的值從左邊開始，向右增加，左邊第一個是0，從右邊向左索引編號為：-1 -2...

• 獲取數(shù)據(jù)

  命令：lpop key ? ? ? ? ? ? ? #左側(cè)出隊并返回出隊元素 命令：rpop key ? ? ? ? ? ? ? #右側(cè)出隊并返回出隊元素 命令：lindex key ? index ? #返回指定索引的值 命令：lrange key start end #返回存儲列表中的指定范圍的元素[start,end] 命令：lrem?key count value ? ? #從列表里移除前 count 次出現(xiàn)的值為 value 的元素count > 0: 從頭往尾移除值為 value 的元素。count < 0: 從尾往頭移除值為 value 的元素。count = 0: 移除所有值為 value 的元素。

• 其它操作

  命令：llen key #獲取列表長度 命令：ltrim key start stop #裁剪列表 保留start到stop之間的元素，其它都刪除ltrime mylist -3 -1 #從索引為-3到-2的保留， 以外的全部刪除

4.4 set 無序的集合

Redis的Set是string類型的無序集合，元素具有唯一性 不重復(fù)。集合是通過哈希表實現(xiàn)的，所以添加，刪除，查找的復(fù)雜度都是O(1)。

常應(yīng)用于：對兩個集合間的數(shù)據(jù)進行交集、并集、差集運算

• 添加元素

  sadd key member [member] #添加多個元素

• 獲取元素

smembers key #獲取集合中所有的元素scard key #返回集合元素的個數(shù)srandmember key [count] #返回集合中隨機元素的值，可以返回count個

• 其它操作

  spop key [count] #移除集合中隨機的count個元素,并返回 srem key member1 [member2] #移除集合中 一個或者 多個 成員 sismember key member #判斷元素是否在集合中 存在返回1 不在返回0

• 集合操作

求多個集合的交集： sinter key [key...] 求多個集合的差集 (注意比較順序)：sdiff key [key...] 求 多個集合的并集： sunion key [key....]

4.5 zset 有序從大到小排序

Redis zset 和 set 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重復(fù)的成員。不同的是每個元素都會關(guān)聯(lián)一個double類型的分數(shù)。redis正是通過分數(shù)來為集合中的成員進行從小到大的排序。zset的成員是唯一的,但分數(shù)(score)卻可以重復(fù)。

常應(yīng)用于：排行榜

• 添加元素

  zadd key score member [score member] #添加多個元素 zincrby key increment member #對指定的成員增加權(quán)重increment

• 獲取元素

  zrange key start end #返回指定范圍的元素 zcard key #返回元素的個數(shù) zcount key min max #返回有序集合中權(quán)重在min和max之間的元素的個數(shù) zscore key member #返回有序集合中 member(元素) 的權(quán)重(score) zrange key start end withscores #返回當前key中 所有的權(quán)重(score)和元素(member)

4.6 數(shù)據(jù)庫切換

redis默認帶有16個數(shù)據(jù)庫，編號從0-15。進入redis后默認數(shù)據(jù)庫是0，可以使用select num進行切換 客戶端不顯示中文的處理：打開客戶端的時候添加參數(shù):--raw redis-cli --raw

4.7 其他

keys * #查看所有的key keys u* #查以u開始的key keys n??? 查找以n為開頭長度為4個的key keys n 查找 包含 n 的所有的key支持的正則表達式: - h?llo 匹配第二位為任意的字符 - h*llo 匹配第二位為任意字符 0個 或多個 - h[ab]llo 匹配第二位為 a或者b的字符的key - hello 匹配第二位除了e字符以外的任意的key - h[a-z]llo 匹配第二位為a-z的小寫字母的keyexists key #判斷鍵是否存在 type key #查看key對應(yīng)的value的類型 del key #刪除指定key expire key 10 #設(shè)置過期時間，秒 persist key #移除key的過期時間 rename key newkey #修改key的名稱(如果新的key的名字存在 則會把存在的key的值 覆蓋掉) randomkey #隨機返回一個 key move key db 將鍵移動到指定庫flushdb #清空當前庫所有key flushall #清空所有庫里的keyexit #退出redis客戶端 quit 退出客戶端查看服務(wù)器信息 info dbsize 當前庫中有多少key

?

五、redis備份和還原

redis支持持久化的方式有兩種：RDB和AOF

• RDB備份

  • 查看備份目錄

  #1查看配置文件 cd /etc/redis vim redis.conf# 當后臺進程執(zhí)行save出錯時，停止redis的寫入操作。 stop-writes-on-bgsave-error yes rdbcompression yes # 將rdb文件進行壓縮 rdbchecksum yes # 對rdb文件進行校驗 dbfilename dump.rdb # rdb文件命名 dir /var/lib/redis # rdb文件備份存儲目錄#使用命令查看 進入redis客戶端 127.0.0.1:6379> config get dir 1) "dir" 2) "/var/lib/redis" #備份目錄

  • 備份

    • 命令行下執(zhí)行：redis-cli save 阻塞主進程

    • 命令行下執(zhí)行：redis-cli bgsave 不阻塞主進程

    • 查看備份時間，命令行下執(zhí)行 time redis-cli save

  • 還原

    • 只要將備份的dump.rdb文件覆蓋原來的文件就可以還原

六、主從復(fù)制

當數(shù)據(jù)量變得龐大的時候，讀寫分離還是很有必要的。同時避免一個redis服務(wù)宕機，導(dǎo)致應(yīng)用宕機的情況，我們啟用sentinel(哨兵)服務(wù)，實現(xiàn)主從切換的功能。redis提供了一個master,多個slave的服務(wù)。

角色ip

master（主）	10.20.100.186
slave（從）	10.20.100.106

• master主配置

sudo vim /etc/redis/redis.conf #找到# bind 127.0.0.1 修改為 bind 127.0.0.1 10.20.100.186#找到# requirepass 將其修改為 這是修改的是服務(wù)器遠程連接密碼 requirepass 123

• slave從配置

bind 127.0.0.1 10.20.100.106 #10.20.100.106從服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址 daemonize yes #是否是守護進程 slaveof 10.20.100.186 6379 #主服務(wù)器的ip和端口 masterauth 123 # 主服務(wù)器的密碼

重啟master和slave的服務(wù)，然后登錄從服務(wù)器，執(zhí)行：

python@ubuntu:/etc/redis$ redis-cli -p 6380 -a 123 127.0.0.1:6380> info replication # Replication role:slave master_host:10.20.100.186 master_port:6379 master_link_status:up master_last_io_seconds_ago:0 master_sync_in_progress:0 slave_repl_offset:1444 slave_priority:100 slave_read_only:1 connected_slaves:0 master_repl_offset:0 repl_backlog_active:0 repl_backlog_size:1048576 repl_backlog_first_byte_offset:0 repl_backlog_histlen:0

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis数据库学习笔记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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