NoSQL概述与Redis入门-redis安装与测试

news2024/12/26 23:13:10

一、Nosql概述

1、为什么使用Nosql

1、单机Mysql时代

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90年代,一个网站的访问量一般不会太大，单个数据库完全够用。随着用户增多，网站出现以下问题

  1. 数据量增加到一定程度，单机数据库就放不下了
  2. 数据的索引（B+ Tree）,一个机器内存也存放不下
  3. 访问量变大后（读写混合），一台服务器承受不住。

2、Memcached(缓存) + Mysql + 垂直拆分（读写分离）

网站80%的情况都是在读，每次都要去查询数据库的话就十分的麻烦！所以说我们希望减轻数据库的压力，我们可以使用缓存来保证效率！

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优化过程经历了以下几个过程：

①优化数据库的数据结构和索引(难度大)

②文件缓存，通过IO流获取比每次都访问数据库效率略高，但是流量爆炸式增长时候，IO流也承受不了

③MemCache,当时最热门的技术，通过在数据库和数据库访问层之间加上一层缓存，第一次访问时查询数据库，将结果保存到缓存，后续的查询先检查缓存，若有直接拿去使用，效率显著提升。

3、分库分表 + 水平拆分 + Mysql集群

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4、如今最近的年代

如今信息量井喷式增长，各种各样的数据出现（用户定位数据，图片数据等），大数据的背景下关系型数据库（RDBMS）无法满足大量数据要求。Nosql数据库就能轻松解决这些问题。

目前一个基本的互联网项目

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为什么要用NoSQL ？

用户的个人信息，社交网络，地理位置。用户自己产生的数据，用户日志等等爆发式增长！
这时候我们就需要使用NoSQL数据库的，Nosql可以很好的处理以上的情况！

2、什么是Nosql

NoSQL = Not Only SQL（不仅仅是SQL）

Not Only Structured Query Language

关系型数据库：列+行，同一个表下数据的结构是一样的。

非关系型数据库：数据存储没有固定的格式，并且可以进行横向扩展。

NoSQL泛指非关系型数据库，随着web2.0互联网的诞生，传统的关系型数据库很难对付web2.0时代！尤其是超大规模的高并发的社区，暴露出来很多难以克服的问题，NoSQL在当今大数据环境下发展的十分迅速，Redis是发展最快的。

3、Nosql特点

  1. 方便扩展（数据之间没有关系，很好扩展！）
  2. 大数据量高性能（Redis一秒可以写8万次，读11万次，NoSQL的缓存记录级，是一种细粒度的缓存，性能会比较高！）
  3. 数据类型是多样型的！（不需要事先设计数据库，随取随用）
  4. 传统的 RDBMS 和 NoSQL
传统的 RDBMS(关系型数据库)
- 结构化组织
- SQL
- 数据和关系都存在单独的表中 row col
- 操作，数据定义语言
- 严格的一致性
- 基础的事务
- ...

Nosql
- 不仅仅是数据
- 没有固定的查询语言
- 键值对存储，列存储，文档存储，图形数据库（社交关系）
- 最终一致性
- CAP定理和BASE
- 高性能，高可用，高扩展
- ...

了解：3V + 3高

大数据时代的3V ：主要是描述问题的

  1. 海量Velume
  2. 多样Variety
  3. 实时Velocity

大数据时代的3高 ： 主要是对程序的要求

  1. 高并发
  2. 高可扩
  3. 高性能

真正在公司中的实践：NoSQL + RDBMS 一起使用才是最强的。

4、阿里巴巴演进分析

推荐阅读：阿里云的这群疯子https://yq.aliyun.com/articles/653511

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# 商品信息
- 一般存放在关系型数据库：Mysql,阿里巴巴使用的Mysql都是经过内部改动的。

# 商品描述、评论(文字居多)
- 文档型数据库：MongoDB

# 图片
- 分布式文件系统 FastDFS
- 淘宝：TFS
- Google: GFS
- Hadoop: HDFS
- 阿里云: oss

# 商品关键字 用于搜索
- 搜索引擎：solr,elasticsearch
- 阿里：Isearch 多隆

# 商品热门的波段信息
- 内存数据库：Redis，Memcache

# 商品交易，外部支付接口
- 第三方应用

5、Nosql的四大分类

KV键值对

  • 新浪：Redis
  • 美团：Redis + Tair
  • 阿里、百度：Redis + Memcache

文档型数据库（bson数据格式）：

  • MongoDB(掌握)
    • 基于分布式文件存储的数据库。C++编写，用于处理大量文档。
    • MongoDB是RDBMS和NoSQL的中间产品。MongoDB是非关系型数据库中功能最丰富的，NoSQL中最像关系型数据库的数据库。
  • ConthDB

列存储数据库

  • HBase(大数据必学)
  • 分布式文件系统

图关系数据库

用于广告推荐，社交网络

  • Neo4j、InfoGrid

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二、Redis入门

1、概述

Redis是什么？

Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务。

是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

Redis能该干什么？

  1. 内存存储、持久化，内存是断电即失的，所以需要持久化（RDB、AOF）
  2. 高效率、用于高速缓冲
  3. 发布订阅系统
  4. 地图信息分析
  5. 计时器、计数器(eg：浏览量)
  6. 。。。

2、环境搭建

官网：https://redis.io/

推荐使用Linux服务器学习。

windows版本的Redis已经停更很久了…

3、Windows安装

https://github.com/dmajkic/redis

1.解压安装包

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2.开启redis-server.exe

3.启动redis-cli.exe测试

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4、Linux安装（重点）

1.下载安装包！redis-5.0.8.tar.gz

2.解压Redis的安装包！程序一般放在 /opt 目录下

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3.基本环境安装

yum install gcc-c++
# 然后进入redis目录下执行
make
# 然后执行
make install

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4.redis默认安装路径 /usr/local/bin

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5.将redis的配置文件复制到 程序安装目录 /usr/local/bin/kconfig下

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6.redis默认不是后台启动的，需要修改配置文件！

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7.通过制定的配置文件启动redis服务

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redis-server kconfig/redis.conf

8.使用redis-cli连接指定的端口号测试，Redis的默认端口6379

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redis-cli -p 6379

9.查看redis进程是否开启

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ps -ef | grep redis

10.关闭Redis服务 shutdown

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11.再次查看进程是否存在

12.后面我们会使用单机多Redis启动集群测试

5、测试性能

redis-benchmark： 是一个压力测试工具！

Redis官方提供的性能测试工具，Redis-benchmark 命令参数选项如下：

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简单测试：

先开启redis-server、redis-cli，并查看运行情况

重新开启一个终端

# 测试：100个并发连接 100000请求
redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 100000
redis-benchmark -n 10000  -q

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6、基础知识

redis默认有16个数据库

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默认使用的第0个;

16个数据库为：DB 0~DB 15
默认使用DB 0 ，可以使用select n切换到DB n，dbsize可以查看当前数据库的大小，与key数量相关。

127.0.0.1:6379> config get databases # 命令行查看数据库数量databases
1) "databases"
2) "16"

127.0.0.1:6379> select 8 # 切换数据库 DB 8
OK
127.0.0.1:6379[8]> dbsize # 查看数据库大小
(integer) 0

# 不同数据库之间 数据是不能互通的，并且dbsize 是根据库中key的个数。
127.0.0.1:6379> set name sakura 
OK
127.0.0.1:6379> SELECT 8
OK
127.0.0.1:6379[8]> get name # db8中并不能获取db0中的键值对。
(nil)
127.0.0.1:6379[8]> DBSIZE
(integer) 0
127.0.0.1:6379[8]> SELECT 0
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "counter:__rand_int__"
2) "mylist"
3) "name"
4) "key:__rand_int__"
5) "myset:__rand_int__"
127.0.0.1:6379> DBSIZE # size和key个数相关
(integer) 5

keys * ：查看当前数据库中所有的key。

flushdb：清空当前数据库中的键值对。

flushall：清空所有数据库的键值对。

Redis是单线程的，Redis是基于内存操作的。

所以Redis的性能瓶颈不是CPU,而是机器内存和网络带宽。

那么为什么Redis的速度如此快呢，性能这么高呢？QPS达到10W+

Redis为什么单线程还这么快？

  • 误区1：高性能的服务器一定是多线程的？
  • 误区2：多线程（CPU上下文会切换！）一定比单线程效率高！

核心：Redis是将所有的数据放在内存中的，所以说使用单线程去操作效率就是最高的，多线程（CPU上下文会切换：耗时的操作！），对于内存系统来说，如果没有上下文切换效率就是最高的，多次读写都是在一个CPU上的，在内存存储数据情况下，单线程就是最佳的方案。

NoSQL概述与Redis入门-redis安装与测试 的学习笔记到此完结，笔者归纳、创作不易，大佬们给个3连再起飞吧

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