NoSQL数据库介绍+Redis部署

news2024/11/19 1:19:52

目录

一、NoSQL概述

1、数据的高并发读写

2、海量数据的高效率存储和访问

3、数据库的高扩展和高可用

二、NoSQL的类别

1、键值存储数据库

2、列存储数据库

3、文档型数据库

4、图形化数据库

三、分布式数据库中的CAP原理

1、传统的ACID

1）、A--原子性

2）、C--一致性

3）、I--隔离性

4）、D--持久性

2、CAP

四、Redis概述

五、Redis特点

六、Redis部署

一、NoSQL概述

NoSQL指非关系型的数据库，它可以作为关系型数据库的良好补充，在Web2.0网站的兴起，非关系型的数据库现在成为了一个极其热门的新领域，非关系数据库产品的发展非常迅速。传统的关系型数据库只能存储结构化数据，对于非结构化的数据支持不够完善。NoSQL数 据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战，尤其是大数据应用难题。例如

1、数据的高并发读写

网站要根据用户个性化信息来实时生成动态页面和提供动态信息，所有基本上无法使用动态页面静态化技术，因此数据库并发负载非常高，往往要达到每秒上万次读写请求。例如网站的实时统计在线用户状态，记录热门帖子的点击次数。

2、海量数据的高效率存储和访问

像阿里、腾讯等大型网站的用户登录系统，在一张海量的关系数据库，使用SQL语句查找效率是极其低下的。

3、数据库的高扩展和高可用

基于Web网站的架构中，数据库是最难进行横向扩展的，当一个网页的系统的用户量不断增大，对数据库进行升级和扩展时，事很困难的，往往只有停机进行升级维护和数据迁移等。因此需要数据库具有高扩展和高可用性。

NoSQL数据库主要应用场景：

1）. 数据模型比较简单

2）. 需要灵活性更强的IT系统

3）. 对数据库性能要求较高

4）. 不需要高度的数据一致性

5）. 对于给定key，比较容易映射复杂的环境

6）. 取最新的N个数据（如排行榜）

7）. 数据缓存

二、NoSQL的类别

1、键值存储数据库

这一种数据库类型主要会使用到一个哈希表，这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。key/value模型对于IT系统来说优势在于简单，容易部署。

应用：内容缓存，主要用于处理大量数据高访问负载。

优点：快速查询。

缺点：存储的数据缺少结构化。

2、列存储数据库

这部分数据库通常事用来对分布式存储的海量数据，键依然存在，但是它们的特点是指向了多个列。

应用：分布式文件。

优点：查询速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展。

缺点：功能相对局限。

3、文档型数据库

该类型的数据库模型是版本化的文档，半结构化的文档以特定的格式存储，入JSON。文档类型数据库可以看作是键值数据库的升级版，允许之间嵌套键值，而且文档型数据库比键值数据库的查询效率更高。

应用：Web应用。

优势：数据结构要求不严格。

缺点：查询性能不高，且缺乏统一的查询语句。

4、图形化数据库

图形结构的数据同其他行列以及刚性结构的SQL数据不同，它是使用灵活的图形模型，并且能够扩展到多个服务器上，NoSQL数据库没有标准的查询语言（SQL），因此进行数据库查询需要定制数据模型。许多NoSQL数据库都有REST格式的数据接口或者查询API。

应用：社交网络。

优点：利用图结构相关算法。

缺点：需要整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案。

三、分布式数据库中的CAP原理

1、传统的ACID

关系型数据库遵循ACID规则，事务（transaction）

1）、A--原子性

指事物里所有操作要么都成功，要么都失败。事物的成功条件是事物中所有操作都成功，如果只要有其中一个操作失败，整个事物都失败，需要回滚。

2）、C--一致性

指数据库要一直处于一直的状态，事物的运行不会该百年数据库原本的一致性约束。

3）、I--隔离性

指并发的事物之间互不影响，如果一个事物要访问数据正在被另一个事务修改，只要另外一个事务未提交，它所访问的数据就不受未提交事务的影响。

4）、D--持久性

指事物一旦提交，它所作的修改将会永久的保存在数据库中，即使宕机也不会丢失。

2、CAP

CAP理论是指在分布式存储系统中，最多能实现上面得两点，由于当前网络硬件存在延迟丢包等问题，所以分区容忍性是我们必须要实现得，因此我们只能在一致性和可用性进行权衡，没有NoSQL系统能同时保证这三点。

C--强一致性、A--可用性、P--分区容错性

CA--单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常在可扩展性上不太强大。如传统的Oracle数据库。

AP-- 满足可用性，分区容忍性的系统，通常可能对一致性要求低一些如，大多数网站架构的选择。

CP--满足一致性，分区容忍必的系统，通常性能不是特别高，如Redis、Mongodb

注：在做分布式架构的时候必须做出取舍。 一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求，最多只能同时较好的满足两个。因此一致性和可用性之间取一个平衡。对于大多数web应用，并不需要一致性。

四、Redis概述

Redis（REmote D Ictionary Server 远程字典服务器），是完全开源免费的，用C语言编写的，遵守BSD 协议，是一个高性能的(key/value)分布式内存数据库，基于内存运行，并支持持久化的NoSQL数据库， 是当前最热门的NoSQL数据库之一，也被人们称为数据结构服务器。

Redis是一个开源的高性能键值对（Key-Value）数据库。它通过提供多种键值数据类型来适应不同场景 下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据类型如下：

字符串类型、散列类型、列表类型、集合类型、有序集合类型。

五、Redis特点

  • 性能极高：Redis 读的速度是 110000 次 /s，写的速度是 81000 次 /s 。
  • 丰富的数据类型：Redis 支持二进制案例的 String，List，Hash，Set及 ZSet 数据类型操作。
  • 原子性：Redis 的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作 是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过 MULTI 和 EXEC 指令包起来。
  • 数据持久化：可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用
  • Redis 提供的API支持：C、C++、C#、Clojure、Java、JavaScript、Lua、PHP、Python、Ruby、 Go、Scala、Perl等多种语言。
  • 其他特性：Redis 还支持 publish/subscribe 通知，key 过期等特性。

六、Redis部署

RMP包安装

1）获取安装包

[root@master ~]# wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo

2）安装

[root@master ~]# yum install redis

3）启动redis服务器

[root@master ~]# systemctl start redis

4）查看redis服务器状态

[root@master ~]# systemctl status redis

 5）查看端口

注：redis的默认端口为6379

#方法一
[root@master ~]# netstat -lnupt | grep :6379
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      1991/redis-server 1 
#方法二
[root@master ~]# ss -lnupt | grep :6379
tcp    LISTEN     0      128    127.0.0.1:6379                  *:*                   users:(("redis-server",pid=1991,fd=4))
#方法三
[root@master ~]# yum install lsof   #需要先安装lsof
[root@master ~]# lsof -i tcp:6379
COMMAND    PID  USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
redis-ser 1991 redis    4u  IPv4  22990      0t0  TCP localhost:6379 (LISTEN)

6)连接

[root@master ~]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> ping #验证 出现PONG说明连接成功了
PONG

7）退出

127.0.0.1:6379> quit #或者exit

8）关闭服务

root@master ~]# redis-cli shutdown
[root@master ~]# ps -ef | grep redis  #进行查看是否关闭

也可以在服务器里面关闭

127.0.0.1:6379> shutdown

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