关系数据库与非关系数据库

关系型数据库

        关系型数据库是一个结构化的数据库，创建在关系模型（二维表格模型）基础上，一般面向于记录。
        SQL 语句（标准数据查询语言）就是一种基于关系型数据库的语言，用于执行对关系型数据库中数据的检索和操作。
        主流的关系型数据库包括 Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2、PostgreSQL 等。
        以上数据库在使用的时候必须先建库、建表设计表结构，然后存储数据的时候按表结构去存，如果数据与表结构不匹配就会存储失败。

非关系型数据库

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意思是“不仅仅是 SQL”，是非关系型数据库的总称。
除了主流的关系型数据库外的数据库，都认为是非关系型。
主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached、ElasticSearch、TSDB 等。
不需要预先建库、建表定义数据存储表结构，每条记录可以有不同的数据类型和字段个数（比如微信群聊里的文字、图片、视频、音乐等）。

关系型数据库和非关系型数据库区别

1.数据存储方式不同

关系型和非关系型数据库的主要差异是数据存储的方式。关系型数据天然就是表格式的，因此存储在数据表的行和列中。数据表可以彼此关联协作存储，也很容易提取数据。
与其相反，非关系型数据不适合存储在数据表的行和列中，而是大块组合在一起。非关系型数据通常存储在数据集中，就像文档、键值对或者图结构。你的数据及其特性是选择数据存储和提取方式的首要影响因素。

2.扩展方式不同

        SQL和NoSQL数据库最大的差别可能是在扩展方式上，要支持日益增长的需求当然要扩展。
        要支持更多并发量，SQL数据库是纵向扩展，也就是说提高处理能力，使用速度更快速的计算机，这样处理相同的数据集就更快了。因为数据存储在关系表中，操作的性能瓶颈可能涉及很多个表，这都需要通过提高计算机性能来克服。虽然SQL数据库有很大扩展空间，但最终肯定会达到纵向扩展的上限。
        而NoSQL数据库是横向扩展的。因为非关系型数据存储天然就是分布式的，NoSQL数据库的扩展可以通过给资源池添加更多普通的数据库服务器(节点)来分担负载。

3.对事务性的支持不同

如果数据操作需要高事务性或者复杂数据查询需要控制执行计划，那么传统的SQL数据库从性能和稳定性方面考虑是你的最佳选择。SQL数据库支持对事务原子性细粒度控制，并且易于回滚事务。
虽然NoSQL数据库也可以使用事务操作，但稳定性方面没法和关系型数据库比较，所以它们真正闪亮的价值是在操作的扩展性和大数据量处理方面。

非关系型数据库产生背景

可用于应对 Web2.0 纯动态网站类型的三高问题（高并发、高性能、高可用）。
（1）High performance——对数据库高并发读写需求
（2）Huge Storage——对海量数据高效存储与访问需求
（3）High Scalability && High Availability——对数据库高可扩展性与高可用性需求

关系型数据库和非关系型数据库都有各自的特点与应用场景，两者的紧密结合将会给Web2.0的数据库发展带来新的思路。让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障，非关系型数据库关注在存储和高效率上。例如，在读写分离的MySQL数据库环境中，可以把经常访问的数据存储在非关系型数据库中，提升访问速度。

总结

1.非关系型数据库
    数据保存在缓存中，利于提高读取速度/查询数据
    架构中位置灵活
    分布式、扩展性高

2.关系型数据库
    安全性高（持久化）
    事务处理能力强
    任务控制能力强
    做日志备份、恢复和容灾的能力更强一些

1.关系型数据库：
    实例-->数据库-->表(table)-->记录行(row)、数据字段(column)

2.非关系型数据库：
    实例-->数据库-->集合(collection)-->键值对(key-value)
    非关系型数据库不需要手动建数据库和集合（表）。

Redis简介

Redis（远程字典服务器）是一个开源的、使用 C 语言编写的 NoSQL 数据库。
Redis 基于内存运行并支持持久化，采用key-value（键值对）的存储形式，是目前分布式架构中不可或缺的一环。

Redis服务器程序是单进程模型，也就是在一台服务器上可以同时启动多个Redis进程，Redis的实际处理速度则是完全依靠于主进程的执行效率。若在服务器上只运行一个Redis进程，当多个客户端同时访问时，服务器的处理能力是会有一定程度的下降；若在同一台服务器上开启多个Redis进程，Redis在提高并发处理能力的同时会给服务器的CPU造成很大压力。即：在实际生产环境中，需要根据实际的需求来决定开启多少个Redis进程。若对高并发要求更高一些，可能会考虑在同一台服务器上开启多个进程。若CPU资源比较紧张，采用单进程即可。

Redis 具有以下几个优点：

（1）具有极高的数据读写速度：数据读取的速度最高可达到 110000 次/s，数据写入速度最高可达到 81000 次/s。
（2）支持丰富的数据类型：支持 key-value、Strings、Lists、Hashes、Sets 及 Sorted Sets 等数据类型操作。
（3）支持数据的持久化：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。
（4）原子性：Redis 所有操作都是原子性的。
（5）支持数据备份：即 master-salve 模式的数据备份。

Redis缺点

缓存和数据库双写一致性问题

缓存雪崩问题

缓存击穿问题

缓存的并发竞争问题

Redis使用场景

Redis作为基于内存运行的数据库，是一个高性能的缓存，一般应用在Session缓存、队列、排行榜、计数器、最近最热文章、最近最热评论、发布订阅等。
Redis 适用于数据实时性要求高、数据存储有过期和淘汰特征的、不需要持久化或者只需要保证弱一致性、逻辑简单的场景。

我们通常会将部分数据放入缓存中，来提高访问速度，然后数据库承担存储的工作。

redis

高热数据：

命中机制：有多条数据被频繁访问

淘汰机制：内存负载高于限制，优先选择淘汰（删除）一些数据

Redis安装部署

环境准备

#关闭防火墙和安全等级
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

修改内核参数

vim /etc/sysctl.conf
#在页尾添加下面内容
vm.overcommit_memory = 1
net.core.somaxconn = 2048
 
sysctl -p

安装redis

yum install -y gcc gcc-c++ make

#添加
tar zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-7.0.9
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
#由于Redis源码包中直接提供了 Makefile 文件，所以在解压完软件包后，不用先执行 ./configure 进行配置，可直接执行 make 与 make install 命令进行安装。

创建redis工作目录

mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}
 
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /usr/local/redis/conf/
 
useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/

环境变量

vim /etc/profile
#增加一行
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin

#刷新配置文件
source /etc/profile

修改配置文件

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf

    #87行，添加 监听的主机地址
bind 127.0.0.1 192.168.220.122
    #111行，将本机访问保护模式设置no。如果开启了，那么在没有设定bind ip且没有设密码的情况下，Redis只允许接受本机的响应
protected-mode no
    #138行，Redis默认的监听6379端口
port 6379
    #309行，设置为守护进程，后台启动
daemonize yes
    #341行，指定 PID 文件
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid
    #354行，指定日志文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"
    #504行，指定持久化文件所在目录
dir /usr/local/redis/data
    #1037行，增加一行，设置redis密码
requirepass abc123

定义systemd服务管理脚本

vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
[Unit]
Description=Redis Server
After=network.target
 
[Service]
User=redis
Group=redis
Type=forking
TimeoutSec=0
PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target

启动服务

systemctl start redis-server
systemctl enable redis-server
 
netstat -lntp | grep 6379

Redis 命令工具

redis-server：Redis 服务器启动命令
redis-benchmark：性能测试工具，用于检测 Redis 在本机的运行效率
redis-check-aof：修复有问题的 AOF 持久化文件
redis-check-rdb：修复有问题的 RDB 持久化文件
redis-cli：Redis 客户端命令行工具
redis-sentinel：Redis 哨兵集群使用

redis-cli 命令行工具

语法：redis-cli -h host -p port [-a password]
-h ：指定远程主机
-p ：指定 Redis 服务的端口号
-a ：指定密码，未设置数据库密码可以省略-a 选项
若不添加任何选项表示，则使用 127.0.0.1:6379 连接本机上的 Redis 数据库
redis-cli -h 192.168.220.101 -p 6379 -a '123456'

Redis 数据库常用命令

set、get

set：存放数据，命令格式为 set key value
get：获取数据，命令格式为 get key

set 键名 值    #创建键值对
get 键名       #获取键对应的值；

keys

keys    #查询键

keys *
keys v*
keys v?

*表示查看当前数据库中所有键；
v*表示查看当前数据库中以v开头的数据；
v?表示查看当前数据库中v后只有一个字符的数据

exists、del、type

#exists 命令可以判断键值是否存在
exists 键名     #查看键值是否存在；返回1表示存在，返回0表示不存在

#del 命令可以删除当前数据库的指定 key
del 键名    #删除键

#type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型
type 键名    #查看键对应的值的数据类型

expire、ttl

expire 键名 秒数        #设置key过期时间

ttl 键名        #查看key还有多少秒过期；
                #返回值为剩余秒数，返回-1表示永不过期，返回-2则表示已过期

rename、renamenx、dbsize

    #重命名前可以使用exists命令，查看一下key是否存在
    #对已有的key重命名，并覆盖到目标key上
rename 源key 目标key

    #对已有的key重命名，并覆盖到目标key上；
    #如果目标key已存在则不进行重命名
renamenx 源key 目标key


    #dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目
dbsize    #查看当前数据库中key的数量

设置密码

#使用config set requirepass yourpassword命令设置密码
192.168.220.101:6379> config set requirepass abc123

#使用config get requirepass命令查看密码
#（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用）
192.168.220.101:6379> auth abc123
OK
192.168.220.101:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) "abc123"

Redis 多数据库常用命令

Redis 是非关系数据库，支持多数据库，Redis 默认情况下包含 16 个数据库，数据库名称是用数字 0-15 来依次命名的。
多数据库间相互独立，互不干扰。

select、move、flushdb、flushall

#多数据库间切换
select 序号
select 15    #切换到15库；库的范围为0~15

#多数据库间移动数据
move 键名 序号    #将当前库中的键值对迁移到指定的库中

#清除数据库内的数据
flushdb     #清空当前数据库的数据
flushall    #清空所有数据库的数据

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