目錄

一、NoSQL概述

1、數(shù)據(jù)的高并發(fā)讀寫

2、海量數(shù)據(jù)的高效率存儲和訪問

3、數(shù)據(jù)庫的高擴展和高可用

二、NoSQL的類別

1、鍵值存儲數(shù)據(jù)庫

2、列存儲數(shù)據(jù)庫

3、文檔型數(shù)據(jù)庫

4、圖形化數(shù)據(jù)庫

三、分布式數(shù)據(jù)庫中的CAP原理

1、傳統(tǒng)的ACID

1）、A--原子性

2）、C--一致性

3）、I--隔離性

4）、D--持久性

2、CAP

四、Redis概述

五、Redis特點

六、Redis部署

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一、NoSQL概述

NoSQL指非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫，它可以作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的良好補充，在Web2.0網(wǎng)站的興起，非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫現(xiàn)在成為了一個極其熱門的新領(lǐng)域，非關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的發(fā)展非常迅速。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫只能存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，對于非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)支持不夠完善。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。例如

1、數(shù)據(jù)的高并發(fā)讀寫

網(wǎng)站要根據(jù)用戶個性化信息來實時生成動態(tài)頁面和提供動態(tài)信息，所有基本上無法使用動態(tài)頁面靜態(tài)化技術(shù)，因此數(shù)據(jù)庫并發(fā)負載非常高，往往要達到每秒上萬次讀寫請求。例如網(wǎng)站的實時統(tǒng)計在線用戶狀態(tài)，記錄熱門帖子的點擊次數(shù)。

2、海量數(shù)據(jù)的高效率存儲和訪問

像阿里、騰訊等大型網(wǎng)站的用戶登錄系統(tǒng)，在一張海量的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，使用SQL語句查找效率是極其低下的。

3、數(shù)據(jù)庫的高擴展和高可用

基于Web網(wǎng)站的架構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫是最難進行橫向擴展的，當一個網(wǎng)頁的系統(tǒng)的用戶量不斷增大，對數(shù)據(jù)庫進行升級和擴展時，事很困難的，往往只有停機進行升級維護和數(shù)據(jù)遷移等。因此需要數(shù)據(jù)庫具有高擴展和高可用性。

NoSQL數(shù)據(jù)庫主要應(yīng)用場景：

1）. 數(shù)據(jù)模型比較簡單

2）. 需要靈活性更強的IT系統(tǒng)

3）.?對數(shù)據(jù)庫性能要求較高

4）. 不需要高度的數(shù)據(jù)一致性

5）.?對于給定key，比較容易映射復雜的環(huán)境

6）.?取最新的N個數(shù)據(jù)（如排行榜）

7）. 數(shù)據(jù)緩存

二、NoSQL的類別

1、鍵值存儲數(shù)據(jù)庫

這一種數(shù)據(jù)庫類型主要會使用到一個哈希表，這個表中有一個特定的鍵和一個指針指向特定的數(shù)據(jù)。key/value模型對于IT系統(tǒng)來說優(yōu)勢在于簡單，容易部署。

應(yīng)用：內(nèi)容緩存，主要用于處理大量數(shù)據(jù)高訪問負載。

優(yōu)點：快速查詢。

缺點：存儲的數(shù)據(jù)缺少結(jié)構(gòu)化。

2、列存儲數(shù)據(jù)庫

這部分數(shù)據(jù)庫通常事用來對分布式存儲的海量數(shù)據(jù)，鍵依然存在，但是它們的特點是指向了多個列。

應(yīng)用：分布式文件。

優(yōu)點：查詢速度快，可擴展性強，更容易進行分布式擴展。

缺點：功能相對局限。

3、文檔型數(shù)據(jù)庫

該類型的數(shù)據(jù)庫模型是版本化的文檔，半結(jié)構(gòu)化的文檔以特定的格式存儲，入JSON。文檔類型數(shù)據(jù)庫可以看作是鍵值數(shù)據(jù)庫的升級版，允許之間嵌套鍵值，而且文檔型數(shù)據(jù)庫比鍵值數(shù)據(jù)庫的查詢效率更高。

應(yīng)用：Web應(yīng)用。

優(yōu)勢：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求不嚴格。

缺點：查詢性能不高，且缺乏統(tǒng)一的查詢語句。

4、圖形化數(shù)據(jù)庫

圖形結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)同其他行列以及剛性結(jié)構(gòu)的SQL數(shù)據(jù)不同，它是使用靈活的圖形模型，并且能夠擴展到多個服務(wù)器上，NoSQL數(shù)據(jù)庫沒有標準的查詢語言（SQL），因此進行數(shù)據(jù)庫查詢需要定制數(shù)據(jù)模型。許多NoSQL數(shù)據(jù)庫都有REST格式的數(shù)據(jù)接口或者查詢API。

應(yīng)用：社交網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)點：利用圖結(jié)構(gòu)相關(guān)算法。

缺點：需要整個圖做計算才能得出結(jié)果，不容易做分布式的集群方案。

三、分布式數(shù)據(jù)庫中的CAP原理

1、傳統(tǒng)的ACID

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫遵循ACID規(guī)則，事務(wù)（transaction）

1）、A--原子性

指事物里所有操作要么都成功，要么都失敗。事物的成功條件是事物中所有操作都成功，如果只要有其中一個操作失敗，整個事物都失敗，需要回滾。

2）、C--一致性

指數(shù)據(jù)庫要一直處于一直的狀態(tài)，事物的運行不會該百年數(shù)據(jù)庫原本的一致性約束。

3）、I--隔離性

指并發(fā)的事物之間互不影響，如果一個事物要訪問數(shù)據(jù)正在被另一個事務(wù)修改，只要另外一個事務(wù)未提交，它所訪問的數(shù)據(jù)就不受未提交事務(wù)的影響。

4）、D--持久性

指事物一旦提交，它所作的修改將會永久的保存在數(shù)據(jù)庫中，即使宕機也不會丟失。

2、CAP

CAP理論是指在分布式存儲系統(tǒng)中，最多能實現(xiàn)上面得兩點，由于當前網(wǎng)絡(luò)硬件存在延遲丟包等問題，所以分區(qū)容忍性是我們必須要實現(xiàn)得，因此我們只能在一致性和可用性進行權(quán)衡，沒有NoSQL系統(tǒng)能同時保證這三點。

C--強一致性、A--可用性、P--分區(qū)容錯性

CA--單點集群，滿足一致性，可用性的系統(tǒng)，通常在可擴展性上不太強大。如傳統(tǒng)的Oracle數(shù)據(jù)庫。

AP-- 滿足可用性，分區(qū)容忍性的系統(tǒng)，通?？赡軐σ恢滦砸蟮鸵恍┤?#xff0c;大多數(shù)網(wǎng)站架構(gòu)的選擇。

CP--滿足一致性，分區(qū)容忍必的系統(tǒng)，通常性能不是特別高，如Redis、Mongodb

注：在做分布式架構(gòu)的時候必須做出取舍。 一個分布式系統(tǒng)不可能同時很好的滿足一致性，可用性和分區(qū)容錯性這三個需求，最多只能同時較好的滿足兩個。因此一致性和可用性之間取一個平衡。對于大多數(shù)web應(yīng)用，并不需要一致性。

四、Redis概述

Redis（REmote D Ictionary Server 遠程字典服務(wù)器），是完全開源免費的，用C語言編寫的，遵守BSD 協(xié)議，是一個高性能的(key/value)分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，基于內(nèi)存運行，并支持持久化的NoSQL數(shù)據(jù)庫， 是當前最熱門的NoSQL數(shù)據(jù)庫之一，也被人們稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器。

Redis是一個開源的高性能鍵值對（Key-Value）數(shù)據(jù)庫。它通過提供多種鍵值數(shù)據(jù)類型來適應(yīng)不同場景 下的存儲需求，目前為止Redis支持的鍵值數(shù)據(jù)類型如下：

字符串類型、散列類型、列表類型、集合類型、有序集合類型。

五、Redis特點

• 性能極高：Redis 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 String，List，Hash，Set及 ZSet 數(shù)據(jù)類型操作。
• 原子性：Redis 的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功執(zhí)行要么失敗完全不執(zhí)行。單個操作 是原子性的。多個操作也支持事務(wù)，即原子性，通過 MULTI 和 EXEC 指令包起來。
• 數(shù)據(jù)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 提供的API支持：C、C++、C#、Clojure、Java、JavaScript、Lua、PHP、Python、Ruby、 Go、Scala、Perl等多種語言。
• 其他特性：Redis 還支持 publish/subscribe 通知，key 過期等特性。

六、Redis部署

RMP包安裝

1）獲取安裝包

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

2）安裝

[root@master ~]# yum install redis

3）啟動redis服務(wù)器

[root@master ~]# systemctl start redis

4）查看redis服務(wù)器狀態(tài)

[root@master ~]# systemctl status redis

?5）查看端口

注：redis的默認端口為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   #需要先安裝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)連接

[root@master ~]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> ping #驗證 出現(xiàn)PONG說明連接成功了
PONG

7）退出

127.0.0.1:6379> quit #或者exit

8）關(guān)閉服務(wù)

root@master ~]# redis-cli shutdown
[root@master ~]# ps -ef | grep redis  #進行查看是否關(guān)閉

也可以在服務(wù)器里面關(guān)閉

127.0.0.1:6379> shutdown