Redis学习笔记01--NoSQL/Redis概述

1.关于NoSQL

 NoSQL(Not Only SQl)，意思是反SQL运动，是一项全新的数据库革命性运动，早期就有人提出，发展至2009年越发高涨，指的是非关系型数据库(例如，MySQL，Sql Server和Oracle等)，随着互联网web2.0的兴起，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，而非关系数据库，则由于其本身的特点而得到非常快速的发展，Redis就是其中典型的代表。
 NoSql是key-value形式存储(json便是一种典型的ke-value形式的结构)，和传统的关系型数据库不同，不遵循传统数据库的一些要求，比如遵循SQL标准，ACID事务特点(原子性，隔离性，一致性和永久性)，表结构等，这些数据库有如下特点：
  ● 非关系型；
 ● 分布式的；
  ● 开源的；
  ● 水平可扩展

>>NoSQL具有以下的优势：

• ● 处理超大规模的数据；
• ● 可以运行在较为便宜的PC服务器集群上；
• ● 性能高。

>>NoSQL的适应场景：

• ● 对数据高并发读写，如果对MySQL进行每秒上万次的查询尚可，但是对写操作便效率低下了，而NoSQL没有这种瓶颈；
• ● 对海量数据的高效率存储和访问；
• ● 对数据的高可扩展性和高可用性，NoSQL对分布式支持的很好，而且没有固定的表结构，是一种松散的数据形式。

2.关于Redis

>>关于Redis

 Redis是一个开源，先进的key-value存储，通常被称为数据结构服务器，因为键可以包括：字符串(Strings)，哈希（Hashes），链表(Lists)，集合（Sets）和有序集合（Zsets），并用于构建高性能，可扩展的Web应用程序的完美解决方案。
 Redis从它的许多竞争继承来的三个主要特点：
- ● Redis数据库完全在内存中，使用磁盘仅用于持久性；
- ● 相比许多键值数据存储，Redis拥有一套较为丰富的数据类型，五种数据结构；
- ● Redis可以将数据复制到任意数量的从服务器。
 Redis上述的数据结构，均支持push/pop，add/remove以及取交集和并集及更丰富的操作，Redis支持各种不同方式的排序。为了保证效率，数据都是缓存在内存中，也可以周期性的把更新的数据写入磁盘（数据库快照）或者把修改操作写入追加的记录文件(Aof持久化)。

>>Redis的优势

• ● 异常快速：Redis的速度非常快，每秒能执行约11万集合，每秒约81000+条记录，因为数据是存在于内存中的；
• ● 支持丰富的数据类型：Redis支持最大多数开发人员已经知道像列表，集合，有序集合，散列数据类型，这使得它非常容易解决各种各样的问题，因为我们知道哪些问题是可以处理通过它的数据类型更好。
• ● 操作都是原子性：所有Redis操作是原子的，这保证了如果两个客户端同时访问的Redis服务器将获得更新后的值。
• ● 多功能实用工具：Redis是一个多实用的工具，可以在多个用例如缓存，消息，队列使用(Redis原生支持发布/订阅)，任何短暂的数据，应用程序，如Web应用程序会话，网页命中计数等。

>>应用实例

 目前Redis最大的全球用户是新浪微博，在新浪微博Redis的部署场景：
- 1. 应用程序直接访问Redis数据库服务，这种情况比较简单，如果Redis down机，数据会丢失；

- 2. 应用程序直接访问Redis，只有在Redis访问失败时会访问MySQL。

3.Redis一些具体的使用场合

>> 取最新的N个数据，显示最新的数据项目列表；

 例如微博中列出最新的100条回复，如果使用关系型数据库，则需要排序SELECT * FROM foo WHERE … ORDER BY time DESC LIMIT 10，随着数据库中数据项的增加，排序操作会变得越来越困难和费时。类似的问题利用Redis来解决变得很简单，对于每条回复我们都有一个唯一递增的ID字段，同时维持一个指定长度的列表，每次有新的评论来时，便将评论LPUSH到列表中，每次我们需要获取最新评论时，就可以利用lrange函数来获取，例如获取回复的100条：lrange 0 99。

>>排行榜TOP N的操作；

 Sorted Sets是将 Set 中的元素增加了一个权重参数 score，使得集合中的元素能够按 score 进行有序排列。
 典型的比如在线游戏的排行榜，比如一个Facebook的游戏，根据得分你通常想要：列出前100名高分选手，列出某用户当前的全球排名。
 这些操作对于Redis来说也很简单，即使你有几百万个用户，每分钟都会有几百万个新的得分。
 每次获得新得分时，我们用这样的代码：
 ZADD leaderboard ，当然可以用userID来取代username，得到前100名高分用户很简单：ZREVRANGE leaderboard 0 99

>>精确设置过期时期;

 Redis中对于每个Key都可以利用expire命令来设置key的有效时间，这为需要精确设置过期时间的应用提供了一个很简单的实现方式。

>>计数器；

 Redis提供的incr和incrby命令使得Redis自然成为一种很好的计数器，而且这些计数操作都是原子的。例如按日期统计一个网站的访问量，我们可以把日期带入计数器key就可以了：
#假定操作 2014-07-06 数据
#获取注册用户数
get total_users:2014-07-06
# 2014-07-06 注册用户数增加一位
incr total_users:2014-07-06
# 设置 48 小时过期时间 172800 = 48 * 60 * 60
expire total_users:2014-07-06 172800

>>Uniq排重

 Redis提供了Set集合数据结构，集合中元素是不能重复的，因此我们仅仅需要将待排重的数据存到set中即可，还是以微博应用为例，对于一篇微博，一位用户只能点赞一次，那我们可以为这篇微博维护一个Set，这样对于一个已经点过赞的用户便加入到Set中，如果这个用户再次试图点赞时，Set便不能重复加入这个用户，这样赞的总个数便是set中元素的个数。

>>实时分析系统，反垃圾系统，反垃圾邮件等；

 同样，Set的功能功能，可以统计一个终端用户是否进行了某个操作，可以找到其操作的集合并进行分析统计对比等。

>>pub/sub构建实时消息系统；

 Redis的Pub/Sub非常非常简单，运行稳定并且快速。支持模式匹配，能够实时订阅与取消频道。Redis的Pub/Sub系统可以构建实时的消息系统，比如很多用Pub/Sub构建的实时聊天和群聊系统的例子。

>>构建消息队列系统；

 Redis提供的List结构既可以作为先进先出的栈，又可以作为后进先出的队列来使用，利用list来实现队列系统也很简单，利用消息队列可以实现消息生产者和消费者的解耦，实现消息的异步处理。

>>实现缓存；

 这大概是现在Redis最经常使用的场景了，因为Redis的数据操作全是在内存中进行的，所以其速度很可观。据研究，其性能要优于Memcached，且数据结构更多样化，完全可以代替Memcached。