NoSQL（非关系型数据库）之Redis

目录

一、 关系型数据库与非关系型数据库

1.1 关系型数据库

1.2 非关系型数据库

1.3 区别

1.3.1 数据存储方式不同

1.3.2 扩展方式不同

1.4 非关系型数据库产生背景

二、 Redis简介

2.1 Redis概述

2.2 Redis优点

2.3 Redis为什么这么快？

总结

一 数据流向

二 各自特点

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一、 关系型数据库与非关系型数据库

1.1 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0racle、Mvsol、SQLServer、Microsoft Access、DB2、Postgres0L 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。

1.2 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。

        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)。

        主流的 NoSQL数据库有Redis、MongBD、Hbase、Memcached。

1.3 区别

1.3.1 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。

        关系型数据库：实例>数据库>表>记录行/数据字段>存储到存储数据

        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。

        非关系型数据库：实例>数据库>集合>键值对

1.3.2 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，SOL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克服。虽然SQ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个表，这都需要通过提高计算机性能来。

        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，NSQL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。

        关系型数据库：纵向        比如说硬件中添加内存

        非关系型数据库：横向        天然分布式

1.4 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。

（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。让关系数据库关注在关系上，非关系型数据库关注在存储上。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。

Mysql 高热数据—>redis

web—>redis—>mysql

CPU—>内存/缓存—>磁盘

二、 Redis简介

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。

2.1 Redis概述

        Redis 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。

2.2 Redis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 Ordered 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作为基于内存运行的数据库，缓存是其最常应用的场景之一。除此之外，Redis常见应用场景还包括获取最新N个数据的操作、排行榜类应用、计数器应用、存储关系、实时分析系统、日志记录。

2.3 Redis为什么这么快？

• Redis是一款纯内存结构,避免了磁盘I/O等耗时操作。
• Redis命令处理的核心模块为单线程，减少了锁竞争，以及频繁创建线程和销毁线程的代价，减少了线程上下文切换的消耗。
• 采用了I/O多路复用机制，大大提升了并发效率。

注：在Redis 6.0中新增加的多线程也只是针对处理网络请求采用了多线程，而数据的读写命令，仍然是单线程处理的。

总结

一 数据流向

关系型数据库：

实例–>数据库–>表(table)–>记录行(row)、数据字段(column)

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）。

二 各自特点

非关系型数据库

1、数据保存在缓存中，利于读取速度和查询数据

2、架构中位置灵活

3、分布式、扩展性高

关系型数据库

1、安全性高（持久化）

2、事务处理能力强（非关系数据库不能处理事务）

3、任务控制能力强

4、可以做日志备份、恢复、容灾的能力