1. NoSQL数据库简介

1.1. 技术发展

技术的分类

1、解决功能性的问题：Java、Jsp、RDBMS、Tomcat、HTML、Linux、JDBC、SVN

2、解决扩展性的问题：Struts、Spring、SpringMVC、Hibernate、Mybatis

3、解决性能的问题：NoSQL、Java线程、Hadoop、Nginx、MQ、ElasticSearch

1.1.1. Web1.0时代

Web1.0的时代，数据访问量很有限，用一夫当关的高性能的单点服务器可以解决大部分问题。

1.1.2. Web2.0时代

随着Web2.0的时代的到来，用户访问量大幅度提升，同时产生了大量的用户数据。加上后来的智能移动设备的普及，所有的互联网平台都面临了巨大的性能挑战。

1.1.3. 解决CPU及内存压力

1.1.4. 解决IO压力

1.2. NoSQL数据库

1.2.1. NoSQL数据库概述

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不仅仅是SQL”，泛指非关系型的数据库。

NoSQL 不依赖业务逻辑方式存储，而以简单的key-value模式存储。因此大大的增加了数据库的扩展能力。

• 不遵循SQL标准。
• 不支持ACID。
• 远超于SQL的性能。

1.2.2. NoSQL适用场景

• 对数据高并发的读写
• 海量数据的读写
• 对数据高可扩展性的

1.2.3. NoSQL不适用场景

• 需要事务支持
• 基于sql的结构化查询存储，处理复杂的关系,需要即席查询。

• （用不着sql的和用了sql也不行的情况，请考虑用NoSQL）

1.2.4. Memcache

• 很早出现的NoSql数据库
• 数据都在内存中，一般不持久化
• 支持简单的key-value模式，支持类型单一
• 一般是作为缓存数据库辅助持久化的数据库

1.2.5. Redis

• 几乎覆盖了Memcached的绝大部分功能
• 数据都在内存中，支持持久化，主要用作备份恢复
• 除了支持简单的key-value模式，还支持多种数据结构的存储，比如list、set、hash、zset等。
• 一般是作为缓存数据库辅助持久化的数据库

1.2.6. MongoDB

• 高性能、开源、模式自由(schema free)的文档型数据库
• 数据都在内存中， 如果内存不足，把不常用的数据保存到硬盘
• 虽然是key-value模式，但是对value（尤其是json）提供了丰富的查询功能
• 支持二进制数据及大型对象
• 可以根据数据的特点替代RDBMS ，成为独立的数据库。或者配合RDBMS，存储特定的数据。

1.3. 行式存储数据库（大数据时代）

1.3.1. 行式数据库

1.3.2. 列式数据库

1.3.2.1 Hbase

HBase是Hadoop项目中的数据库。它用于需要对大量的数据进行随机、实时的读写操作的场景中。

HBase的目标就是处理数据量非常庞大的表，可以用普通的计算机处理超过10亿行数据，还可处理有数百万列元素的数据表。

1.3.2.2 Cassandra[kəˈsændrə]

Apache Cassandra是一款免费的开源NoSQL数据库，其设计目的在于管理由大量商用服务器构建起来的庞大集群上的海量数据集(数据量通常达到PB级别)。在众多显著特性当中，Cassandra最为卓越的长处是对写入及读取操作进行规模调整，而且其不强调主集群的设计思路能够以相对直观的方式简化各集群的创建与扩展流程。

计算机存储单位 计算机存储单位一般用B，KB，MB，GB，TB，EB，ZB，YB，BB来表示，它们之间的关系是：

位 bit (比特)(Binary Digits)：存放一位二进制数，即 0 或 1，最小的存储单位。

字节 byte：8个二进制位为一个字节(B)，最常用的单位。

1KB (Kilobyte 千字节)=1024B，

1MB (Megabyte 兆字节 简称“兆”)=1024KB，

1GB (Gigabyte 吉字节 又称“千兆”)=1024MB，

1TB (Trillionbyte 万亿字节 太字节)=1024GB，其中1024=2^10 ( 2 的10次方)，

1PB（Petabyte 千万亿字节 拍字节）=1024TB，

1EB（Exabyte 百亿亿字节 艾字节）=1024PB，

1ZB (Zettabyte 十万亿亿字节 泽字节)= 1024 EB,

1YB (Jottabyte 一亿亿亿字节 尧字节)= 1024 ZB,

1BB (Brontobyte 一千亿亿亿字节)= 1024 YB.

• 注：“兆”为百万级数量单位。

1.4. 图关系型数据库

主要应用：社会关系，公共交通网络，地图及网络拓谱(n*(n-1)/2)

1.5. DB-Engines 数据库排名

http://db-engines.com/en/ranking

2. Redis概述安装

• Redis是一个开源的key-value存储系统。
• 和Memcached类似，它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型）。

这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。

• 在此基础上，Redis支持各种不同方式的排序。
• 与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。
• 区别的是Redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件。
• 并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

2.1. 应用场景

2.1.1. 配合关系型数据库做高速缓存

• 高频次，热门访问的数据，降低数据库IO
• 分布式架构，做session共享
  

2.1.2. 多样的数据结构存储持久化数据

2.2. Redis安装

2.2.1. 安装版本

• 6.2.1 for Linux（redis-6.2.1.tar.gz）
• 链接：https://pan.baidu.com/s/1cUAq0x2frB95IiG2SujqHA?pwd=2022
  提取码：2022
• 不用考虑在windows环境下对Redis的支持
• 
  

2.2.2. 安装步骤

2.2.2.1. 准备工作：下载安装最新版的gcc编译器

安装C 语言的编译环境

yum install centos-release-scl scl-utils-build
yum install -y devtoolset-8-toolchain
scl enable devtoolset-8 bash

测试 gcc版本

gcc --version

2.2.2.2. 下载redis-6.2.1.tar.gz放/opt目录

2.2.2.3. 解压命令：tar -zxvf redis-6.2.1.tar.gz

2.2.2.4. 解压完成后进入目录：cd redis-6.2.1

2.2.2.5. 在redis-6.2.1目录下再次执行make命令（只是编译好）

2.2.2.6. 如果没有准备好C语言编译环境，make 会报错—Jemalloc/jemalloc.h：没有那个文件

2.2.2.7. 解决方案：运行make distclean

2.2.2.8. 在redis-6.2.1目录下再次执行make命令（只是编译好）

2.2.2.9. 跳过make test 继续执行: make install

2.2.3. 安装目录：/usr/local/bin

查看默认安装目录：

redis-benchmark:性能测试工具，可以在自己本子运行，看看自己本子性能如何

redis-check-aof：修复有问题的AOF文件，rdb和aof后面讲

redis-check-dump：修复有问题的dump.rdb文件

redis-sentinel：Redis集群使用

redis-server：Redis服务器启动命令

redis-cli：客户端，操作入口

2.2.4. 前台启动（不推荐）

前台启动，命令行窗口不能关闭，否则服务器停止

2.2.5. 后台启动（推荐）

2.2.5.1. 备份redis.conf

拷贝一份redis.conf到其他目录

cp  /opt/redis-3.2.5/redis.conf  /myredis

2.2.5.2. 后台启动设置daemonize no改成yes

修改redis.conf(128行)文件将里面的daemonize no 改成 yes，让服务在后台启动

2.2.5.3. Redis启动

redis-server/myredis/redis.conf

2.2.5.4. 用客户端访问：redis-cli

2.2.5.5. 多个端口可以：redis-cli -p6379

2.2.5.6. 测试验证：ping

2.2.5.7. Redis关闭

单实例关闭：redis-cli shutdown

也可以进入终端后再关闭shutdown

多实例关闭，指定端口关闭：redis-cli -p 6379 shutdown

2.2.6. Redis介绍相关知识

端口6379从何而来?

链接

6379 是 "MERZ " 九宫格输入法对应的数字。Alessia Merz 是一位意大利舞女、女演员。 Redis 作者 Antirez 早年看电视节目，觉得 Merz 在节目中的一些话愚蠢可笑，Antirez 喜欢造“梗”用于平时和朋友们交流，于是造了一个词 “MERZ”，形容愚蠢，与 “stupid” 含义相同。后来 Antirez 重新定义了 “MERZ” ，形容”具有很高的技术价值，包含技艺、耐心和劳动，但仍然保持简单本质“。到了给 Redis 选择一个数字作为默认端口号时，Antirez 没有多想，把 “MERZ” 在手机键盘上对应的数字 6379 拿来用了。

默认16个数据库，类似数组下标从0开始，初始默认使用0号库

使用命令 select <dbid>来切换数据库。如: select 8

统一密码管理，所有库同样密码。

dbsize查看当前数据库的key的数量

flushdb清空当前库

flushall通杀全部库

Redis是单线程+多路IO复用技术

多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符（Socket）的就绪状态，比如调用select和poll函数，传入多个文件描述符，如果有一个文件描述符就绪，则返回，否则阻塞直到超时。得到就绪状态后进行真正的操作可以在同一个线程里执行，也可以启动线程执行（比如使用线程池）

串行 vs 多线程+锁（memcached） vs 单线程+多路IO复用(Redis)

（与Memcache三点不同: 支持多数据类型，支持持久化，单线程+多路IO复用）