关系型数据库与非关系型数据库

当前比较流行的关系型数据库有：MySQL、Orical、DB2、Microsoft SQL Server、Microsoft Access等

非关系型数据库有：Redis、 NoSql、Cloudant、HBase等

关系型数据库

1、关系型数据库，是指采用了关系模型来组织数据的数据库；
2、关系型数据库的最大特点就是事务的一致性；
3、简单来说，关系模型指的就是二维表格模型，而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的联系所组成的一个数据组织。

优点：
1、易于维护：都是使用表结构，格式一致；
2、使用方便：SQL语言通用，可用于复杂查询；
3、复杂操作：支持SQL，可用于一个表以及多个表之间非常复杂的查询。
缺点：
1、读写性能比较差，尤其是海量数据的高效率读写；
2、固定的表结构，灵活度稍欠；
3、高并发读写需求，传统关系型数据库来说，硬盘I/O是一个很大的瓶颈。

非关系型数据库

指非关系型的，分布式的。非关系型数据库以键值对存储在内存中，且结构不固定，每一个元组可以有不一样的字段，每个元组可以根据需要增加一些自己的键值对，不局限于固定的结构，可以减少一些时间和空间的开销。

优点：

1、无需经过sql层的解析，读写性能很高；
2、基于键值对，数据没有耦合性，容易扩展；
3、存储数据的格式：nosql的存储格式是key,value形式、文档形式、图片形式等等，文档形式、图片形式等等，而关系型数据库则只支持基础类型。

缺点：

1、不提供sql支持，学习和使用成本较高；
2、无事务处理，附加功能bi和报表等支持也不好；

总结

关系型数据库与NoSQL数据库并非对立而是互补的关系，即通常情况下使用关系型数据库，在适合使用NoSQL的时候使用NoSQL数据库， 让NoSQL数据库对关系型数据库的不足进行弥补。一般会将数据存储在关系型数据库中，在nosql数据库中备份存储关系型数据库的数据。

什么是Redis

Redis是一款高性能的NOSQL系列的非关系型数据库，是用C语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库，官方提供测试数据，50个并发执行100000个请求,读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s ，且Redis通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据类型如下：

1) 字符串类型 string
2) 哈希类型 hash
3) 列表类型 list
4) 集合类型 set
5) 有序集合类型 sortedset

redis的应用场景

 •    缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）
 •    聊天室的在线好友列表
 •    任务队列。（秒杀、抢购、12306等等）
 •    应用排行榜
 •    网站访问统计
 •    数据过期处理（可以精确到毫秒
 •    分布式集群架构中的session分离

安装

下载地址：redis下载

 解压直接可以使用：
            redis.windows.conf：配置文件
            redis-cli.exe：redis的客户端，双击启动
            redis-server.exe：redis服务器端，双击启动

启动服务器：

 启动客户端：

redis的数据结构： 

redis存储的是：key,value格式的数据，其中key都是字符串，value有5种不同的数据结构，分别是：

1) 字符串类型 string
2) 哈希类型 hash ： map格式  
3) 列表类型 list ： linkedlist格式。支持重复元素
4) 集合类型 set  ： 不允许重复元素
5) 有序集合类型 sortedset：不允许重复元素，且元素有顺序

操作不同数据结构

字符串类型 string

string 是 redis 最基本的类型，你可以理解成与 Memcached 一模一样的类型，一个 key 对应一个 value。

string 类型是二进制安全的。意思是 redis 的 string 可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

string 类型是 Redis 最基本的数据类型，string 类型的值最大能存储 512MB。

常用命令：

设置一个键的值   

set key value

获取一个建的值   

get key

删除键对              

del key

同时获取多个       

mget key1 key2

[code]127.0.0.1:6379> set username zhangsan
OK
127.0.0.1:6379> get username
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> del username
(integer) 1

哈希类型 hash

Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。

Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。

设置一个hash                            hset key valueKey value
获取hash所有key和value           hgetall key
获取hash所有key                       hkeys key
获取hash所有key的value           hvals key
获取hash内键值对的长度           hlen key
给一个hash的某个键值对赋值    hset key valueKey value
当hash中valueKey不存在时赋值 hsetnx key valueKey value

删除：hdel key field

[code]redis 127.0.0.1:6379> HMSET runoob field1 "Hello" field2 "World"
"OK"
redis 127.0.0.1:6379> HGET runoob field1
"Hello"
redis 127.0.0.1:6379> HGET runoob field2
"World"

 列表类型 list

Redis 列表是简单的字符串列表，允许重复，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。

添加：
1. lpush key value: 将元素加入列表左表
2. rpush key value：将元素加入列表右边

[code]127.0.0.1:6379> lpush myList a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush myList b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush myList c
(integer) 3

获取：
lrange key start end ：范围获取

[code]127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1
     1) "b"
     2) "a"
     3) "c"

删除：
lpop key： 删除列表最左边的元素，并将元素返回
rpop key： 删除列表最右边的元素，并将元素返回

集合类型 set

Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。

Redis 中集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。

集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

存储：

sadd key value

[code]127.0.0.1:6379> sadd myset a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset a
(integer) 0

 获取：

smembers key:获取set集合中所有元素

[code]127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "a"

删除：s

rem key value:删除set集合中的某个元素    

[code]127.0.0.1:6379> srem myset a
(integer) 1

有序集合类型 sortedset

Redis 有序集合和集合一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。

不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。 集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

存储：

zadd key score value

[code]127.0.0.1:6379> zadd mysort 60 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 50 lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 80 wangwu
(integer) 1

获取：
zrange key start end [withscores]

[code]127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
1) "lisi"
2) "zhangsan"
3) "wangwu"

127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
1) "zhangsan"
2) "60"
3) "wangwu"
4) "80"
5) "lisi"
6) "500"

删除：

zrem key value

[code]127.0.0.1:6379> zrem mysort lisi
(integer) 1

通用命令

1. keys * : 查询所有的键
2. type key ： 获取键对应的value的类型
3. del key：删除指定的key value

Redis持久化

Redis是一个内存数据库，当redis服务器重启，获取电脑重启，数据会丢失，我们可以将redis内存中的数据持久化保存到硬盘的文件中。

持久化流程

（1）客户端向服务端发送写操作(数据在客户端的内存中)。

（2）数据库服务端接收到写请求的数据(数据在服务端的内存中)。

（3）服务端调用write这个系统调用，将数据往磁盘上写(数据在系统内存的缓冲区中)。

（4）操作系统将缓冲区中的数据转移到磁盘控制器上(数据在磁盘缓存中)。

（5）磁盘控制器将数据写到磁盘的物理介质中(数据真正落到磁盘上)。

Redis持久化机制

1. RDB：默认方式，默认就使用这种机制。在一定的间隔时间中，检测key的变化情况，然后持久化数据。
2.  AOF：日志记录的方式，可以记录每一条命令的操作。可以每一次命令操作后，持久化数据。

RDB机制

RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。什么是快照呢，你可以理解成把当前时刻的数据拍成一张照片保存下来。

RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘。也是默认的持久化方式，这种方式是就是将内存中数据以快照的方式写入到二进制文件中,默认的文件名为dump.rdb。

RDB三种触发机制：

save触发方式：该命令会阻塞当前Redis服务器，执行save命令期间，Redis不能处理其他命令，直到RDB过程完成为止。

bgsave触发方式：执行该命令时，Redis会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。

自动触发

RDB的优点：

·RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某个时间点上的数据 快照。非常适用于备份，全量复制等场景。比如每6小时执行bgsave备份， 并把RDB文件拷贝到远程机器或者文件系统中（如hdfs），用于灾难恢复。

·Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式。

AOF机制

以独立日志的方式记录每次写命令， 重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。AOF的主要作用 是解决了数据持久化的实时性，目前已经是Redis持久化的主流方式。

AOF也有三种触发机制

每修改同步always：同步持久化 每次发生数据变更会被立即记录到磁盘 性能较差但数据完整性比较好

每秒同步everysec：异步操作，每秒记录 如果一秒内宕机，有数据丢失

不同no：从不同步

优点

（1）AOF可以更好的保护数据不丢失，一般AOF会每隔1秒，通过一个后台线程执行一次fsync操作，最多丢失1秒钟的数据。（2）AOF日志文件没有任何磁盘寻址的开销，写入性能非常高，文件不容易破损。

（3）AOF日志文件即使过大的时候，出现后台重写操作，也不会影响客户端的读写。

（4）AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录，这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。比如某人不小心用flushall命令清空了所有数据，只要这个时候后台rewrite还没有发生，那么就可以立即拷贝AOF文件，将最后一条flushall命令给删了，然后再将该AOF文件放回去，就可以通过恢复机制，自动恢复所有数据

缺点

（1）对于同一份数据来说，AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大

（2）AOF开启后，支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低，因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件，当然，每秒一次fsync，性能也还是很高的

（3）以前AOF发生过bug，就是通过AOF记录的日志，进行数据恢复的时候，没有恢复一模一样的数据出来。

 

redis资料：http://doc.redisfans.com/

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