关系数据库与非关系型数据库概述
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 Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2、PostgreSQL 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。
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 等。
关系型数据库和非关系型数据库区别
1、数据的存储方式不同
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。
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。
2、扩展方式不同
SQL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。
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,
NoSQL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。
3、对事务性的支持不同
如果数据操作需要高事务性或者复杂数据查询需要控制执行计划,
那么传统的SQL数据库从性能和稳定性方面考虑是你的最佳选择。
SQL数据库支持对事务原子性细粒度控制,并且易于回滚事务。
NoSQL数据库也可以使用事务操作,但稳定性方面没法和关系型数据库比较,
所以它们真正闪亮的价值是在操作的扩展性和大数据量处理方面。
非关系型数据库产生背景
可用于应对Web2.0(交互)纯动态网站类型的三高问题。
(1)对数据库高并发读写需求
(2)对海量数据高效存储与访问需求
(3)对数据库高可扩展性与高可用性需求
小结
关系数据库
- 1、安全性高(持久化)
- 2、事务处理能力强
- 3、任务控制能力强
- 4、可以做日志备份、恢复、容灾的能力更强一点。
数据库-->表-->记录行(row)、数据字段(column)-->存储数据
非关系数据库
- 1、数据保存在缓存中,利于读取速度/查询数据
- 2、架构中位置灵活
- 3、分布式、扩展性高
非关系型数据库:数据库-->集合(collection)-->键值对(key-value)
不需要手动建数据库和集合(表)。
Redis简介
Redis(远程字典服务器)是一个开源的,使用c语言编写的NoSQL数据库。
基于内存运行,支持持久化(数据恢复)。采用的就是key-value(键值对)的存储形式。
目前在分布式架构中是非常重要的一环。
redis服务器程序是一个单进程模型,也就是说在一台服务器上可以启动多个redis
(注意端口号不能冲突)
redis的实际处理速度是完全依靠主进程的执行效率。
服务器只部署了一个redis进程,多个客户端访问,可能会导致redis的处理能力下降。
若部署了多个redis进程,虽然能提高redis的并发处理能力,但会给服务器的cpu带来很大的压力。
一台服务器一般部署3个redis进程。
(根据情况来看,高并发要部署多个。一般的情况,单进程足够)
Redis的优点
1、具有极高的读写速度,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等数据类型操作。
3、支持数据的持久化,平常的数据都是保存在内存中,持久化可以写入到磁盘中,既可以保存到本地,也可以实现备份。
4、原子性,Redis所有操作都是原子性的。
5、支持主从模式,即master-slave模式。
redis为什么这么快?
1、redis是纯内存结构,避免了磁盘I/O的耗时。
2、核心模块是一个单进程,减少了线程切换和回收线程资源的时间。
3、I/O的多路复用机制。每一个执行线路都可以同时执行读和写。高并发的效率大大提高。
特殊说明:redis的读写命令,仍然是单进程处理。
Redis安装部署
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum install -y gcc gcc-c++ make
cd /opt
--拖入redis压缩包--
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd redis-5.0.7/
make -j 4
make PREFIX=/usr/local/redis install
cd utils
./install_server.sh
#一直回车
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
#需要手动修改为/usr/local/redis/bin/redis-server,注意要一次性正确输入ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
ss -antp | grep redis修改配置文件
vim /etc/redis/6379.conf
--70行添加监听的主机地址--
bind 127.0.0.1 20.0.0.91
--93行Redis默认的监听端口--
port 6379
--137行启用守护进程(后台运行)--
daemonize yes
--159行指定PID文件--
pidfile /var/run/redis_6379.pid
--167行日志级别--
loglevel notice
--172行指定日志文件--
logfile /var/log/redis_6379.log/etc/init.d/redis_6379 restart
ss -antp| grep redis
Redis命令工具
redis-server:用于启动 Redis 的工具
redis-benchmark:用于检测 Redis 在本机的运行效率
redis-check-aof:修复 AOF 持久化文件
redis-check-rdb:修复 RDB 持久化文件
redis-cli:Redis 命令行工具
redis-cli命令行工具
语法:redis-cli -h host -p port -a password
-h:指定远程主机
-p:指定 Redis 服务的端口号
-a:指定密码,未设置数据库密码可以省略-a 选项
若不添加任何选项表示,则使用127.0.0.1:6379连接本机上的 Redis 数据库redis-cli -h 20.0.0.91 -p 6379 -a 123456
redis-benchmark测试工具
redis-benchmark是官方自带的Redis性能测试工具,可以有效的测试Redis服务的性能。
基本的测试语法:redis-benchmark [选项] [选项值]。
-h :指定服务器主机名。
-p :指定服务器端口。
-c :指定并发连接数。
-n :指定请求数。
#向IP地址为20.0.0.91、端口为6379的Redis服务器发送100个并发连接与100000个请求测试性能
redis-benchmark -h 20.0.0.91 -p 6379 -c 100 -n 100000#测试存取大小为100字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 20.0.0.91 -p 6379 -q -d 100#测试本机上Redis服务在进行set与lpush操作时的性能
redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
Redis数据库常用命令及数据类型
基础数据类型
string | 字符串 |
list | 列表,双向链表 |
hash | 散列,键值对集合 |
set | 集合,不重复 |
sorted set,也可以称为Zset | 有序集合 |
1.String数据类型
keys *展示所有键名
set存放数据
格式:
set key value
#set操作可覆盖原有值
get获取数据
格式:
get key
keys结合*、?查看键值列表
exists查看键名是否存在
del删除键
type查看键的类型
append追加键值
格式:
append key value
追加键值,并返回追加后的长度(若键不存在,则相当于创建)
strlen查看键值长度
incr自增1
decr自减1
setex设置指定key的过期时间
expire设置已有key的指定时间
mset批量存放及mget批量获取
flushall删除redis中所有数据
2.list数据类型
列表,但是列表中的元素还是string类型,按照插入顺序排序,在列表的头部或尾部添加元素
lpush左插入列表元素(反向排列)
格式:
LPUSH key value [value …]
lpushx在头部插入元素值
格式:
lpush key value
#键必须存在才能执行,在头部插入元素值并返回并返回列表元素数量
rpush右插入列表元素(正向排列)
rpushx在尾部插入元素值
lrange获取列表元素
格式:
lrange key start stop
#取从位置索引start到位置索引stop的所有元素(所以以0开始)
lpop移除列表第一个元素
rpop移除列表最后一个元素
llen获取列表长度
lindex获取指定索引元素
lset指定索引位将元素设为新值
linsert在元素前\后插入新元素
3.Hash数据类型
hash用于存储对象。可以采用这样的命名方式(hash格式):对象类别和ID构成键名,
使用字段表示对象的属性,而字段值则存储属性值。
如果Hash中包含很少的字段,那么该类型的数据也将仅占用很少的磁盘空间。
每一个Hash可以存储4294967295个键值对。
对一个键进行多字段存储,节省内存,使用hash方式.
hset给键设置字段和值
hmset给键同时设置多个字段和值
hget获取键中字段的值
hmget同时获取键中多个字段的值
hdel删除键中的字段
hgetall获取键中所有字段及其值
hkeys获取键中所有字段
hvals获取键中所有字段的值
4.set数据类型
无序集合,元素类型为string类型,元素具有唯一性, 不允许存在重复的成员。
多个集合类型之间可以进行并集、交集和差集运算。
可以使用Redis的Set数据类型跟踪一些唯一性数据,比如访问某一博客的唯一IP地址信息。
sadd插入数据
smembers查看数据
sismember查看元素是否存在
srandmember随机返回某一元素
spop随机移除某一元素
srem指定移除元素
smove移动元素至其他键
5.有序集合
有序集合,元素类型为String,元素具有唯一性, 不能重复。
每个元素都会关联–个double类型的分数score(表示权重),可以通过权重的大小排序,元素的score可以相同。
zadd添加成员
zrange获取键中成员
zrank获取键中成员索引位置
zcard获取键中成员数量
zcount指定条件统计成员
zrem删除成员
zscore查看权重
dbsize查看当前库中键的数量
6.其他相关操作
rename修改键名
select切换库
redis有自动创建好的16个库(序号0-15),互相独立,互补干扰,默认库序号为0