常哥带你认识NoSQL和Redis的强大

Posted 2021-04-07 新阁Net社群

各位朋友，这篇文章是针对Redis快速了解的内容，为了学好Redis在这里首先跟大家聊聊NoSQL相关内容，有了概念和方向后，我们再学习Redis大家会感觉得心应手。

一

NoSQL你必知的那些事儿

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什么是NoSQL?

NoSQL是Not Only SQL的缩写，意思是“不仅仅是SQL”。也是大家通常所说的非关系型数据库的统称。NoSQL和我们熟悉的关系型数据库的作用一样，都是用来存储数据的仓库。但是在使用方法、存储特点和性能上却大相径庭。

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为什么要使用NoSQL？

在互联网高速发展的今天，人们对网络需求日益多样化。比如我们使用的QQ、微信、抖音、快手、微博等在线互动、朋友圈、点赞、评论等。不管是在数据访问量和并发量上都是巨大的，这对服务器的数据存储和实时响应提出了更多的挑战。比如以前我们非常熟悉的12306购票网站出来的时候，为什么网站一度瘫痪呢？这个与并发的处理速度是有很大关系的。然而传统的关系型数据库在面对这些海量的数据存储，以及高访问量和高并发读写上面明显不能满足互联网的需求了。按照传统的集群部署增加服务器也难以应对超大规模、高并发、高吞吐量的需求，很多问题已经克服不了了。这时候NoSQL应运而生，从而解决了传统关系型数据库所不能解决的问题。

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NoSQL解决的问题和特点

【1】扩展方便、数据之间没有直接的关系。

【2】数据模型非常灵活，不用像关系型数据库那样提前需要建立字段类型，随时自定义格式即可存储。

【3】适合大数据量，高性能的存取。

【4】实现了高并发读/写、高可用性。

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大数据（big data）的定义

我们经常听说大数据，那么如何理解大数据呢？研究机构Gartner公司把大数据定义为高速、巨量且多变的数据。高速是指数据的生成或者变化速度非常快；所谓巨量是指数据的规模很大；多变是指数据类型的范围或数据中所包含的信息范围非常广泛。而NoSQL就是适应大数据时代而产生的。

 

二

NoSQL与传统关系型数据库对比

我们常见的传统关系型数据库（Traditional Relational DataBase，简称TRDB）有mysql、Oracle、SQLServer、SQLite、DB2、Access等。我们将从不同方面做对比，让大家更多的了解NoSQL的特点。

1

存储形式：

【1】NoSQL的存储形式非常多样化，如键-值对、图形结构、文档形式、列族形式等。

【2】TRDB的存储都是用关系型数据模型存储，典型的就是列表结构，数据之间有强的依赖关系，用二维表的结构完成数据持久化。

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查询速度

【1】NoSQL的数据都是在系统的缓存中，不需要专门的SQL层解析，所以查询效率非常高。

【2】TRDB的数据直接存储在硬盘中，查询的时候需要SQL专门的解析，然后进入内存实现查询，效率低。

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扩展性

【1】NoSQL没有表间关系，可以轻松扩展，采用键-值对存储，数据之间没有耦合性。

【2】TRDB采用关系表存储，而且表间高耦合，想扩展一个表非常难，而且对其他查询影响较大。

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ACID特性支持

【1】NoSQL一般不支持ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）它实现最终一致性。

【2】TRDB支持ACID特性，并且具有严格的数据一致性。

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SQL语句支持

【1】NoSQL不支持SQL语句，因为没有结构性查询语言。

【2】TRDB支持SQL语句，而且可以支持很复杂的实现。

三

NoSQL数据库的分布式管理机制

为了实现高可用和高扩展、负载均衡等，NoSQL数据库在分布式处理环境下，需要对所有服务器上的数据进行处理。常见的部署方式就是通过主（Master）-从（Salve）模式的分布式方案，这类数据库软件常见的有MongoDB、Redis等。典型的架构如下：

 

 

这里的Master或一个Slave都是独立的服务器，我们称为节点（Node）。Master主要承担客户请求处理、给不同的Slave分配数据处理任务，并负责所有Slave的协调一致性等任务。Slave主要负责接收传送到本地的数据、存储和计算过程，并把结果返回给调用者。这点，大家可以先简单了解，后面我们讲解集群的时候，这些还会详细介绍。

四

快速认识Redis的强大

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Redis的由来

Redis是由意大利Meriza公司的创始人在2009年开发成功的产品，当时是为了解决公司内部的一个实时统计系统的性能，后来经过不断完善，到现在Redis已经非常普及的被使用。

Redis本身是用C语言开发的一款开源的、高性能的键值对存储数据库，才用BSD协议，并且支持多种数据类型：字符串、列表、哈希、有序集合、无序集合等。内置复制、Lua脚本、LRU回收、事务等，以及高性能的持久化功能。

 

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Redis的特性

【1】支持多种计算机编程语言。如C#、Java、C、C++、Python、php、Lua、Ruby等。

【2】支持多种数据类型。如String、Hash、List、Set、SortedSet等。

【3】读/写速度快、高性能。官方给的数据是11万次/秒读取，8.1万次/秒写入。因为Redis的操作是在内存中进行的，所以速度的惊人的。实际测试也是这个速度。

【4】支持持久化。Redis每隔一段时间可以自动实现备份，在重启的时候会自动加载到内存中。主要有AOF和RDB方式，这个后面我们会详细讲到。

【5】高可用主从复制、分布式集群与负载均衡。Redis的Cluster支持分布式，可以轻松实现分布式集群，Redis Sentinel支持高可用。这个我们都在后面的课程中详细讲解。

 

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Redis的使用场景

【1】做缓存。这个是使用最多的场景。Redis的缓存速度和查询速度非常快，使用方便。比如缓存商品信息、购物车等数据。

【2】实现消息队列系统。Redis运行稳定、速度快，可以实现消息订阅发布。Redis还有阻塞队列的命令，使得轻松完成队列，比如秒杀、抢购等。

【3】做实时系统、消息系统。比如实现在线聊天系统。

【4】实现排行榜应用。Redis实现了有序集合。可以轻松对百万级的用户实现排名。

【5】数据过期处理。我们可以设置数据的过期时间，从而实现过期数据的查找和删除等。

【6】做大型社交平台。各种社交APP都可以用Redis做缓存和实时数据处理。

【7】分布式集群架构中的Session分离。采用分布式集群部署，可以满足web应用系统大规模访问量的需求。而实现分布式集群部署，就要解决Session的统一问题。而Redis可以实现Session共享机制。

 

 

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