Redis
1. NoSQL的引言
NoSQL(Not Only SQL )，意即不仅仅是SQL, 泛指非关系型的数据库。Nosql这个技术门类,早期就有人提出,发展至2009年趋势越发高涨。
2. 为什么是NoSQL
随着互联网网站的兴起，传统的关系数据库在应付动态网站，特别是超大规模和高并发的纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题。如商城网站中对商品数据频繁查询、对热搜商品的排行统计、订单超时问题、以及微信朋友圈（音频，视频）存储等相关使用传统的关系型数据库实现就显得非常复杂，虽然能实现相应功能但是在性能上却不是那么乐观。nosql这个技术门类的出现，更好的解决了这些问题，它告诉了世界不仅仅是sql。
3. NoSQL的四大分类
3.1 键值(Key-Value)存储数据库
# 1.说明:
- 这一类数据库主要会使用到一个哈希表，这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。
# 2.特点
- Key/value模型对于IT系统来说的优势在于简单、易部署。
- 但是如果DBA只对部分值进行查询或更新的时候，Key/value就显得效率低下了。
# 3.相关产品
- Tokyo Cabinet/Tyrant,
- Redis
- SSDB
- Voldemort
- Oracle BDB
3.2 列存储数据库
# 1.说明
- 这部分数据库通常是用来应对分布式存储的海量数据。
# 2.特点
- 键仍然存在，但是它们的特点是指向了多个列。这些列是由列家族来安排的。
# 3.相关产品
- Cassandra、HBase、Riak.
3.3 文档型数据库
# 1.说明
- 文档型数据库的灵感是来自于Lotus Notes办公软件的，而且它同第一种键值存储相类似该类型的数据模型是版本化的文档，半结构化的文档以特定的格式存储，比如JSON。文档型数据库可 以看作是键值数据库的升级版，允许之间嵌套键值。而且文档型数据库比键值数据库的查询效率更高
# 2.特点
- 以文档形式存储
# 3.相关产品
- MongoDB、CouchDB、 MongoDb(4.x). 国内也有文档型数据库SequoiaDB，已经开源。
3.4 图形(Graph)数据库
# 1.说明
- 图形结构的数据库同其他行列以及刚性结构的SQL数据库不同，它是使用灵活的图形模型，并且能够扩展到多个服务器上。
- NoSQL数据库没有标准的查询语言(SQL)，因此进行数据库查询需要制定数据模型。许多NoSQL数据库都有REST式的数据接口或者查询API。
# 2.特点
# 3.相关产品
- Neo4J、InfoGrid、 Infinite Graph、
4. NoSQL应用场景
- 数据模型比较简单
- 需要灵活性更强的IT系统
- 对数据库性能要求较高
- 不需要高度的数据一致性
6. Redis特点
- Redis是一个高性能key/value内存型数据库
- Redis支持丰富的数据类型
- Redis支持持久化
- Redis单线程,单进程
8. Redis数据库相关指令
8.1 数据库操作指令
# 1.Redis中库说明
- 使用redis的默认配置器动redis服务后,默认会存在16个库,编号从0-15
- 可以使用select 库的编号 来选择一个redis的库
# 2.Redis中操作库的指令
- 清空当前的库 FLUSHDB
- 清空全部的库 FLUSHALL
# 3.redis客户端显示中文
- ./redis-cli -p 7000 --raw
8.2 操作key相关指令
# 1.DEL指令
- 语法 : DEL key [key ...]
- 作用 : 删除给定的一个或多个key 。不存在的key 会被忽略。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 被删除key 的数量。
# 2.EXISTS指令
- 语法: EXISTS key
- 作用: 检查给定key 是否存在。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 若key 存在，返回1 ，否则返回0。
# 3.EXPIRE
- 语法: EXPIRE key seconds
- 作用: 为给定key 设置生存时间，当key 过期时(生存时间为0 )，它会被自动删除。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 时间复杂度： O(1)
- 返回值：设置成功返回1 。
# 4.KEYS
- 语法 : KEYS pattern
- 作用 : 查找所有符合给定模式pattern 的key 。
- 语法:
KEYS * 匹配数据库中所有key 。
KEYS h?llo 匹配hello ，hallo 和hxllo 等。
KEYS h*llo 匹配hllo 和heeeeello 等。
KEYS h[ae]llo 匹配hello 和hallo ，但不匹配hillo 。特殊符号用 "\" 隔开
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 符合给定模式的key 列表。
# 5.MOVE
- 语法 : MOVE key db
- 作用 : 将当前数据库的key 移动到给定的数据库db 当中。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 移动成功返回1 ，失败则返回0 。
# 6.PEXPIRE
- 语法 : PEXPIRE key milliseconds
- 作用 : 这个命令和EXPIRE 命令的作用类似，但是它以毫秒为单位设置key 的生存时间，而不像EXPIRE 命令那样，以秒为单位。
- 可用版本： >= 2.6.0
- 时间复杂度： O(1)
- 返回值：设置成功，返回1 key 不存在或设置失败，返回0
# 7.PEXPIREAT
- 语法 : PEXPIREAT key milliseconds-timestamp
- 作用 : 这个命令和EXPIREAT 命令类似，但它以毫秒为单位设置key 的过期unix 时间戳，而不是像EXPIREAT那样，以秒为单位。
- 可用版本： >= 2.6.0
- 返回值：如果生存时间设置成功，返回1 。当key 不存在或没办法设置生存时间时，返回0 。(查看EXPIRE 命令获取更多信息)
# 8.TTL
- 语法 : TTL key
- 作用 : 以秒为单位，返回给定key 的剩余生存时间(TTL, time to live)。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：
当key 不存在时，返回-2 。
当key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回-1 。
否则，以秒为单位，返回key 的剩余生存时间。
- Note : 在Redis 2.8 以前，当key 不存在，或者key 没有设置剩余生存时间时，命令都返回-1 。
# 9.PTTL
- 语法 : PTTL key
- 作用 : 这个命令类似于TTL 命令，但它以毫秒为单位返回key 的剩余生存时间，而不是像TTL 命令那样，以秒为单位。
- 可用版本： >= 2.6.0
- 返回值： 当key 不存在时，返回-2 。当key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回-1 。
- 否则，以毫秒为单位，返回key 的剩余生存时间。
- 注意 : 在Redis 2.8 以前，当key 不存在，或者key 没有设置剩余生存时间时，命令都返回-1 。
# 10.RANDOMKEY
- 语法 : RANDOMKEY
- 作用 : 从当前数据库中随机返回(不删除) 一个key 。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：当数据库不为空时，返回一个key 。当数据库为空时，返回nil 。
# 11.RENAME
- 语法 : RENAME key newkey
- 作用 : 将key 改名为newkey 。当key 和newkey 相同，或者key 不存在时，返回一个错误。当newkey 已经存在时，RENAME 命令将覆盖旧值。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 改名成功时提示OK ，失败时候返回一个错误。
# 12.TYPE
- 语法 : TYPE key
- 作用 : 返回key 所储存的值的类型。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：
none (key 不存在)
string (字符串)
list (列表)
set (集合)
zset (有序集)
hash (哈希表)
8.3 String类型
1. 内存存储模型
2. 常用操作命令
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| set | 设置一个key/value |
| get | 根据key获得对应的value |
| mset | 一次设置多个key value |
| mget | 一次获得多个key的value |
| getset | 获得原始key的值，同时设置新值 |
| strlen | 获得对应key存储value的长度 |
| append | 为对应key的value追加内容 |
| getrange 索引0开始 | 截取value的内容 |
| setex | 设置一个key存活的有效期（秒） |
| psetex | 设置一个key存活的有效期（毫秒） |
| setnx | 存在不做任何操作,不存在添加 |
| msetnx原子操作(只要有一个存在不做任何操作) | 可以同时设置多个key,只有有一个存在都不保存 |
| decr | 进行数值类型的-1操作 |
| decrby | 根据提供的数据进行减法操作 |
| Incr | 进行数值类型的+1操作 |
| incrby | 根据提供的数据进行加法操作 |
| Incrbyfloat | 根据提供的数据加入浮点数 |
8.4 List类型
list 列表 相当于java中list 集合 特点 元素有序 且 可以重复
1.内存存储模型
2.常用操作指令
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| lpush | 将某个值加入到一个key列表头部 |
| lpushx | 同lpush,但是必须要保证这个key存在 |
| rpush | 将某个值加入到一个key列表末尾 |
| rpushx | 同rpush,但是必须要保证这个key存在 |
| lpop | 返回和移除列表左边的第一个元素 |
| rpop | 返回和移除列表右边的第一个元素 |
| lrange | 获取某一个下标区间内的元素 |
| llen | 获取列表元素个数 |
| lset | 设置某一个指定索引的值(索引必须存在) |
| lindex | 获取某一个指定索引位置的元素 |
| lrem | 删除重复元素 |
| ltrim | 保留列表中特定区间内的元素 |
| linsert | 在某一个元素之前，之后插入新元素 |
8.5 Set类型
特点: Set类型 Set集合 元素无序 不可以重复
1.内存存储模型
2.常用命令
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| sadd | 为集合添加元素 |
| smembers | 显示集合中所有元素 无序 |
| scard | 返回集合中元素的个数 |
| spop | 随机返回一个元素 并将元素在集合中删除 |
| smove | 从一个集合中向另一个集合移动元素 必须是同一种类型 |
| srem | 从集合中删除一个元素 |
| sismember | 判断一个集合中是否含有这个元素 |
| srandmember | 随机返回元素 |
| sdiff | 去掉第一个集合中其它集合含有的相同元素 |
| sinter | 求交集 |
| sunion | 求和集 |
8.6 ZSet类型
特点: 可排序的set集合 排序 不可重复
ZSET 官方 可排序SET sortSet
1.内存模型
2.常用命令
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| zadd | 添加一个有序集合元素 |
| zcard | 返回集合的元素个数 |
| zrange 升序 zrevrange 降序 | 返回一个范围内的元素 |
| zrangebyscore | 按照分数查找一个范围内的元素 |
| zrank | 返回排名 |
| zrevrank | 倒序排名 |
| zscore | 显示某一个元素的分数 |
| zrem | 移除某一个元素 |
| zincrby | 给某个特定元素加分 |
8.7 hash类型
特点: value 是一个map结构 存在key value key 无序的
1.内存模型
2.常用命令
| 命令 | 说明 |
|---|---|
| hset | 设置一个key/value对 |
| hget | 获得一个key对应的value |
| hgetall | 获得所有的key/value对 |
| hdel | 删除某一个key/value对 |
| hexists | 判断一个key是否存在 |
| hkeys | 获得所有的key |
| hvals | 获得所有的value |
| hmset | 设置多个key/value |
| hmget | 获得多个key的value |
| hsetnx | 设置一个不存在的key的值 |
| hincrby | 为value进行加法运算 |
| hincrbyfloat | 为value加入浮点值 |
9. 持久化机制
client redis[内存] -----> 内存数据- 数据持久化-->磁盘
Redis官方提供了两种不同的持久化方法来将数据存储到硬盘里面分别是:
- 快照(Snapshot)
- AOF (Append Only File) 只追加日志文件
9.1 快照(Snapshot)
1. 特点
这种方式可以将某一时刻的所有数据都写入硬盘中,当然这也是redis的默认开启持久化方式,保存的文件是以.rdb形式结尾的文件因此这种方式也称之为RDB方式。
2.快照生成方式
- 客户端方式: BGSAVE 和 SAVE指令
- 服务器配置自动触发
# 1.客户端方式之BGSAVE
- a.客户端可以使用BGSAVE命令来创建一个快照,当接收到客户端的BGSAVE命令时,redis会调用fork¹来创建一个子进程,然后子进程负责将快照写入磁盘中,而父进程则继续处理命令请求。
`名词解释: fork当一个进程创建子进程的时候,底层的操作系统会创建该进程的一个副本,在类unix系统中创建子进程的操作会进行优化:在刚开始的时候,父子进程共享相同内存,直到父进程或子进程对内存进行了写之后,对被写入的内存的共享才会结束服务`
# 2.客户端方式之SAVE
- b.客户端还可以使用SAVE命令来创建一个快照,接收到SAVE命令的redis服务器在快照创建完毕之前将不再响应任何其他的命令
9.3 AOF文件的重写
1. AOF带来的问题
AOF的方式也同时带来了另一个问题。持久化文件会变的越来越大。例如我们调用incr test命令100次，文件中必须保存全部的100条命令，其实有99条都是多余的。因为要恢复数据库的状态其实文件中保存一条set test 100就够了。为了压缩aof的持久化文件Redis提供了AOF重写(ReWriter)机制。
2. AOF重写
用来在一定程度上减小AOF文件的体积
3. 触发重写方式
# 1.客户端方式触发重写
- 执行BGREWRITEAOF命令 不会阻塞redis的服务
# 2.服务器配置方式自动触发
- 配置redis.conf中的auto-aof-rewrite-percentage选项 参加下图↓↓↓
- 如果设置auto-aof-rewrite-percentage值为100和auto-aof-rewrite-min-size 64mb,并且启用的AOF持久化时,那么当AOF文件体积大于64M,并且AOF文件的体积比上一次重写之后体积大了至少一倍(100%)时,会自动触发,如果重写过于频繁,用户可以考虑将auto-aof-rewrite-percentage设置为更大
9.4 持久化总结
两种持久化方案既可以同时使用(aof),又可以单独使用,在某种情况下也可以都不使用,具体使用那种持久化方案取决于用户的数据和应用决定。
无论使用AOF还是快照机制持久化,将数据持久化到硬盘都是有必要的,除了持久化外,用户还应该对持久化的文件进行备份(最好备份在多个不同地方)。
参考自 编程不良人
