一、关系数据库与非关系型数据库

●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。简单描述就是表格形式 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(简称PGDB)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(JAVA用到的)、Hbase(大数据用到的数据库)、Memcached等。

Redis与Memcached的比较(这两种都是缓冲型数据库表保存在内存中)

两种类型比较.jpg


二、关系型数据库和非关系型数据库区别:

(1)数据存储方式不同

  • 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。 与其相反,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。

  • 非关系型数据通常存储在数据集中,就像文档、键值对或者图结构。你的数据及其特性是选择数据存储和提取方式的首要影响因素。

(2)扩展方式不同

SQL和NoSQL数据库最大的差别可能是在扩展方式上,要支持日益增长的需求当然要扩展。 要支持更多并发量:

  • 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。因为数据存储在关系表中,操作的性能瓶颈可能涉及很多个表,这都需要通过提高计算机性能来克服。虽然SQL数据库有很大扩展空间,但最终肯定会达到纵向扩展的上限(受物理硬件上线的限制)。

  • 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。

三、非关系型数据库产生背景

可用于应对Web2.0纯动态网站类型的三高问题。

(1) High performance——对数据库高并发读写需求

(2) Huge storage——对海量数据高效存储与访问需求 (3) High scalability && High Availability—对数据库高可扩展性与高可用性需求

关系型数据库和非关系型数据库都有各自的特点与应用场景,两者的紧密结合将会给Web2.0的数据库发展带来新的思路。让关系数据库关注在关系上,非关系型数据库关注在存储上。例如,在读写分离的MysoL数据库环境中,可以把经常访问的数据存储在非关系型数据库中,提升访问速度。

总结: 关系型数据库: 实例-->数据库-->表(table)-->记录行(row)、数据字段(column)

非关系型数据库: 实例-->数据库-->集合(collection)-->键值对(key-value)非关系型数据库不需要手动建数据库和集合(表)。

四、非关系型数据库之Redis简介

图标.jpg


4.1、Redis的概念

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。 Redis基于内存运行并支持持久化,采用key-value(键值对)的存储形式,是目前分布式架构中不可或缺的一环。

Redis服务器程序是单进程模型(单线程模型),也就是在一台服务器上可以同时启动多个Redis进程,Redis的实际处理速度则是完全依靠于主进程的执行效率。如果在服务器上只运行一个Redis进程,当多个客户端同时访问时,服务器的处理能力是会有一定程度的下降;若在同一台服务器上开启多个Redis进程,Redis在提高并发处理能力的同时会给服务器的CPU造成很大压力。即:在实际生产环境中,需要根据实际的需求来决定开启多少个Redis进程。如果对高并发要求更高一些,可能会考虑在同一台服务器上开启多个进程。若CPU资源比较紧张,采用单进程即可。

4.2、Redis具有以下几个优点:

(1)具有极高的数据读写速度: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(键值对存储结构)、Strings(字符型)、Lists()、Hashes(散列)、Sets(无序集合) 及Sorted Sets(有序集合)等数据类型操作。 (3)支持数据的持久化:可以将内存中的数据保存在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。 (4)原子性:Redis 所有操作都是原子性的。 (5)支持数据备份:即master-salve模式的数据备份(主从复制)。

Redis作为基于内存运行的数据库,缓存是其最常应用的场景之一(十六种环境)。除此之外,Redis常见应用场景还包括获取最新N个数据的操作、排行榜类应用、计数器应用、存储关系、实时分析系统、日志记录。

4.3、Redis为什么这么快?

1、Redis是一款纯内存结构,避免了磁盘I/O等耗时操作。 2、Redis命令处理的核心模块为单线程,减少了锁竞争,以及频繁创建线程和销毁线程的代价,减少了线程上下文切换的消耗。

3、采用了I/O多路复用机制,大大提升了并发效率。

总结:

REDIS是运行在内存中的,采用单进程(单线程模式),其优点就是不用考虑数据间的竞争问题,各个端口自己数据的收发是独立的,所以不存在数据冲突的可能。使用的是I/O多路复用技术,可以大大提升I/O的利用率。

注:REDIS 6.0 版本推出后也开始支持多线程,多线程只针对处理网络请求过程采用了多线程,而数据的读写任然是单线程处理的。

五、REIDS安装部署

1、关闭防火墙、安装依赖包

systemctl stop firewalld
setenforce 0

yum install -y gcc gcc-c++ make

1.jpg


2安装gcc等依赖环境.jpg


2、解压文件并进行安装

cd /opt
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz

cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install

3解压数据包.jpg


4make编译安装.jpg


5指定目录安装.jpg


3、进行安装

由于Redis源码包中直接提供了Makefile 文件,所以在解压完软件包后,不用先执行 ./confiqure 进行配置,可直接执行 make 与 make install 命令进行安装。

执行软件包提供的 install_server.sh 脚本文件设置 Redis 服务所需要的相关配置文件

cd /opt/redis-5.0.7/utils

./install_server.sh
......                 #一直回车

Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /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

selected config:

Port : 6379 #默认侦听端口为6379
Config file : letc/ redis/6379.conf #配置文件路径
Log file : lvar/ log/ redis_6379.log #日志文件路径
Data dir : lvar/ lib/ redis/6379 #数据文件路径
Executable : /usr/ local/redis/bin/redis-server #可执行文件路径
cli Executable : /usr/ local/bin/redis-cli #客户端命令工具

6配置文件路径设置.jpg


4、设置命令

#把redis的可执行程序文件放入路径环境变量的目录中便于系统识别

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

7软链接到系统命令.jpg


5、查看安装情况

#当install_server.sh 脚本运行完毕,Redis 服务就已经启动,默认监听端口为6379

netstat -natp | grep redis

6、修改配置/etc/redis/6379.conf参数

8修改配置文件.jpg


7、Redis服务控制

/etc/init.d/redis_6379 stop        #停止
/etc/init.d/redis_6379 start       #启动
/etc/init.d/ redis_6379 restart    #重启
/etc/init.d/redis_6379 status      #状态

9修改配置文件TAB补全.jpg


10验证完成.jpg