NoSql数据库简介 + Redis概述
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文章目录
- Nosql数据库引入
- NoSql数据库基本概述
- 常见 NoSQL 数据库类型
- Redis的核心特性
- 经典应用场景
- 相关知识
Nosql数据库引入
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Web1.0时代
在Web1.0的时代，由于数据访问量很有限，用一夫当关的高性能的单点服务器可以解决大部分问题。
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Web2.0时代
随着Web2.0的时代的到来，用户访问量大幅度提升，同时产生了大量的用户数据。加上后来的智能移动设备的普及，所有的互联网平台都面临了巨大的性能挑战。
我们需要解决两个问题，第一个是CPU及内存的压力，第二个是IO压力。
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CPU及内存的压力
由于一台web服务器不能应对海量用户的访问。我们可以考虑对web服务器进行冗余部署，可以根据用户的访问量部署多台。再通过Nginx对用户的访问进行负载均衡操作，将用户的访问压力分摊在不同的web服务器上
这样操作又会遇到一个问题，就是session问题，而解决session的方案也有很多：- 方案1：比如我们可以把session里面的数据存放在cookie端，以后用户每次发送请求，都可以携带cookie里面的数据到服务器。但由于cookie存放在浏览器端，如果数据是敏感数据，存放在cookie会不安全。
- 方案2：session复制。将某台服务器里面的session复制一份到其他服务器里面去。这种方案也有缺点，就是把相同的session数据存放在不同的web服务器中，容易造成数据冗余，服务器空间的浪费。
- 方案3：设置缓存数据库，将session信息存放在缓存数据库里面，缓存数据库里面的数据被所有web服务器共享。并且缓存数据库中的数据存放在内存中，读写速度也非常快。
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IO压力
随着项目数据的日积月累，数据库里面的数据也越来越庞大。加上用户访问量的增大，我们直接访问数据库获取数据会对数据库造成非常大的IO压力。如何解决？- 方案1：考虑对数据库进行读写分离，水平拆分、垂直拆分。但是这种方式会破坏一定的业务规则。
- 方案2：将频繁查询的数据，放在缓存，以后我们只需要从缓存里获取数据即可，减少对数据库的访问压力。
NoSql数据库基本概述
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不仅仅是SQL”，泛指非关系型的数据库。 NoSQL 不依赖业务逻辑方式存储，而以简单的key-value模式存储。因此大大的增加了数据库的扩展能力。
nosql数据库的特点
- 不遵循SQL标准。
- 不支持ACID。
- 远超于SQL的性能。
适用场景
- 对数据高并发的读写
- 海量数据的读写
- 对数据高可扩展性的
不适用的场景
- 需要事务支持
- 基于sql的结构化查询存储，处理复杂的关系,需要sql查询。
常见 NoSQL 数据库类型
- Memcache：早期经典的 key-value 缓存数据库，数据仅存于内存，不支持持久化，存储类型单一
- Redis：兼容 Memcache 核心功能，支持数据持久化与多种数据结构，是当前主流缓存数据库
- MongoDB：文档型数据库，以 JSON 格式存储数据，支持复杂查询，适合存储非结构化 / 半结构化数据
Redis的核心特性
- 多数据结构支持：除基础string类型外，还支持list（链表）、set（集合）、hash（哈希）、zset（有序集合）等，满足复杂业务需求；
- 原子性操作：所有命令执行均为原子性，避免并发场景下的数据不一致；
- 持久化机制：支持RDB快照与AOF日志两种持久化方式，兼顾性能与数据安全性；
- 主从同步：支持master-slave主从复制，实现读写分离与容灾备份；
- 高性能：基于单线程+多路IO复用模型，内存操作延迟低，单机并发量可达10万+。
经典应用场景
| 业务场景 | 实现方案 |
|---|---|
| 最新数据展示（如新闻列表、商品推荐） | 利用list的自然排序特性，通过lpush/rpush维护数据顺序 |
| 排行榜（如积分排名、销量榜单） | 借助zset的有序集合特性，按score字段排序 |
| 时效性数据（如手机验证码、Token） | 使用expire命令设置过期时间，自动淘汰过期数据 |
| 计数器与秒杀 | 基于incr/decr原子操作，实现高并发下的计数与库存控制 |
| 数据去重（如用户去重、抽奖防刷） | 利用set的自动去重特性，快速判断元素是否存在 |
| 消息队列 | 通过list的lpush/rpop操作，模拟简单消息队列 |
| 发布订阅系统 | 基于pub/sub模式，实现消息的广播与订阅 |
相关知识
- redis默认的数据库实例
默认16个数据库，类似数组下标从0开始，初始默认使用0号库。使用命令 select 来切换数据库。如:select 8。dbsize查看当前数据库的key的数量。flushdb清空当前库。
- Redis采用 单线程+多路IO复用技术
多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符（Socket）的就绪状态，比如调用select和poll函数，传入多个文件描述符，如果有一个文件描述符就绪，则返回，否则阻塞直到超时。得到就绪状态后进行真正的操作可以在同一个线程里执行，也可以启动线程执行（比如使用线程池）
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