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NoSQL（Not Only SQL），泛指非關系型數據庫，是為了處理高并發讀寫、海量數據的高效率存儲和訪問、高擴展性和高可用性而產生的。
| 分類 | 相關產品 | 典型應用 | 數據模型 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|---|---|---|
| 鍵值對(Key-Value)存儲 | Redis、Voldemort、Berkeley DB | 內容緩存、處理高訪問負載 | 一系列鍵值對 | 快速查詢 | 存儲的數據缺少結構化 |
| 列存儲數據庫 | Cassandra、HBase、Riak | 分布式文件系統 | 以列簇式存儲，將同一列數據存在一起 | 查詢速度快，可擴展性強，更容易進行分布式擴展 | 功能相對局限 |
| 文檔型數據庫 | MongoDB、CouchDB | Web應用 | 一系列鍵值對 | 數據結構要求不嚴格 | 查詢性能不高，缺乏統一的查詢語法 |
| 圖形數據庫 | Neo4j、InfoGrid | 社交網絡，推薦系統，專注于構建關系圖譜 | 圖結構 | 利用圖結構相關算法 | 需要對整個圖做計算才能得出結果，不容易做分布式的集群方案 |
本篇將主要闡述如何使用 Redis（https://github.com/antirez/redis）數據庫進行內容緩存和高訪問負載，redis 使用 C 語言開發的一個開源的高性能的鍵值對數據庫，通過提供多種鍵值數據類型來適應不同場景下的存儲需求，目前 Redis 支持的鍵值數據類型有很多種，比如字符串類型、列表類型、有序集合類型、散列類型、集合類型。Redis 官方也給我們提供了一些測試數據，有 50 個并發程序來執行 10 萬次請求，Redis 讀的速度達到了 11 萬次/秒，寫的速度達到了 8.1 萬次/秒。
Redis 最廣泛的應用場景就是使用它作為緩存（新聞或商品內容、聊天式的在線好友列表），除此還有任務隊列（秒殺、搶購）、網站訪問統計、數據過期處理（可以精確到毫秒）、應用排行榜、分布式集群架構中的 session 分離等。
1.Linux下安裝Redis數據庫
$ scp ~/Downloads/redis-4.0.1.tar.gz root@192.168.2.10:/usr/local //上傳安裝包 $ ssh root@192.168.2.10 //SSH連接 # yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake //gcc、gcc-c++的庫文件 # cd /usr/local # tar -zxvf redis-4.0.1.tar.gz //解壓縮 # cd redis-4.0.1 //切換到該目錄下 # make //編譯，將.c文件編譯為.o文件 # make PREFIX=/usr/local/redis install //指定路徑安裝 # cd /usr/local # ls //如果存在redis文件夾，則安裝成功
其中 /usr/local/redis/bin/ 下包含：
redis-benchmark //性能測試的一個工具 redis-check-aof //aof文件修復的一個工具 redis-check-aof --fix appendonlly.aof redis-check-dump //rdb文件檢查的一個工具，rdb文件為Redis默認數據庫文件 redis-check-rdb //rdb文件修復的一個工具 redis-check-rdb --fix dump.rdb redis-cli //命令行的一個客戶端 redis-sentinel -> redis-server redis-server //redis服務器啟動的命令
接下來繼續我們的命令：
# cd redis-4.0.1 # cp redis.conf /usr/local/redis # cd /usr/local/redis # vim redis.conf //編輯Redis的配置文件
具體配置步驟：
1）綁定你的授權ip地址：修改69行的 bind 127.0.0.1 為 bind [host]（綁定到所有網絡: 注釋掉69行的 bind 127.0.0.1）
2）關閉保護模式：將88行的 protected-mode yes 修改為 daemonize no
3）配置后臺啟動：將136行的 daemonize no 修改為 daemonize yes
4）配置 Redis 持久化: RDB方式（默認支持，不需要配置）和AOF方式（將509行的appendonly no 修改為 appendonly yes，538-540為同步策略的設置，開啟 appendfsync always，注釋 appendfsync everysec，always為沒修改一次就同步，everysec為每一秒同步，no為不同步，為了安全此處選擇 always）。
編輯完成后退出 vim，之后還需要開放 Redis 的 6379 端口：
# vim /etc/sysconfig/iptables //打開Linux防火墻的設置 //增加代碼 -A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 6379 -j ACCEPT //退出 vim，執行防火墻重啟命令 # service iptables restart # ./bin/redis-server ./redis.conf //啟動redis服務器，可以通過 ps -ef | grep -i redis 查看啟動是否成功
還有一些其他 Redis 命令如下：
# ./bin/redis-cli shutdown //停止redis服務器 # ./bin/redis-cli //打開redis命令行客戶端
2.Redis的數據結構
需要知道的是，Redis 的 Key 設置不要過長也不要過短，要有統一的命名規范。先看一下 keys 的操作：
$ ssh root@192.168.2.10 //SSH連接 # /usr/local/redis/bin/redis-cli > keys * //顯示所有的key > keys my? //顯示以my開頭的所有key > del my1 my2 my3 //刪除my1、my2、my3 > exists my1 //檢查是否存在，存在返回1，不存在返回0 > get my1 //獲取key的value值 > rename my1 my2 //重命名my1為my2 > expire my1 1000 //設置key過期時間，單位秒 > ttl my1 //剩余超時時間，沒有設置則返回-1 > type my1 //獲取key對應value的類型
1.存儲字符串 String
二進制是安全的，存入和獲取的數據相同；Value 最多可以容納的數據長度是 521 M。存儲 String 常用的命令：
> set name zhangsan //賦值 set [key][value] > get name //取值 get [key] > getset name lisi //取值并賦值 > del name //刪除 del [key] > incr num //數值遞增1，如果沒有就默認創建0并遞增1 incr [key] > decr num //數值遞減1，如果沒有就默認創建0并遞減1 > incrby num2 5 //數值遞增指定值，如果沒有就默認創建0 incrby [key][指定值] > decrby num2 5 //數值遞減指定值，如果沒有就默認創建0 decrby [key][指定值] > append num3 5 //插入指定內容，如果有則追加內容，如果沒有則新創建 append [key][插入值]
2.存儲哈希 Hash
存儲 Hash 可以看成是 String Key 和 String Value 的 Map 容器，適合存儲 值-對象 的信息，例如用戶名、密碼、年齡等等，每一個 Hash 可以存儲 4294967295 個鍵值對。存儲 Hash 常用的命令：
> hset myhash username tom //賦值單個屬性 hset [key][Hash鍵值對] > hmset myhash username tom2 rose age 20 //賦值多個屬性 hmset [key][Hash鍵值對1] rose [Hash鍵值對2] > hget myhash username //獲取單個屬性 hget [key][key2] > hmget myhash username age //獲取多個屬性 hget [key][key2][key3] > hgetall myhash //獲取全部值 > hdel myhash username age //刪除多個屬性 > del myhash //刪除整個集合 > hincrby myhash age 5 //增加屬性值 > hexists myhash username //判斷某個屬性中的key是否存在，存在返回1，不存在返回0 > hlen myhash //獲取屬性個數 hlen [key1] > hkeys myhash //獲取所有屬性名稱 hkeys [key1]
3.存儲字符串列表 List
在 Redis 中，List（ArrayList 使用數組方式，LinkedList 使用雙向鏈表方式）順序是按照插入順序排序的一個字符串鏈表，和數據結構中的普通鏈表是一樣的，可以在它的頭部和尾部添加新的元素，在插入的時候，如果該 key 不存在，那么 Redis 就會為這個鍵創建一個新的鏈表，相反，如果鏈表中所有元素都被移除了，那么該鍵也會被從數據庫中刪除。存儲 List 常用的命令：
> lpush mylist a b c //從雙向鏈表的頭部開始添加，如果mylist不存在則創建 lpush [key][value1][value2].. > lpushx mylist d //從雙向鏈表的頭部開始添加，如果mylist不存在則不插入 > rpush mylist 1 2 3 //從雙向鏈表的尾部開始添加 > lrange mylist 0 5 //查看鏈表 lrange [key][開始位置][結束位置] > lpop mylist //彈出雙向鏈表的頭部元素，彈出后，雙向鏈表中就沒有這個元素了 > rpop mylist //彈出雙向鏈表的尾部元素 > rpoplpush mylist1 mylist2 //將mylist1里面頭部元素彈出插入mylist2頭部 > llen mylist //獲取元素個數 llen [key] > lrem mylist 1 2 //從頭到尾刪除1個2 lrem [key][刪除的個數][刪除的元素] > lrem mylist -1 2 //從尾到頭刪除1個2 > lrem mylist 0 2 //從尾到頭刪除所有2 > lset mylist 3 k //第三個value值設置為k > linsert mylist before b 11 //第一個b之前插入11 > linsert mylist after b 22 //第一個b之后插入22
rpoplpush 命令在消息發布系統中的使用場景：
4.存儲字符串集合 Set
和 List 類型不同的是，Set 集合中不允許出現重復的元素，無序的，Set 可以包含的最大元素數量是 4294967295。存儲 Set 常用的命令：
> sadd myset a b c //向Set中添加了三個值 sadd [key][Set集合值] > srem myset a b //刪除指定元素 > smembers myset //查看Set中元素 smembers [key] > sismember myset c //判斷Set中是否存在c，存在返回1，不存在返回0 > sdiff myset myset2 //返回兩個Set集合的差集運算 > sdiffstore my my1 my2 //將兩個Set集合的差集存儲到另一個集合(my)中 > sinter myset myset2 //返回兩個Set集合的交集運算 > sunion myset myset2 //返回兩個Set集合的并集運算 > scard myset //返回Set集合成員數量 > srandmember myset //隨機返回Set中一個成員
5.存儲有序字符串集合 SortedSet
SortedSet 中的成員在集合中的位置是有序的。存儲 SortedSet 常用的命令：
> zadd mysort 65 aa 85 bb 95 cc //有序添加元素 zadd [key][姓名 分數][姓名 分數]... > zscore mysort aa //獲得分數 > zcard mysort //返回集合成員數量 > zrem mysort tom cc //刪除元素 > zrange mysort 0 -1 //范圍查詢，-1表示最后，顯示姓名 > zrange mysort 0 -1 withscores //范圍查詢，姓名分數都會顯示 > zrevrange mysort 0 -1 withscores //范圍查詢，由大到小排序顯示 > zremrangebyrank mysort 0 2 //按照排序的范圍進行刪除，0～2位置 > zremrangebyscore mysort 70 90 //按照分數進行刪除，70～90 > zrangebyscore mysort 0 90 //按照分數查0～90之間的 > zrangebyscore mysort 0 90 withscores limit 0 2 //按照分數查0～90之間的，由大到小排序，只顯示前2個 > zcount mysort 60 100 //獲取60～100之間的個數
SortedSet 可以應用于游戲的積分排行榜、構建索引數據。
3.Redis的多數據庫和事務
一個 Redis 實例最多可以提供16個數據庫（0-15），默認連接第 0 號數據庫，也可以通過select 選擇數據庫：
> select 1 //選擇1號數據庫 > move myset 2 //移動myset到2號數據庫
支持事務（所有命令都將串行化執行）的操作：
> multi //開啟事務 > exec //提交事務 > discard //回滾事務
4.使用Jedis操作Redis數據庫
Jedis（https://github.com/xetorthio/jedis）是 Redis 官方首選的 Java 客戶端開發包，
需要添加 Maven 依賴：
<!-- jedis --> <dependency> <groupId>redis.clients</groupId> <artifactId>jedis</artifactId> <version>2.9.0</version> <type>jar</type> <scope>compile</scope> </dependency>
普通方式操作 Redis：
Jedis jedis = null;
try {
jedis = new Jedis("123.57.73.52",6379);
jedis.set("name", "zhangsan"); //保存數據
String value = jedis.get("name"); //獲取數據
System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
jedis.close(); //釋放資源
}
使用 Jedis 連接池操作 Redis：
//獲得連接池的配置對象
JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
//設置最大連接數, 默認8個
config.setMaxTotal(8);
//設置最大空閑連接數, 默認8個
config.setMaxIdle(8);
//獲得連接池
JedisPool jedisPool = new JedisPool(config, "123.57.73.52",6379);
//獲得核心對象
Jedis jedis = null;
try {
jedis = jedisPool.getResource();
jedis.set("name2", "lisi"); //保存數據
String value = jedis.get("name2"); //獲取數據
System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
jedis.close(); //釋放資源
}
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。
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