NoSQL之Redis配置与优化
一、关系数据库和非关系数据库
1. 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。
● 主要包括：Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2等。
2. 非关系型数据库
● 非关系型数据库（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，都认为是非关系型数据库。
● 主要包括：Redis、MongDB、Hbase、Memcached等。
3. 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
● High Performance
对数据库高并发读写需求
● High Storage
对海量数据高效存储与访问需求
● High Scalability && High Availability
对数据库高可扩展性与高看可用性需求
4. 关系型数据库和非关系型数据库的区别
4.1 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和合列中。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。
4.2 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。
而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。
4.3 对事务性的支持不同
如果数据操纵需要高事务型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。
虽然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。
5. 总结
（1）关系型数据库：
实例-->数据库-->表（table）-->记录行（row）-->数据字段（column）
（2）非关系型数据库
实例-->数据库-->集合（collection）-->键值对（key-value）
二、Redis的基础概念
1. Redis简介
● Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务，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。
2. Redis程序
Redis服务器程序是单进程模型，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。若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。若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。
3. Redis的优点
● 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/秒，数据写入速度最高可达到81000次/秒。
● 支持丰富的数据类型
支持key-value、String、Lists、Hashes、Sets及Stored Sets等数据类型操作。
● 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。
● 原子性
Redis所有操作都是原子性的。
● 支持数据备份
即master-slave模式的数据备份。
4. Redis的使用场景
Redis作为基于内存运行的数据库，缓存是最长应用的场景之一。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、计算器应用、存储关系、实时分析系统、日志记录等。
5. Redis速度快的原因
● Redis是纯内存结构，避免了磁盘的I/O等耗时操作。
● 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。
● 采用了I/O多路复用机制，大大提升了并发效率。
I/O多路复用程序虽然会同时监听多个socket连接，但是其会将监听的socket都放到一个队列里面，然后通过这个队列有序的，同步的将每个socket对应的时间传送到文件事件分派器，再由文件事件分派器给对应的事件处理器进行处理，只有当一个socket所对应的事件被处理完毕之后，I/O多路复用程序才会继续向文件事件分派器传送下一个socket所对应的的事件，这也可以验证上面的结论，处理客户端的命令请求是单线程的方式逐个处理，但是事件处理器内并不是只有一个线程。