NOSQL

什么是NOSQL

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不仅仅是SQL”，它泛指非关系型的数据库。

关系型数据库：以关系(由行和列组成的二维表)模型建模的数据库。简单理解：有表的就是关系型数据库。

NOSQL分类

 

Redis

什么是Redis

Redis 是一个高性能的 开源的、C语言写的Nosql（非关系型数据库），redis的数据可以存储在内存中或者磁盘中。Redis 是以key-value形式存储，和传统的关系型数据库不一样。不一定遵循传统数据库的一些基本要求，比如说，不遵循sql标准，事务，表结构等等，redis严格上不是一种数据库，应该是一种数据结构化存储方法的集合。

数据结构：数组、List Set Map等

Redis是将数据保存到内存的nosql。它有很多的方法，使用特定的方法就可以将存入的字符串转化为特定的数据结构保存。

Redis的特点

• 数据保存在内存，存取速度快，并发能力强

• 它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表-有序可重复集合)、set(无序不可重复集合)、 zset(sorted set --有序不可重复集合)和hash（哈希类型-对象）。

• redis的出现，很大程度补偿了memcached这类key/value存储的不足，在部分场合可以对关系数据库（如MySQL）起到很好的补充作用。

• 提供了Java，C/C++，C#，PHP，JavaScript等客户端，使用很方便。

• Redis支持集群（主从同步）。数据可以主服务器向任意数量从的从服务器上同步，从服务器可以是关联其他从服务器的主服务器。

• 支持持久化,[redis数据存储在内存中,也可以存储在磁盘上面]

• 支持订阅/发布[有专业的订阅与发布的中间件 MQ]

总结：

1、redis是C语言写的开源免费的NoSql数据库

2、数据存放在内存，还支持持久化。存取数据快，并发能力强，数据安全高。

3、value支持的数据类型多。

4、支持多个语言客户端。

5、支持集群。(支持高并发，海量数据)

Redis、Memcached、Mysql的比较

	mysql	redis	memcached
类型	关系型	非关系型	非关系型
存储位置	磁盘	磁盘和内存	内存
存储过期	不支持	支持	支持
读写性能	低	非常高	非常高

Redis的使用场景

• 缓存

  经常查询数据，放到读速度很快的空间(内存)，以便下次访问减少时间。减轻数据库压力，减少访问时间.而redis就是存放在内存中的。就如同：Mybatis 二级缓存 , ehcache框架 缓存。

• 计数器

  网站通常需要统计注册用户数，网站总浏览次数等等 ，新浪微博转发数、点赞数。

  upd xxx set ckickcount=ckickcount+1 where id =?

  upd xxx set ckickcount=ckickcount-1 where id =?

• 实时防攻击系统

  防止暴力破解，如使用工具不间断尝试各种密码进行登录。解决方案使用Redis记录某ip一秒访问到达10次以后自动锁定IP,30分钟后解锁

• 设定有效期的应用

  设定一个数据，到一定的时间失效。验证码，登录过期， 自动解锁，购物券，红包。

• 自动去重应用

  Uniq 操作，获取某段时间所有数据排重值 这个使用 Redis 的 set 数据结构最合适了，只需要不断地将数据往 set 中扔就行了，set 意为 集合，所以会自动排重。

• 排行榜 可以利用redis的zset来进行处理

• 队列

  构建队列系统 使用 list 可以构建队列系统，使用 sorted set 甚至可以构建有优先级的队列系统。

  秒杀：可以把名额放到内存队列（redis）,内存就能处理高并发访问。

• 消息订阅系统：

  Pub/Sub 构建实时消息系统 Redis 的 Pub/Sub 系统可以构建实时的消息系统，比如很多用 Pub/Sub 构建的实时聊天系统 的例子.

Redis启动和测试

启动redis-server

进入到Redis安装目录 ，虽然双击也可以启动，但是建议使用CMD执行

redis-server.exe redis.windows.conf

启动redis-client

• 连接本机Redis直接双击 redis-cli.exe 或者执行命令

redis-cli.exe

• 如果连接其他服务的Redis需要跟上 -h参数

redis-cli.exe -h ip -p 端口   #如  redis-client.exe -h 192.168.0.11 -p 6379

测试Redis

set name zs #设置数据
​
get name    #获取数字
​
expire name 30  # 设置过期时间
​
ttl name  #获取过期时间
​
keys *  # 获取所有的key

设置密码

临时设置

• CONFIG SET 命令可以动态地调整 Redis 服务器的配置而无须重启,重启后失效

config set requirepass 123456

永久设置

• 修改配置文件 redis.widows.conf ，增加代码：

requirepass 123456

登录

auth 123456

Redis命令

String的操作

String结构

• String结构模拟图

key	value
name	zs
age	18

set key value

• 将单个字符串值value关联到key,存储到Redis

set name zs         #key为 name， 值为zs 

get key

• 返回key关联的字符串值

get name            #获取值，key为 name

mset key value key value

• 同时设置一个或多个 key-value 对

mset name zs age 18     #设置了两对key ，name=zs ; age=18

mget key key

• 获取多个值

mget name age       #获取key为name和age的数据的值

incr key

• 将 key 中储存的数字值增1(key不存在,则初始化为0,再加1)

incr age        #age的值增加1

decr key

• 将 key 中储存的数字值减1(key不存在,则初始化为0,再减1)

decr age        #将age的值减去1

incrby key number

• 将 key 中储存的数字值增加指定数字

incrby age  2       #在age的值的基础上增加2  

decrby key number

• 将 key 中储存的数字值减少指定数字

decrby age  2       #在age的值的基础上减去2  

SETEX key seconds value

• 设置key-value，并设置过期时间

setex mykey 10 "Hello"  #设置 mykey的值为“hello” ,过期时间为 10s ,是set和expire的组合命令，且是原子性的

SETNX key value

• 设置一个key-value,如果这个key不存在则设置成功返回1，否则设置不成功，返回0

setnx name zs

GETSET key value

• 设置一个key-value，把这个key以前的值返回

getset name ls

key的操作

keys

• 查看所有的key

keys *
​
通配符 * 代表0-多个  ?代表一个字符

del key

• 删除指定的某个key

del username    #删除key为username的数据

expire key secnods

• 设置key的过期时间(secnods秒后过期)

expire name 10  #设置name的过期时间10s

ttl key

• 查看key的过期时间

ttl name        #查看name的过期时间

flushall

• 清空整个redis服务器数据，所有的数据库全部清空

flushall

flushdb

• 清除当前库

flushdb

select index

• 选择数据库,redis中默认有16个数据库，名称分别为0,1,2,,,15 ， index数据库索引

select 1        #选择第2个数据库

exists key

• 查询key是否存在

exists name

List的操作

List结构

list集合可以看成是一个左右排列的队列(列表)

• List机构模拟图

  key	value	value	value
  names	zs	ls	ls
  ages	11	18	20

lpush key value value

• 将一个或多个值 value 插入到列表 key 的表头(最左边)

lpush names zs ls   #往key为 names 的list左边添加值“zs”和“ls”

lrange key start stop

• 返回列表 key 中指定区间内的元素，查询所有的stop为-1即可

lrange names 0 -1       #查看names的所有元素

rpush key value value

• 将一个或多个值 value 插入到列表 key 的表尾(最右边)

rpush names zl cq   #往key为 names 的list右边添加值“zl”和“cq”

lpop key

• 移除并返回列表 key 的头(最左边)元素。

lpop names  #移除并返回names列表的头（最左边）元素

rpop key

• 移除并返回列表 key 的尾(最右边)元素。

rpop names  #移除并返回names列表的尾(最右边)元素。

lrem key count value

• 根据count值移除列表key中与参数 value 相等的元素count >0 : 从表头开始向表尾搜索，移除与 value 相等的元素，数量为 count 。count < 0 : 从表尾开始向表头搜索，移除与 value 相等的元素，数量为 count 的绝对值。count = 0 : 移除表中所有与 value 相等的值。

lrem names 1 zs     #删除names列表中左边第1个“zs” 
lrem names 0 ls     #删除names列表中所有的“ls”
lrem names -1 cq    #删除names列表中右边第1个“cq”

lindex key index

• 返回列表 key 中，下标为 index 的元素

lindex names 2  #取names列表中索引为 2 的元素

ltrim key start stop

• 对一个列表进行修剪 ，保留范围内的，范围外的删除

ltrim names 2 4     #删除names列表中索引为 2 - 4 以外的元素

Redis中如何实现栈和队列

• list控制同一边进,同一边出就是栈

• list控制一边进,另一边出就是队列

Set的操作

set集合是一个无序的不含重复值的队列

Set结构

• Set机构模拟图

key	value	value	value
idcards	110	120	130
phones	182	135	136

sadd key value value

• 将一个或多个 member 元素加入到集合 key 当中，已经存在于集合的 member 元素将被忽略

sadd colors red green yellow blue       #往colors这个set集合中存放元素： red,green,yellow,blue

smembers key

• 返回集合 key 中的所有成员。

smembers colors

srem key member

• 移除集合 key 中的一个或多个 member 元素，不存在的 member 元素会被忽略

srem colors red     #删除colors中的 red元素

SCARD key

• 返回集合存储的key的基数 (集合元素的数量).如果key不存在,则返回 0。

scard colors

SDIFF key [key ...]

• 返回一个集合与给定集合的差集的元素

sdiff colors names

SISMEMBER key member

• 返回成员 member 是否是存储的集合 key的成员.

• 如果member元素是集合key的成员，则返回1

• 如果member元素不是key的成员，或者集合key不存在，则返回0

sismember names zs      #判断names中是否包含 zs

ZSet的操作

ZSet(sorted sets)在Set基础上增加了“分数”，让set集合有了排序功能

ZSet结构

• ZSet结构模拟图

key	value(score)	value(score)	value(score)
names	zs(10)	ls(20)	ww(30)

zadd key score value score value

• 将所有指定成员添加到键为key有序集合（sorted set）里面，如果指定添加的成员已经是有序集合里面的成员，则会更新改成员的分数（scrore）并更新到正确的排序位置

zadd heights   150 zs 160 ls        #有序集合heights中zs的分数为150 ，ls的分数是 160

ZCARD key

• 返回key的有序集元素个数。key存在的时候，返回有序集的元素个数，否则返回0。

zcard heights

ZCOUNT key min max

• 返回有序集key中，score值在min和max之间(默认包括score值等于min或max)的成员。

zcount heights 150 160      #获取heignhts中分数为 150到160的元素数量

ZPOPMAX key [count]

• 删除并返回有序集合key中的最多count个具有最高得分的成员。如未指定，count的默认值为1。

zpopmax heights 2           #删除最高分数的前2个元素

ZPOPMIN key [count]

• 删除并返回有序集合key中的最多count个具有最低得分的成员。如未指定，count的默认值为1。

zpopmin heights 2       #删除最低分数的前2个元素

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

• 返回存储在有序集合key中的指定范围的元素。 返回的元素可以认为是按得分从最低到最高排列。 如果得分相同，将按字典排序。返回给定范围内的元素列表（如果指定了WITHSCORES选项，将同时返回它们的得分）。

zrange heights 0 10 WITHSCORES  #返回heights中索引 0 到 10 的元素和其分数

ZRANK key member

• 返回有序集key中成员member的排名。其中有序集成员按score值递增(从小到大)顺序排列。排名以0为底，也就是说，score值最小的成员排名为0。

zrank heights zs    #返回 zs在heights的分数从小到大排名

ZREVRANK key member

• 返回有序集key中成员member的排名，其中有序集成员按score值从大到小排列。排名以0为底，也就是说，score值最大的成员排名为0。

zreverank heights zs    #返回 zs在heights的分数从大到小排名

ZSCORE key member

• 返回有序集key中，成员member的score值。如果member元素不是有序集key的成员，或key不存在，返回nil。

zscore heights zs       #返回 zs的分数

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

• 返回有序集key中，指定区间内的成员。其中成员的位置按score值递减(从大到小)来排列。具有相同score值的成员按字典序的反序排列。

ZREVRANGE heights 1 2   WITHSCORES      #返回索引1 - 2 的成员，按分数大到小排序

ZRANGEBYSCORE key min max WITHSCORES LIMIT offset count

• 返回有序集合中指定分数区间内的成员，分数由低到高排序,LIMIT控制分页

ZRANGEBYSCOREkey heights 0 170 WITHSCORES LIMIT 0 10    #查询heights中0-170分之间的元素，低到高排序，0条                                                        #开始查询，每页10条

ZREVRANGEBYSCORE key max min WITHSCORES LIMIT offset count

• 返回有序集合中指定分数区间内的成员，分数由高到低排序,LIMIT控制分页

指令	是否必须	说明
ZREVRANGEBYSCORE	是	指令
key	是	有序集合键名称
max	是	最大分数值,可使用"+inf"代替
min	是	最小分数值,可使用"-inf"代替
WITHSCORES	否	将成员分数一并返回
LIMIT	否	返回结果是否分页,指令中包含LIMIT后offset、count必须输入
offset	否	返回结果起始位置
count	否	返回结果数量

ZREVRANGEBYSCORE heights 170 0 WITHSCORES LIMIT 0 10    #返回heights中分数为170-0之间从第0条数查，10条

Hash的操作

Hash类似于jdk中的Map,一个key下面以键值对的方式存储数据

Hash结构

• Hash机构模拟图

6.2.HSET key field value

• 设置 key 指定的哈希集中指定字段的值。如果 key 指定的哈希集不存在，会创建一个新的哈希集并与 key 关联。如果字段在哈希集中存在，它将被重写。

hset user:1 name zs         #给"user:1"这个key设置name=zs键值对

6.3.HGet key name

• 获取hash类型的name键对应的值

hget user:1 name    #获取user:1总的name字段

6.4.HMSET key field value field value

• 批量添加name=value键值对到key这个hash类型

hmset user:2 name zs age 18     #给"user:2"这个key设置name=zs键值对和age=18键值对

6.5.HMGET key field field

• 批量获取hash类型的键对应的值

hmget user:2 name age   #获取user:2总的name和age字段

6.6.hkeys key

• 返回哈希表 key 中的所有键

hkeys user:2    #返回user:2总的所有字段

6.7.hvals key

• 返回哈希表 key 中的所有值

hvals user:2    #返回user:2中的所有值

6.8.hgetall key

• 返回哈希表 key 中，所有的键和值

hgetall user:2  #返回user:2中所有key和value

6.9.存储对象的两种方式

• 使用string结构

set user:1 {id:1,name:zs}

• 使用hash

hset user:2 {id:2,name:ls}

写在最后:redis是当前主流的中间件，后续还会分享更多文章，笔者小，中，大厂均有面试经验，坚持每日分享java全栈知识，希望能够与大家共同进步。