数据库缓存服务——NoSQL之Redis配置与优化

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了数据库缓存服务——NoSQL之Redis配置与优化。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

一、缓存概念

1.1 系统缓存

1.2 缓存保存位置及分层结构

1.2.1 DNS缓存

1.2.2 应用层缓存

1.2.3 数据层缓存

1.2.4 硬件缓存

二、关系型数据库与非关系型数据库

2.1 关系型数据库

2.2 非关系型数据库

2.3 关系型数据库和非关系型数据库区别:

2.4 非关系型数据库产生背景

2.5 总结

三、Redis简介

3.1 Redis具有以下几个优点:

3.2 Redis缺点

3.3 Redis的适用场景

3.4 Redis为什么这么快?

3.5 Redis与memcached比较


一、缓存概念

缓存是为了调节速度不一致的两个或多个不同的物质的速度,在中间对速度较慢的一方起到加速作用,比如CPU的一级、二级缓存是保存了CPU最近经常访问的数据,内存是保存CPU经常访问硬盘的数据,而且硬盘也有大小不一的缓存,甚至是物理服务器的raid 卡有也缓存,都是为了起到加速CPU 访问硬盘数据的目的,因为CPU的速度太快了,CPU需要的数据由于硬盘往往不能在短时间内满足CPU的需求,因此CPU缓存、内存、Raid 卡缓存以及硬盘缓存就在一定程度上满足了CPU的数据需求,即CPU 从缓存读取数据可以大幅提高CPU的工作效率。

1.1 系统缓存

buffer与cache:

  • buffer: 缓冲也叫写缓冲,一般用于写操作,可以将数据先写入内存再写入磁盘,buffer 一般用于写缓冲,用于解决不同介质的速度不一致的缓冲,先将数据临时写入到里自己最近的地方,以提高写入速度,CPU会把数据先写到内存的磁盘缓冲区,然后就认为数据已经写入完成看,然后由内核在后续的时间在写入磁盘,所以服务器突然断电会丢失内存中的部分数据。
  • cache: 缓存也叫读缓存,一般用于读操作,CPU读文件从内存读,如果内存没有就先从硬盘读到内存再读到CPU,将需要频繁读取的数据放在里自己最近的缓存区域,下次读取的时候即可快速读取。

1.2 缓存保存位置及分层结构

互联网应用领域,提到缓存为王。

  • 用户层:浏览器DNS缓存,应用程序DNS缓存,操作系统DNS缓存客户端
  • 代理层:CDN,反向代理缓存
  • Web层:Web服务器缓存
  • 应用层:页面静态化
  • 数据层:分布式缓存,数据库
  • 系统层:操作系统cache
  • 物理层:磁盘cache, Raid Cache

1.2.1 DNS缓存

浏览器的DNS缓存默认为60秒,即60秒之内在访问同一个域名就不在进行DNS解析。

1.2.2 应用层缓存

Nginx、PHP等web服务可以设置应用缓存以加速响应用户请求,另外有些解释性语言,比如:PHP/Python/Java不能直接运行,需要先编译成字节码,但字节码需要解释器解释为机器码之后才能执行,因此字节码也是一种缓存,有时候还会出现程序代码上线后字节码没有更新的现象。所以一般上线新版前,需要先将应用缓存清理,再上线新版。

另外可以利用动态页面静态化技术,加速访问,比如:将访问数据库的数据的动态页面,提前用程序生成静态页面文件html 电商网站的商品介绍,评论信息非实时数据等皆可利用此技术实现。

1.2.3 数据层缓存

分布式缓存服务:

  • Redis
  • Memcached

数据库:

  • MySQL 查询缓存
  • innodb缓存、MYISAM缓存

1.2.4 硬件缓存

  • CPU缓存(L1的数据缓存和L1的指令缓存)、二级缓存、三级缓存
  • 磁盘缓存:Disk Cache
  • 磁盘阵列缓存:Raid Cache,可使用电池防止断电丢失数据

二、关系型数据库与非关系型数据库

2.1 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。
  • 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 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。

2.2 非关系型数据库

  • NoSQL(NoSQL=NotonlysQL),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、 Hbase(分布式非关系型数据库,大数据使用)、Memcached、ElasticSearch(简称ES,索引型数据库)、TSDB(时续型数据库) 等。

2.3 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。(很容易切换数据类型,一个数据集当中有多种数据类型)

(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SQI数据库有很大打展空间,但最终肯定会达到纵向扩展的上限。(数据一般存储在本地的文件系统中。读可以通过读写分离、负载均衡来分摊性能,但读写仍然很消耗IO性能)
  • 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。(数据分布存储在不同服务器上,可以并发地读写,加快效率)

小贴士:

  • 横向扩展:加服务器。(比较便宜)

  • 纵向扩展:提高硬件配置,比如换更高性能的CPU、加CPU核数、硬盘、磁盘IO、内存条。(除硬盘外,其他需要停机才能加)

(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。
  • 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。
  • 非关系型数据库在事务的处理和稳定性方面,不如关系型数据库。但读写性能好、易于扩展,处理大数据方面占优势。

关系型数据库:特别适合高事务性要求和需要控制执行计划的任务,事务细粒度控制更好。

非关系型数据库:事务控制会稍显弱势,其价值点在于高扩展性和大数据量处理方面。

2.4 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)Hugestorage——对海量数据高效存储与访问需求。

(3)HighScalability&&HighAvailability——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。让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障,非关系型数据库关注在存储和高效率上。例如,在读写分离的MySQI数据库环境中,可以把经常访问的数据(即高热数据)存储在非关系型数据库中,提升访问速度

2.5 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)。

三、Redis简介

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,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。

数据库缓存服务——NoSQL之Redis配置与优化,数据库,缓存,nosql

3.1 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)支持的数据结构: key-value,支持丰富的数据类型:Strings、 Lists、Hashes、 Sets 及Sorted Sets 等数据类型操作。

  • Strings 字符串型
  • Lists 列表型
  • Hashes 哈希(散列)
  • Sets 无序集合
  • Sorted Sets 有序集合(或称zsets)

(redis也可以做消息队列,可以通过Sorted Sets实现)

(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。(支持事务,所有操作都作为事务)

(5)支持数据备份: 即 master-salve 模式的数据备份。(支持主从复制)

3.2 Redis缺点

  1. 缓存和数据库双写一致性问题
  2. 缓存雪崩问题
  3. 缓存击穿问题
  4. 缓存的并发竞争问题

3.3 Redis的适用场景

  • Redis作为基于内存运行的数据库,是一个高性能的缓存,一般应用在session缓存、 队列、排行榜、计数器、最近最热文章、最近最热评论、发布订阅等。
  • Redis适用于数据实时性要求高、数据存储有过期和淘汰特征的、不需要持久化或者只需要保证弱一致性、逻辑简单的场景。

3.4 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。(基于内存运行)
  • 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。(单线程模型)
  • 3、采用了 I/O 多路复用机制,大大提升了并发效率。(epoll模式)

注:

linux系统中有两种I/O类型:磁盘I/O,网络请求I/O。

在Redis6.0中新增加的多线程也只是针对处理网络请求过程采用了多线性,而数据的读写命令,仍然是单线程处理的。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-608621.html

3.5 Redis与memcached比较

Memcached Redis
类型 Key-value数据库 Key-value数据库
过期策略 支持 支持
数据类型 单一数据类型 五大数据类型
持久化 不支持 支持
主从复制 不支持 支持
虚拟内存 不支持 支持

到了这里,关于数据库缓存服务——NoSQL之Redis配置与优化的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • Redis 非关系型数据库 配置与优化

    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。 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 A

    2024年02月09日
    浏览(41)
  • 【Redis,Java】Redis的两种序列化方式—nosql数据库

    redis和mysql的区别: redis是属于nosql的数据库,而mysql是属于sql数据库,redis是属于nosql数据库。mysql是存储在磁盘中的,redis是存储在内存中的,所以redis的读取书读快。这里所说的redis代表nosql,而mysql代表sql。 redis的数据库是以键值对为基础存储在内存中的,而mysql为代表的关

    2024年02月21日
    浏览(53)
  • Redis缓存设计与性能优化【缓存和数据库不一致问题,解决方案:1.加过期时间这样可以一段时间后自动刷新 2.分布式的读写锁】

    在大并发下,同时操作数据库与缓存会存在数据不一致性问题 1、双写不一致情况 2、读写并发不一致 解决方案: 1、对于并发几率很小的数据(如个人维度的订单数据、用户数据等),这种几乎不用考虑这个问题,很少会发生缓存不一致, 可以给缓存数据加上过期时间,每隔一

    2024年04月13日
    浏览(51)
  • Redis基于内存的key-value结构化NOSQL(非关系型)数据库

    Redis基于内存的key-value结构的NOSQL(非关系型)数据库 非关系型数据库:表与表之间没有复杂的关系 基于内存存储,读写性能高 – Redis读的速度是110000次/S 适合存储热点数据(商品、新闻资讯) 它存储的value类型比较丰富,也称为结构化NoSQL数据库 直接解压windows版压缩包就

    2024年02月11日
    浏览(58)
  • Linux5.10 NoSQL 之 Redis配置与优化及数据类型

    第四章 LINUX NOSQL 之 Redis配置与优化及数据类型 一、关系数据库与非关系型数据库 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。 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

    2024年02月11日
    浏览(43)
  • Redis缓存数据库

    目录 一、概述 1、Redis  2、Redis的安装 Redis Windows环境设置 3、String: 字符串 3.1、字符串 3.2、数值 3.3、bitmap 4、Hash: 散列 5、List: 列表 6、Set: 集合 7、Sorted Set: 有序集合 常识: 磁盘:1.寻址:ms(毫秒)2.带宽:MB/s 内存:1.寻址:ns    (纳秒) 2.带宽:GB/s 秒--毫秒--微妙--纳秒

    2024年02月04日
    浏览(57)
  • redis实战-缓存数据&解决缓存与数据库数据一致性

    缓存( Cache),就是数据交换的 缓冲区 ,俗称的缓存就是 缓冲区内的数据 ,一般从数据库中获取,存储于本地代码。防止过高的数据访问猛冲系统,导致其操作线程无法及时处理信息而瘫痪,这在实际开发中对企业讲,对产品口碑,用户评价都是致命的;所以企业非常重视缓存技术,

    2024年02月12日
    浏览(52)
  • Redis缓存数据库(四)

    目录 一、概述 1、Redis Sentinel 1.1、docker配置Redis Sentinel环境 2、Redis存储方案 2.1、哈希链 2.2、哈希环 3、Redis分区(Partitioning)  4、Redis面试题 Redis Sentinel为Redis提供了 高可用解决方案 。实际上这意味着使用Sentinel可以部署一套Redis, 在没有人为干预的情况下去应付各种各样的失

    2024年02月05日
    浏览(53)
  • 【100天精通python】Day44:python网络爬虫开发_爬虫基础(爬虫数据存储:基本文件存储,MySQL,NoSQL:MongDB,Redis 数据库存储+实战代码)

    目录 1 数据存储 1.1 爬虫存储:基本文件存储 1.2 爬虫存储:使用MySQL 数据库 1.3 爬虫 NoSQL 数据库使用 1.3.1 MongoDB 简介

    2024年02月11日
    浏览(68)
  • NoSQL 数据库管理工具,搭载强大支持:Redis、Memcached、SSDB、LevelDB、RocksDB,为您的数据存储提供无与伦比的灵活性与性能!

    【官网地址】:http://www.redisant.cn/nosql 直观的用户界面 从单一应用程序中同时连接 Redis、Memcached、SSDB、LevelDB、RocksDB,你可以快速轻松地创建、管理和维护数据库。 简洁的数据操作 快速搜索、编辑、删除、创建键;支持丰富的数据类型,包括:JSON、XML、HEX、MsgPack、YAML、整

    2024年02月21日
    浏览(41)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包