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NoSQL的简单介绍
NoSQL：一类新出现的的数据库，它的特点：
1.不支持SQL语法；
2.存储结构与传统关系型数据库中的那种关系表完全不同，NoSQL中的存储的数据都是KV形式；
3.NoSQL的世界中没有一种通用的语言，每个NoSQL数据库都有自己的API和语法，擅长的业务场景；
4.NoSQL中的产品种类：
（1）MongoDB，文档型NoSQL数据库，擅长CMS系统（内容管理系统）
（2）Redis，内存数据库，数据结构服务器，号称瑞士军刀（精巧），功能强大，轻量级
（3）HBase，hadoop生态系统中原生的一种NoSQL数据库，重量级的分布式NoSQL数据库，用于存储海量数据
（4）Cassandra，hadoop生态系统中原生的一种分布式NoSQL数据库，后起之秀
NoSQL 和SQL数据的比较：
1.适用的场景不同，SQL数据库适用于关系特别复杂的数据查询场景，NoSQL反之
2.“事务”特性的支持：SQL对事务的支持非常完善，而NoSQL基本不支持事务（Redis部分支持事务）
3.两者在不断的取长补短，呈现融合趋势
1.Redis概念
REmote Dlctionary Server(Redis)是一个由 Salvatore Sanfilippo写的开源的、高性能的、使用ANSI C语言编写，遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型，key-value存储系统，并提供多种语言的API。
Redis常被称作是一款key-value内存存储系统或者内存数据库，同时支持丰富的数据结构，又被称作为一种数据结构服务器，因为其值可以是字符串（String）,哈希（Map），列表（list），集合（sets），有序集合（sorted sets）等类型。
Redis与其他key_value缓存产品的3个特点：
1.Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据存储到磁盘，下次启动后再加载到内存中
2.Redis支持不仅是简单的key_value类型的数据，value的值还可以是list，set，hash，zset等其他复杂数据结构
3.Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
2.Redis优势
1.性能极高：Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s；
2.丰富的数据类型：Redis支持二进制案例的String，List，Hash，Set及Sorted Set数据类型操作；
3.原子操作：Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持几个操作合并后的原子性执行；（是否完全支持事务待定）
4.丰富的特性：Redis还支持Publish/Subscribe,通知key过期，支持高可用集群等特性；
5.数据持久化机制：
持久化机制有两种：
1.RDB方式：定期将内存数据dump到磁盘
2.AOF（append only file）持久化机制：用记日志的方式记录每一条数据更新操作，一旦出现灾难事件，可以通过日志重放来恢复整个数据库
3.Redis 适用场景
1.TopN需求：取最新的n个数据，如读取作家博客最新的50篇文章，通过List实现按时间排序的数据的高效获取
2.排行榜应用：以特定条件为排序标准，将其设成sorted set的score，进而实现高效获取
3.需要精准设定过期时间的应用：把sorted set 的 sorted 值设置成过期时间的时间戳，那么就可以简单地通过过期时间排序，定时清除过期数据
4.计数器应用：Redis的命令都是原子性的，可以轻松地利用INCR，DECR命令来构建计数器系统
5.去除大量数据中的重复数据：将数据放入set中，就能实现对重复数据的排除
6.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
7.实时系统，反垃圾系统：通过上面说到的 set 功能，你可以知道一个终端用户是否进行了某个操作，可以找到其操作的集合并进行分析统计对比等
8.Publish/SubScribe构建实时消息系统
9.缓存（会话，商品列表，评论列表，经常查询的数据等）
4.Redis存储的数据结构详解
String--字符串
String是Redis最基本的类型，一个key对应一个value，String类型是二进制安全的，可以包含任何数据比如JPG图片或者序列化对象， 一个键最大能存储512M
操作命令
List--列表
Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。可以添加一个元素到列表的头部或者尾部
操作命令
典型需求：
任务调度系统：
生产者不断产生任务，放入task-queue排队， 消费者不断拿出来任务来处理，同时放入一个temp-queue暂存，如果任务处理成功，则清除temp-queue，否则，将任务弹回task-queue。
Set--集合
Redis的Set是string类型的无序集合
集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)
ZSet--有序集合
ZSet 和 Set 一样也是String 类型元素的集合，且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。Redis 正是通过分数来为集合中成员进行从小到大的排序。
ZSet的成员是唯一的，但分数（score）却可以重复。
Hash--哈希表
Redis Hash 是一个键值对集合
Redis Hash类型可以看成具有 String Key 和 String Value 的 map 容器
Redis Hash是一个 String 类型的field 和value 的映射表，Hash 特别适合用存储对象。
键值相关命令
服务器相关命令
5.Redis事务
可以一次执行多个命令，本质是一组命令的集合。一个事务中的所有命令都会序列化，按顺序地串行化执行而不会被其他命令插入，不需加塞（隔离性）
命令：
discard:取消事务放弃执行事务块内的所有命令
exec：执行事务块内的命令
multi：标记一个事务块开始
unwatch：取消watch 对所有key的监视
watch：监视一个或多个key,如果在事务执行之前被其他命令所改动，那么事务将被打断
Redis事务执行过程中不保证原子性：Redis 同一个事务中如果一条命令执行失败，其后命令仍然会被执行，没有回滚。
运行前监测中，事务中间一条命令语法写错了，则全部撤销
运行时报出异常，只撤销异常的语句
6.Redis高可用
在Redis中，实现高可用的技术主要包括持久化、复制、哨兵、集群
持久化
将数据保存在硬盘中，保证数据不会因进程退出而丢失。
主从复制
复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在复制基础上实现的高可用，复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷：故障恢复无法自动化；写操作无法负载均衡，存储能力受到单机的限制。
哨兵
哨兵在复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷：写操作无法负载均衡，存储能力受到单机的限制。
集群
通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案。
Redis持久化
Redis持久化分为RDB持久化和AOF持久化：
RDB：将Redis在内存中的数据库记录定时dump到磁盘上；
AOF：将Redis的操作日志依次以追加的方式写入到磁盘文件中；
RDB方式
有2个触发条件：
1.手动方式
2.自动触发
AOF方式
AOF 比快照方式有更好的持久化性，是由于在使用 AOF 持久化方式时，Redis 会将每一个收
到的写命令都通过 write 函数追加到文件中(默认是 appendonly.aof)。当 Redis 重启时会通过
重新执行文件中保存的写命令来在内存中重建整个数据库的内容。
当然由于 os 会在内核中缓存 write 做的修改，所以可能不是立即写到磁盘上。这样 AOF 方
式的持久化也还是有可能会丢失部分修改。不过我们可以通过配置文件告诉 redis 我们想要
通过 fsync 函数强制 os 写入到磁盘的时机。有三种方式如下（默认是：每秒 fsync 一次）：
两种持久化方式的总结：
相同数据集的数据 AOF文件要远大于 rdb 文件，恢复速度慢于 rdb
AOF 运行效率要慢于 rdb，每秒同步策略效率较好，不同步效率和 rdb 相同
Redis 还能对 AOF 文件进行后台重写,使得 AOF 文件的体积不至于过大
Redis主从复制
特点：
过程：
配置slave服务器只需要在配置文件中加入如下配置：
slaveof hadoop02 6379 #指定 master 的 ip 和端口
Redis哨兵
一种高可用的redis部署方案。在集群中的redis-master服务挂掉时，无需人为干预，即可通过哨兵集群的自我调 整，实现redis服务的持续可用。
哨兵的作用：
1、监控redis进行状态，包括master和slave
2、当master down机，能自动将slave切换成master
一般情况下哨兵和主从复制一起使用，保证Redis的高可用
Redis分布式集群
架构细节：
1、所有的 redis 节点彼此互联(ping-pong 机制)，内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。
2、节点的 fail 是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。
3、客户端与 redis 节点直连,不需要中间 proxy 层。客户端不需要连接集群所有节点，连接集
群中任何一个可用节点即可。
4、redis-cluster 把所有的物理节点映射到[0-16383]slot 上，cluster 负责维护 node <-> slot <->
value
Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先
对 key 使用 CRC16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应
一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的
节点
Redis 容错：
1、 投票过程是集群中所有 master 参与，如果半数以上 master 节点与 master 节点通信超时
(cluster-node-timeout)，认为当前 master 节点挂掉.
2、 什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)？如果集群任意 master 挂掉，且当前 master
没有 slave.集群进入 fail 状态,也可以理解成集群的 slot 映射[0-16383]不完整时进入 fail
状态。redis-3.0.0.rc1 加入 cluster-require-full-coverage 参数，默认关闭，打开集群兼容部
分失败。如果集群超过半数以上 master 挂掉，无论是否有 slave，集群进入 fail 状态。
附录Redis.conf配置文件参数说明
