一. 非關係型數據庫
1. NoSQL簡介
NoSQL，泛指非關係型的數據庫，NoSQL即Not-Only SQL,它可以作爲關係型數據庫的良好補充.
隨着互聯網Web2.0網站的興起,非關係型的數據庫現在成了一個極其熱門的新領域,非關係數據庫產品的發展非常迅速.而傳統的關係數據庫在應付Web2.0網站,特別是超大規模和高併發的SNS類型的Web2.0純動態網站已經顯得力不從心,暴露了很多難以克服的問題,例如:
1️⃣.High performance - 對數據庫高併發讀寫的需求.
Web2.0網站要根據用戶個性化信息來實時生成動態頁面和提供動態信息,所以基本上無法使用動態頁面靜態化技術,因此數據庫併發負載非常高,往往要達到每秒上萬次讀寫請求.關係數據庫應付上萬次SQL查詢還勉強頂得住,但是應付上萬次SQL寫數據請求,硬盤IO就已經無法承受了.其實對於普通的BBS網站,往往也存在對高併發寫請求的需求,例如網站的實時統計在線用戶狀態,記錄熱門帖子的點擊次數，投票計數等,因此這是一個相當普遍的需求.
2️⃣.Huge Storage - 對海量數據的高效存儲和訪問的需求.
類似Facebook,twitter,Friendfeed這樣的SNS(社交)網站,每天用戶產生海量的用戶動態,以Friendfeed爲例,一個月就達到了2.5億條用戶動態,對於關係數據庫來說,在一張2.5億條記錄的表裏面進行SQL查詢,效率是極其低下乃至不可忍受的.再例如大型Web網站的用戶登錄系統,例如騰訊,盛大,動輒數以億計的帳號,關係數據庫也很難應付.
3️⃣.High Scalability && High Availability- 對數據庫的高可擴展性和高可用性的需求.
在基於Web的架構當中,數據庫是最難進行橫向擴展的,當一個應用系統的用戶量和訪問量與日俱增的時候,你的數據庫卻沒有辦法像web server和app server那樣簡單的通過添加更多的硬件和服務節點來擴展性能和負載能力.對於很多需要提供24小時不間斷服務的網站來說,對數據庫系統進行升級和擴展是非常痛苦的事情,往往需要停機維護和數據遷移,爲什麼數據庫不能通過不斷的添加服務器節點來實現擴展呢?
NoSQL數據庫的產生就是爲了解決大規模數據集合以及多重數據種類帶來的挑戰,尤其是大數據應用難題.
2. NoSQL數據庫類型
2.1 鍵值(Key-Value)存儲數據庫
相關產品:Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB
典型應用:內容緩存,主要用於處理大量數據的高訪問負載;
數據模型:一系列鍵值對;
優勢:快速查詢;
劣勢:存儲的數據缺少結構化.
2.2 列存儲數據庫
相關產品:Cassandra, HBase, Riak;
典型應用:分佈式的文件系統;
數據模型:以列簇式存儲,將同一列數據存在一起;
優勢:查找速度快,可擴展性強,更容易進行分佈式擴展;
劣勢:功能相對侷限.
2.3 文檔型數據庫
相關產品:CouchDB、MongoDB;
典型應用:Web應用(與Key-Value類似,Value是結構化的);
數據模型:一系列鍵值對;
優勢:數據結構要求不嚴格;
劣勢:查詢性能不高,而且缺乏統一的查詢語法.
2.4 圖形(Graph)數據庫
相關數據庫:Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph;
典型應用:社交網絡;
數據模型:圖結構;
優勢:利用圖結構相關算法;
劣勢:需要對整個圖做計算才能得出結果,不容易做分佈式的集羣方案.
3. Spring Data對NoSQL的支持
Spring Data提供了一些項目，用來幫你使用各種各樣的NoSQL技術，包括MongoDB, Neo4J,
Elasticsearch, Solr, Redis, Gemfire, Couchbase和Cassandra。
其中Spring Boot爲Redis, MongoDB, Elasticsearch, Solr和Cassandra等都提供了自動配置。
二. Redis簡介
1. Redis簡介
Redis:REmote DIctionary Server(遠程字典服務器),它是一個完全開源免費且遵守BSD協議,用C語言開發的,高性能key-value型分佈式內存數據庫,它是基於內存運行並支持持久化的NoSQL數據庫.可用於緩存,事件發佈或訂閱,高速隊列等場景.該數據庫使用ANSI C語言編寫,支持網絡,提供字符串,哈希,列表,隊列,集合結構直接存取,基於內存,可持久化.Redis是當前最熱門的NoSql數據庫之一,也被人們稱爲數據結構服務器.
2. Redis使用場景
應用場景概述
目前全球最大的Redis用戶是新浪微博，在新浪有200多臺物理機,400多個端口正在運行Redis,有4G+的數據在Redis上來爲微博用戶提供服務.
1️⃣.緩存(數據查詢、短連接、新聞內容、商品內容等等,最常用);
2️⃣.消息隊列,任務隊列(秒殺、搶購、12306 等)等隊列;
3️⃣.獲取最新的N個數據(取最新文檔、排行榜等);
4️⃣.計數器應用,網站訪問統計等;
5️⃣.發佈/訂閱消息(消息通知);
6️⃣.數據過期處理(可以精確到毫秒),優惠券/紅包等;
7️⃣.商品列表,評論列表,聊天室好友列表等實時性要求較高的場景;
8️⃣.分佈式集羣架構中的 session 分離;
9️⃣.應用排行榜.
