NoSQL与Memcached、Redis、MongoDB概述

一、NoSQL介绍

非关系型数据库(而mysql、oracle、sqlserver都是关系型数据库)

1. 特点

  • 数据之间无关系,随意扩展
  • 数据存储简单,可以存在内存中,读写速度快
  • 不需要建表、字段。自定义格式

2. 分类

A. 键值(Key-Value)数据库:redis、memcached、riak

redis/memcached 适合存储用户信息,比如会话、配置文件、参数、购物车等,这些信息一般和ID(键)挂钩

B. 面向文档(Document-Oriented)数据库:MongoDB、CouchDB、RavenDB

MongoDB将数据以文档形式存储,每个文档都是一系列数据项的集合,每个数据项都有一个名称与对应的值,值既可以是简单的数据类型,如文字、字符串、数字和日期等,也可以是复杂的类型,如有序列表和关联对象。数据存储的最小单位是文档,同一个表中存储的文档属性可以是不同的,数据可以使用XML、JSON或JSONB等多种形式

C. 列存储(Wide Column Store/Column-Family)数据库:Cassandra、HBase

D. 图(Graph-Oriented)数据库:Neo4J、Infinite Graph、OrientDB

二、Memcached介绍

国外Live Journal团队开发,通过缓存数据库查询结果,减少数据库的访问次数(写入减少不了),从而提高动态Web站点性能。数据存在内存中,重启服务器即数据消失

1. 特点

  • 基于c/s架构,协议简单
  • 基于libevent的事件处理
  • 自主内存存储处理(slab allocation)
  • 数据过期方式:Lazv Expiration和LRU

2. Memcationed流程图

3. Slab allocation原理

  • 将分配的内存分割成各种尺寸的块(chunk),把尺寸相同的分成组,即chunk的集合,每个集合称为slab
  • Memcached的内存分配以Page为单位,Page默认值为1M,可以在启动时通过参数-l来指定
  • Slab由多个Page组成

一个Chunk最大不能超过1M,即一个Page

一个Slab可能有多个Page

原理图:

4. Growth factor

Memcached在启动时可以通过-f参数可以指定Growth Factor因子(即Chunk之间的的增长比例),默认为1.25,通过memcached-tool 可以查看指定的memcached实际的不同slab状态

命令:memcached-tool 127.0.0.1:11211 display

5. Memcached数据过期方式

  • Lazy Expiration:memcached内部不会监视是否过期,而是get时查看记录的时间戳,检查记录是否过期。这种技术称为lazy expiration。优点:memcached不会在过期监视上耗费CPU时间
  • LRU:memcached优先使用已超时的记录空间,会发生追加新记录空间不足的情况。从最近未被使用的记录中搜索,并将其空间分配给新的记录(即删除最近使用最少的记录的机制)。从缓存的使用角度看,该模型很理想

三、Redis介绍

属于key-value存储系统,和memcached相似,但是支持数据持久化(重启服务器,数据还是存在)

A. value类型:

string、hash、lists(链表)、sets(集合)、sorted sets(有序集合)

B. 文件格式:

RDB(全量数据)把内存中的数据写入磁盘,下次读取文件时,进行加载

aof(增量请求)内存中的数据有序化为操作请求,用于读取文件进行replay得到数据,相当于mysql的二进制日志

C. 存储方式:

内存存储、磁盘存储、log文件

四、MongoDB介绍

  • 由C++语言编写,是一套基于分布式文件存储的开源数据库系统,属于NoSQL
  • 高负载的情况下,可以添加更多的节点,保证服务器性能
  • 旨在为Web应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案
  • 数据存储为一个文档,数据结构由键值对(key=>value)组成,文档类型于JSON对象。字段值可以包含其它文档,数组及文档数组

和关系型数据库对比:

SQL 说明 MongoDB 说明
database 数据库 database 数据库
table collection 集合
row 记录行 document 文档
column 字段 field
index 索引 index 索引
table joins 表连接
primary key 主键 primary 自动将_id字段设置为主键
时间: 2024-07-31 03:50:54

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