Python--Redis實戰：第一章：初識Redis：第一節：Redis簡介

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Redis是一個遠程內存數據庫，它不只性能強勁，並且還具備複製特性以及爲解決問題而生的獨一無二的數據模型，是一個速度很是快的非關係數據庫（no-relational database）。

Redis提供了5種不一樣類型的數據結構，它能夠存儲鍵（key）與5種不一樣類型的值（value）之間的映射（mapping），各式各樣的問題均可以很天然地映射到這些數據結構上：Redis的數據結構致力於幫助用戶解決問題，而不會像其餘數據庫那樣，要求用戶扭曲問題來適應數據庫。除此以外，經過複製、持久化(persistence)和客戶端分片（client-side sharding）等特性，用戶能夠很方便地將Redis擴展成一個可以包含數百GB數據、每秒處理上百萬此請求的系統。

持久化：將存儲在內存的鍵值對數據持久化帶硬盤。

Redis與其它數據庫和軟件的對比

若是你熟悉關係數據庫，那麼你確定寫過用來關聯兩個表的數據的SQL查詢。而Redis則屬於人民常說的NoSQL數據庫或者非關係數據庫：Redis不使用表，它的數據庫也不會預約義或者強制要求用戶對Redis存儲的不一樣數據進行關聯。

高性能鍵值對緩存服務器memcached也常常被拿來於Redis進行比較：這二者均可以用於存儲鍵值映射，彼此的性能也相差無幾，可是Redis可以自動以兩種不一樣的方式將數據寫入硬盤，而且Redis除了能存儲普通的字符串鍵以外，還能夠存儲其它4種數據結構，而memcached只能存儲普通的字符串。這些不一樣之處使得Redis能夠用於解決更爲普遍的問題，而且便可以用於主數據庫（primary database）使用，又能夠做爲其餘存儲系統的輔助數據庫（auxiliar database）來使用。

通常來講，用戶只會在Redis的性能或者功能是必要的狀況下，纔會將數據存儲到Redis中。若是程序對性能要求不高，又或者由於費用緣由而沒有辦法將大量數據庫存儲到內存中，那麼用戶能夠選擇使用關係數據庫，或者其餘非關係數據庫。

下表展現了一部分功能上與Redis有重疊的數據庫服務器和緩存服務器。從這個表能夠看出Redis與這些數據庫及軟件之間的區別。

名稱	類型	數據存儲選項	查詢類型	附加功能
Redis	使用內存存儲（in-memory）的非關係數據庫	字符串、列表、集合、散列表、有序集合	每種數據類型都有本身的專屬命令，另外還有批量操做（bulk operation）和不徹底（partial）的事務支持。	發佈與訂閱，主從複製（master/slave replication），持久化，腳本（存儲過程，stored procedure）
memcached	使用內存存儲的鍵值緩存	鍵值之間的映射	建立命令、讀取命令、更新命令、刪除命令以及其餘幾個命令。	爲提高性能而設的多線程服務器。
MySQL	關係數據庫	每一個數據庫能夠包含多個表，每一個表包含多個行，能夠處理多個表的視圖（view）、支持空間（spatial）和第三方擴展	SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、函數、存儲過程。	支持ACID性質（須要使用InnoDB）。主從複製和主主複製（master/master replication）
PostgreSQL	關係數據庫	每一個數據庫能夠包含多個表，每一個表能夠包含多個行；能夠處理多個表的視圖；支持空間和第三方擴展；支持可定製類型。	SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、內置函數、自定義的存儲過程。	支持ACID性質。主從複製，由第三方支持的多主複製（multi-master replication）
MongoDB	使用硬盤存儲（on-disk）的非關係文檔存儲	每一個數據庫能夠包含多個表，每一個表能夠包含多個無schema（schema-less）的BSON文檔	建立命令、讀取命令、更新命令、刪除命令、條件查詢命令等。	支持map-reduce操做，主從複製。分片。控件索引（spatial index）

附加特性

在使用相似Redis這樣的內存數據庫時，一個首先要考慮的問題就是【當服務器關閉時，服務器存儲的數據將何去何從呢？】

Redis擁有兩種不一樣形式的持久化方法，他們均可以用小而緊湊的格式將存儲在內存中的數據寫入硬盤：

• 第一種持久化方法爲：時間點轉儲（point-in-time dump）。轉儲操做既能夠在【指定時間段內有指定數量的寫操做執行】這一條件被知足時執行，又能夠經過調用兩條轉儲的硬盤（dump-to-disk）命令中的任何一條來執行。
• 第二種持久化方法爲：將全部修改了數據庫的命令都寫入一個只追加（append-only）文件裏面，用戶能夠根據數據的重要程度，將只追加寫入設置爲：從不一樣步、每秒同步一次、寫入一個命令就同步一次。

儘管Redis的性能很好，但受限於Redis的內存存儲設計，有時候只使用一臺Redis服務器可能沒有辦法處理全部請求，所以，爲了擴展Redis的讀性能，併爲Redis提供故障轉移（failover）支持，Redis實現了主從複製特性：

• 執行復制的從服務器會鏈接上主服務器，接受主服務器發送的整個數據庫的初始副本（copy）；
• 以後主服務器執行的寫命令，都會被髮送給全部鏈接着的【從服務器】去執行，從而實時的更新從服務器的數據集。
• 由於【從服務器】包含的數據會不斷的更新，因此客戶端能夠向任意一個從服務器發送【讀請求】，以此來避免對主服務器進行集中式訪問。

使用Redis的理由

有memcached使用經驗的讀者可能知道，用戶只能用APPEND命令將數據添加到已有字符串的末尾。memcached的文檔中聲明，能夠用APPEND命令來管理元素列表。這很好，用戶能夠將元素追加到一個字符串的末尾，並將那個字符串當作列表來使用。但隨後如何刪除這些元素呢？memcached採用的方法是經過黑名單（blacklist）來隱藏列表裏面的元素，從而避免對元素執行讀寫、更新、寫入（包括在一次數據庫查詢以後執行的memcached寫入）等操做。相反的，Redis的LIST和SET容許用戶添加或則刪除元素。

使用Redis而不是 memcached來解決問題，不只可讓代碼變得更簡短、更易懂、更易維護，並且還可使代碼的容許速度更快（由於用戶不須要經過讀取數據庫來更新數據）。除此以外，在其餘不少狀況下，Redis的效率和易用性也比關係數據庫要好的多。

數據庫的一個常見用法是存儲長期的報告數據，並將這些報告數據用做固定時間範圍內的聚合數據（aggregates）。收集聚合數據的常見作法是：

• 先將各個行插入一個報告表裏面
• 以後再經過掃描這些行來收集聚合數據
• 再根據收集到的聚合數據來更新聚合表中已有的那些行。

之因此使用插入行的方式來存儲，是由於對於大部分數據庫來講，出入行操做的執行速度很是快（插入行只會在硬盤文件末尾進行寫入）。不過，對錶裏面的行進行更新倒是一個很是慢的操做，由於這種更新除了會引發一次隨機讀（random read）以外，還可能會引發一次隨機寫（random write）。而Redis裏面，用戶能夠直接使用原子的（atomic）INCR命令及其變種來計算聚合數據，而且由於Redis將數據存儲在內存裏面，並且發送給Redis的命令請求並不須要通過典型的查詢分析器（parser）或者查詢優化器（optimizer）進行處理，全部對Redis存儲的數據執行隨機寫的速度老是很是迅速的。

使用Redis而不是關係數據庫或則其餘硬盤存儲數據庫，能夠避免寫入沒必要要的臨時數據，也免去了對臨時數據進行掃描或則刪除的麻煩，並最終改善程序的性能。

【工具會極大地改變人們解決問題的方式】

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