一、关系型数据库与非关系型数据库
关系型数据库SQL
SQL全称: 结构化查询语言(Structured Query Language)，也叫关系型数据库，它是把复杂的数据结构归结为简单表格形式。
二、redis特征
高性能
Redis 是一个使用 C 语言编写的高性能键值数据库，它采用了很多优化措施，例如：使用内存作为数据存储介质、采用单线程模型、异步 I/O 等技术，从而达到非常高的读写性能。
支持多种数据结构
Redis 不像传统关系型数据库那样只支持表格模型，它支持多种数据结构，包括字符串、列表、集合、有序集合和哈希表等，适用于不同的应用场景。
支持数据持久化
Redis 支持数据持久化，可以将内存中的数据异步地保存到硬盘上，保证数据不会在程序重启时丢失。同时，Redis 还支持 RDB 和 AOF 两种持久化方式，更加灵活可靠。
支持数据复制
Redis 支持数据复制，可以将一份数据复制到多台机器上，提高系统的可用性和可靠性。
支持分布式对象缓存
Redis 支持分布式对象缓存（Cache），可以缓存常用数据对象，避免频繁地查询数据库，提高系统的读取性能。
支持事务操作
Redis 支持事务操作，可以在一次请求中执行多个命令，从而保证在多个命令之间的数据一致性。
三、redis数据类型
数据类型解释
String： 它的值就是一个字符串
Hash： 它不是一个普通字符串，而是一个hash表, 这里用字符串表示
List： 它是一个有序的集合
Set： 它是一个无序集合，并且是不能重复的
SortedSet： 它是有序的可排序的集合，并且是不能重复的
以上五种是redis里面最常见的五种基本的数据类型。
GEO： 它是一个地理坐标，精度、尾度。
BitMap： 按位进行存储的方式，做数据统计，底层本质就是字符串。
HyperLog： 按位进行存储的方式，做数据统计，底层本质就是字符串。
以上三种是redis里面特殊类型。
①String类型
String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。
其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类:
string：普通字符串
int： 整数类型，可以做自增、自减操作
float： 浮点类型，可以做自增、自减操作
String的常见命令有 ：
SET: 添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
GET: 根据key获取String类型的value
MSET: 批量添加多个String类型的键值对
MGET: 根据多个key获取多个String类型的value
INCR: 让一个整型的key自增1
INCRBY: 让一个整型的key自增并指定步长,例如: incrby num 2让num值自增2
INCRBYFLOAT: 让一个浮点类型的数字自增并指定步长
SETNX: 添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行
SETEX: 添加一个String类型的键值对,并且指定有效期
②Hash类型
Hash类型，也叫散列，其value是一 个无序字典。
Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD。
Hash的常见命令有
HSET key field value: 添加或者修改hash类型key的field的值
HGET key field: 获取一个hash类型key的field的值
HMSET: 批量添加多个hash类型key的field的值
HMGET: 批量获取多个hash类型key的field的值
HGETALL: 获取一个hash类型的key中的所有的field和value
HKEYS: 获取一个hash类型的key中的所有的field
HVALS: 获取一个hash类型的key中的所有的value
HINCRBY: 让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
HSETNX: 添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在,否则不执行
③List类型
Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是-个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。
特征也与LinkedList类似:
有序
元素可以重复
插入和删除快
查询速度一般
List的常见命令有:
LPUSH key element… : 向列表左侧插入一个或多个元素
LPOP key: 移除并返回列表左侧的第一个元素， 没有则返回nil
RPUSH key element… : 向列表右侧插入一个或多个元素
RPOP key: 移除并返回列表右侧的第一个元素
LRANGE key star end: 返回一段角标范围内的所有元素
BLPOP和BRPOP: 与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil
④Set类型
set也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征:
无序
元素不可重复
查找快
支持交集、并集、差集等功能
Set的常见命令有:
SADD key member … : 向set中添加一个或多个元素
SREM key member .. : 移除set中的指定元素
SCARD key: 返回set中元素的个数
SISMEMBER key member: 判断一个元素是否存在于set中
SMEMBERS: 获取set中的所有元素
SINTER key1 key2 … : 求key1与key2的交集
SDIFF key1 key2 … : 求key1与key2的差集
SUNION key1 key2 ..: 求key1和key2的并集
⑤SortedSet类型
Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性,可以基于score属
性对元素排序，底层的实现是一个跳表(SkipList) 加hash表。
SortedSet具备下列特性:
可排序
元素不重复
查询速度快
SortedSet的常见命令有:
ZADD key score member: 添加一个或多个元素到sorted set，如果已经存在则更新其score值
ZREM key member: 删除sorted set中的一个指定元素
ZSCORE key member: 获取sorted set中的指定元素的score值
ZRANK key member: 获取sorted set中的指定元素的排名
ZCARD key: 获取sorted set中的元素个数
ZCOUNT key min max: 统计score值在给定范围内的所有元素的个数
ZINCRBY key increment member: 让sorted set中的指定元素自增,步长为指定的increment值
ZRANGE key min max: 按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
ZRANGEBYSCORE key min max: 按照score排序后，获取指定score范围内的元素
ZDIFF、 ZINTER、ZUNION: 求差集、交集、并集
注意: 所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可
四、常用命令
KEYS： 查看符合模板的所有key,不建议在生产环境设备上使用
DEL： 删除一个指定的key
EXISTS：判key是否存在
EXPIRE：给key设置一个有效期，有效期到期时该key会被自动删除
TTL： 查看一个key 的剩余有效期
五、redis持久化
持久化的功能：Redis是内存数据库，数据都是存储在内存中，为了避免进程退出导
致数据的永久丢失，需要定期将Redis中的数据以某种形式(数据或命令)从内存保存
到硬盘；当下次Redis重启时，利用持久化文件实现数据恢复。除此之外，为了进行
灾难备份，可以将持久化文件拷贝到一个远程位置。
Redis持久化分为RDB持久化和AOF持久化：前者将当前数据保存到硬盘，后者则
是将每次执行的写命令保存到硬盘（类似于MySQL的binlog）；
①RDB持久化
RDB全称Redis Database Backup file ( Redis数据备份文件) ,也被叫做Redis数据快照。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中。当Redis 实例故障重启后，从磁盘读取快照文件,恢复数据。
RDB执行流程
bgsave开始时会fork主进程得到子进程，子进程共享主进程的内存数据。完成fork后读取内存数据并写入RDB文件。
fork采用的是copy-on-write技术:
当主进程执行读操作时，访问共享内存。
当主进程执行写操作时，则会拷贝一份数据，执行写操作。
RDB会在什么时候执行?
默认是服务停止时。
RDB的缺点?
RDB执行间隔 时间长，两次RDB之间写入数据有丢失的风险
fork子进程、 压缩、写出RDB文件都比较耗时
②AOF持久化
将Redis执行的每次写命令记录到单独的日志文件中。
AOF 的三种策略
appendfsync always: 始终同步，每次Redis的写入都会立刻记入日志；性能较差但数据完整性比较好
appendfsync everysec: 每秒同步，每秒记入日志一次，如果宕机，本秒的数据可能丢失。
appendfsync no: redis不主动进行同步，把同步时机交给操作系统。
③****RDB持久化与AOF持久化区别
六、redis主从集群
Redis主从复制原理
数据同步原理
Master如何判断slave是不是第一次来同步数据？这里会用到两个很重要的概念：
Replication id: 简称replid，是数据集的标记，id一至则说明是同一数据集。每一个master都有唯一的replid，slave则会继承
master节点的replid
Offset: 偏移量，随着记录在repl_backlog中的数据增多而逐渐增大。Slave完成同步时也会记录当前同步的offset。如果slave
的offset小于master的offset，说明slave数据落后于master，需要更新。
后续增量同步:
-
slave节点请求增量同步
-
master节 点判断replid,发现不一致,拒绝增量同步
-
master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave
-
slave清 空本地数据,加载master的RDB
-
master将RDB期 间的命令记录在repl_baklog,并持续将log中的命令发送给slave
-
slave执行接收到的命令，保持与master之间的同步
七、redis哨兵
Redis提供了哨兵( Sentinel)机制来实现主从集群的自动故障恢复。哨兵的结构和作用如下:
监控: Sentinel会不断检查您的master和slave是否按预期工作
自动故障恢复: 如果master故障，Sentinel会将一个slave提升为master。当故障实例恢复后也以新的master为主
通知: Sentinel充当Redis客户端的服务发现来源，当集群发生故障转移时，会将最新信息推送给Redis的客户端
Sentinel基于心跳机制监测服务状态,每隔1秒向集群的每个实例发送ping命令:
主观下线: 如果某sentinel节 点发现某实例未在规定时间响应，则认为该实例主观下线。
客观下线: 若超过指定数量(quorum) 的sentinel都认为该实例主观下线， 则该实例客观下线。
①****选举新的master
一旦发现master故障, sentinel需要在salve中选择一个作为新的master,选择依据是这样的:
首先会判断slave节点与master节点断开时间长短，如果超过指定值( down-after-milliseconds * 10)则会排除该slave节点
然后判断slave节点的slave-priority值, 越小优先级越高,如果是0则永不参与选举如果slave-prority一样,则判断slave节点的
offset值,越大说明数据越新，优先级越高最后是判断slave节点的运行id大小，越小优先级越高。
②****如何实现故障转移
当选中了其中一个slave为新的master后(如：slave1),故障的转移的步骤如下：
Ⅰ、sentinel给备选的slave1节点发送slaveof no one命令，让该节点成为master
Ⅱ、sentinel给所有其它slave发送slaveof 192.168.10.200 6381 命令，让这些slave 成为新master的从节点，开始从新的
master上同步数据。
Ⅲ、最后，sentinel将故障节点标记为slave，当故障节点恢复后会自动成为新的master的slave节点
八、redis分片集群
Redis 分片集群是一种将 Redis 数据库分散到多个节点上的方式，以提供更高的性能和可伸缩性。在分片集群中，数据被分为多个片段，每个片段存储在不同的节点上，这些节点可以是物理服务器或虚拟服务器。
Redis 分片集群的主要目的是将数据分布在多个节点上，以便可以通过并行处理来提高读写吞吐量。每个节点负责处理一部分数据，并且在需要时可以进行扩展以适应更多的负载。此外，分片集群还提供了故障容错和高可用性的功能，即使其中一个节点发生故障，其他节点仍然可以继续工作。
①分片集群特征:
集群中有多个master，每个master保存不同数据
每个master都可以有多个slave节点
master之间通过ping监测彼此健康状态
客户端请求可以访问集群任意节点，最终都会被转发到正确节点
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