基于.net ,使用幾種常見的NoSQL資料庫

目錄

• 0 .net中的快取物件
• 1.MemCached
• 2.Redis
• 3.MongoDB

• 示例完整原始碼地址

0 .net中的快取物件

• 因為需要向服務器多次請求相同的資料，為了減輕服務器壓力，所以引入快取，
• 在.net中的快取類為MemoryCache（.net 4.0引入），其繼承于ObjectCache抽象類，并且實作了IEnumerable和IDisposable介面，和ASP.NET中的HttpContext.Cache物件具有相同的功能！但是MemoryCache更加通用，也是可以使用在ASP.NET中的，
• MemoryCache物件的資料形式為鍵值對形式
• MemoryCache物件可以設定快取的時間
• MemoryCache是存入到程式行程的記憶體中的，程式重啟之后就沒了
• 專案若是使用的是服務器集群，那么因為程式請求不同的服務器，快取在各個服務器中不能共享，所以資料要在不同的服務器中快取，所以需要占用大量的記憶體，此時使用程式內快取就不合適了
  所以，如果資料量比較大或者集群服務器比較多，就要用單獨的分布式快取了，也就是搞一臺或者多臺專門服務器保存快取資料，所有服務器都訪問分布式快取服務器，

示例：（詳見：001MemoryCache）

//添加參考：System.Runtime.Caching
//新建一個快取物件，使用默認的快取物件
MemoryCache memCache = MemoryCache.Default;
//快取以鍵值對的形式存盤，快取的生命期是10s
memCache.Add("name", "shanzm", DateTimeOffset.Now.AddSeconds(10));

1.MemCached

• Memcached是一個自由開源的，高性能，分布式記憶體物件快取系統，

• 使用Memcached的目的：通過快取資料庫查詢結果，減少資料庫訪問次數，以提高動態Web應用的速度、提高可擴展性，

• MemCached存盤的資料形式是鍵值對的形式，可以簡單的理解為一個大Dictionary<key ,value>

• MemCached存盤的資料在服務器的記憶體中，讀取效率較高，但是客戶端和服務器之間的通訊是通過網路通訊，所以效率不及使用.net中的快取物件快取

• 當然也是因為MemCached存盤的資料寫在記憶體中，所以服務器重啟之后則資料全部即被清空，

• 官網上并未提供 Memcached 的 Windows 平臺安裝包，需要自行編譯，安裝包下載：推薦一個編譯好的安裝包

• 注意ADO.Net只支持關系型資料庫，所以在.net中使用NoSQL資料庫需要自行安裝驅動，

• 注意.net下的MemCached驅動有很多，推薦使用EnyimMemcached
  NuGet:PM> Install-Package EnyimMemcached

• MemCached中的Cas操作：（詳見：003Cas操作）

簡單示例：（詳見：002MemCachedDemo）

//創建配置物件
MemcachedClientConfiguration memConfig = new MemcachedClientConfiguration();
memConfig.AddServer("127.0.0.1:11211");
//若是Memcached集群，此處可以同時添加多個服務器ip地址，然后客戶端根據自己的演算法決定把資料寫入哪個 Memcached 實體

//創建MemcachedClient物件
using (MemcachedClient memClient = new MemcachedClient(memConfig))
{
    //寫入MemCached中
    memClient.Store(Enyim.Caching.Memcached.StoreMode.Set, "Name", "shanzm");
    memClient.Store(Enyim.Caching.Memcached.StoreMode.Set, "Age", "100");

    //讀取資料
    string name = memClient.Get<string>("Name");
    if (name == null)
    {
        Console.WriteLine("無快取");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine(name);
    }

    //洗掉資料
    Console.WriteLine(memClient.Get<string>("Age"));
    memClient.Remove("Age");
    if (null == memClient.Get<string>("Age"))
    {
        Console.WriteLine("已經將Key為Age的資料從MemCached服務器中清除");

    }
    Console.ReadKey();
}

• 關于MemCached集群：
  • memcached 重啟之后短時間內大量的請求會涌入資料庫，給資料庫造成壓力，解決這個的方法就是使用集群，有多臺 Memcached 服務器提供服務
  • Memcached 服務器的“雪崩”問題：如果所有快取設定過期時間一樣，那么每隔一段時間就會造成一次資料庫訪問的高峰，解決方法：快取時間設定不一樣，比如加上一個亂數，
  • Memcached 的集群實作很簡單，集群節點直接不進行通訊、同步，只要在多個服務器上啟動多個Memcached 服務器即可，客戶端決定把資料寫入不同的實體，不搞主從復制，每個資料庫實體保存一部分內容

2.Redis

• Redis是完全開源免費的，是一個高性能的key-value資料庫

• 相對于MemCached等NoSQL資料庫其有如下特點：

  • Redis支持資料的持久化，可以將記憶體中的資料保存在磁盤中，重啟的時候可以再次加載進行使用，
  • Redis 中value資料型別有6種，同字串(String), 哈希(Hash), 串列(list), 集合(set) 和 有序集合(sorted set)，經緯度(geo，僅限Redis3.2以上版本)
  • Redis支持資料的備份，即master-slave模式的資料備份，

• Redis的所有操作都是原子性的( Atomicity)，即和SQL中的事務一樣：要么成功執行要么失敗完全不執行，單個操作是原子性的，多個操作也支持事務，即原子性，通過MULTI和EXEC指令包起來，

• Redis與MemCached對比：

  • Redis是單執行緒的，因此單個Redis實體只能使用一個CPU核，無法發揮CPU的所有性能，亦是如此，所以一臺服務器上可以運行多個Redis實體，不同實體監聽不同的埠，再組成集群，對比于MemCached，MemCached是多執行緒的，可以充分的利用CPU多核的性能
  • MemCached保存的鍵值對的value只能是字串型別，物件型別只能序列化為Json字串
  • Redis會把資料寫入磁盤，而Memcached只寫入記憶體，重啟即清空，
  • 簡而言之：Memcached 只能當快取服務器用，也是最合適的；Redis 不僅可以做快取服務器（性能沒有 Memcached 好），還可以存盤業務資料，

• 雖然Redis是默認有16個資料庫，但是因為單執行緒的原因，不同的專案使用同一個Redis實體的不同庫，效率不高，所以一般一個專案使用一個Redis實體，使用默認的db0庫，即該實體的第一個庫（索引為0）

• 注意：Redis和MemCached一樣，所有的鍵值對資料都是存放在一個庫中（即資料不隔離），不同專案，不同程式，只要是使用的是同一個服務器，則他們的資料都存放在一個庫中，所以存放資料的時候要注意key的命名方式，防止重復，造成對已存入的資料的覆寫，

• 安裝Redis（官方無windows版，微軟自己維護一個開源版本）

• 常用的命令：參考

• 安裝Redis GUI客戶端：RedisDesktopManager （推薦一個cracked 2019.5版本）

• Redis在.net下的驅動也多個，ServiceStack.Redis 和StackExchange.Redis(推薦)
  NuGet:PM>Install-Package StackExchange.Redist（注意其所支持的dotnet版本）
  官方地址

• Redis中的六種資料型別的具體操作及使用案例

  005使用Redis計算新聞點擊量
  006Redis中的list使用
  007模擬注冊發送郵件驗證
  008Redis中的set使用
  009Redis中的sorted set使用
  010Redis中使用sorted set實作熱搜
  011Redis中使用hash使用
  012Redis中的geo使用(注意只支持最新版本的Redis)
  015Redis實作隨機分紅包

簡單示例：(詳見：004RedisDemo)

//注意此處我們使用異步方法
using (ConnectionMultiplexer conn = await ConnectionMultiplexer.ConnectAsync("127.0.0.1:6379"))
{
    //默認是0號資料庫，若是其他資料庫，如3號資料庫，conn.GetDatabase(3)
    IDatabase db = conn.GetDatabase();

    //寫入資料
    await db.StringSetAsync("Name", "張三", TimeSpan.FromSeconds(10));

    //批量寫入(使用Redis中Batch物件 見013Redis的批量操作)
    KeyValuePair<RedisKey, RedisValue>[] kvs = new KeyValuePair<RedisKey, RedisValue>[3];

    kvs[0] = new KeyValuePair<RedisKey, RedisValue>("A", "a");
    kvs[1] = new KeyValuePair<RedisKey, RedisValue>("B", "b");
    kvs[2] = new KeyValuePair<RedisKey, RedisValue>("C", "c");
    await db.StringSetAsync(kvs);

    //讀取資料(查詢不到資料回傳為null)
    string name = await db.StringGetAsync("Name");
    string A = await db.StringGetAsync("A");

    //洗掉資料
    db.KeyDelete("A");

    //判斷是否存在某條資料
    if (!db.KeyExists("A"))
    {
        MessageBox.Show("已洗掉Key值為‘A’的資料");
    }

    //對已經存盤的資料設定過期時間
    db.KeyExpire("B", TimeSpan.FromSeconds(10));
}

3.MongoDB

• MongoDB 是一個面向檔案存盤的資料庫，即檔案型資料庫，存盤方式也是key-value，其中value只能是“檔案”，在MongoDB中的檔案類似于Json物件，（其中的資料以"filed ：value"書寫）

• 因為資料是和Json類似的字串（其實我感覺就是Json字串），所以不需要預先定義表結構，同一個“表”中可以保存多個格式的資料，

• Mongodb 沒有“資料一致性檢查”、“事務”等，不適合存盤對資料事務要求高（比如金融）的資料；只適合放非關鍵性資料（比如日志或者快取），

• 注意MongoDB中我們所說的表即其中的Collection

• 安裝MongoDB（官方地址）

• 安裝MongoDB GUI客戶端：Robo3T

• 注意.net中的MongoDB的驅動，有微軟官方開發：
  NuGet:PM>Install-Package MongoDB.Driver -Version 2.5.0
  (注意默認安裝最新版本可能會報錯
  親測2.5.0版本和 .net Framework版本是4.6.1完美支持)

• MongoDB中的完整的增刪改查，見：017MongoDB中的CURD

簡單示例：（詳見：016MongoDBDemo）

//連接MongoDB服務，創建物件
MongoClient client = new MongoClient("mongodb://127.0.0.1:27017");
//獲取名為：TestDb1的資料庫，若是沒有則創建！
IMongoDatabase db = client.GetDatabase("TestDb1");
//獲取名為名為Personsde表（collection可以理解為表）若是沒有則創建！
IMongoCollection<Person> persons = db.GetCollection<Person>("Persons");


Person p1 = new Person() { Id = 0001, Name = "shanzm", Age = 25 };
Person p2 = new Person() { Id = 002, Name = "shanzm" };//MongoDB會對Age默認填充為0

persons.InsertOne(p1);
persons.InsertOne(p2);

標籤：NoSQL

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