基于.net ,使用几种常见的NoSQL数据库

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  • 0 .net中的缓存对象
  • 1.MemCached
  • 2.Redis
  • 3.MongoDB
shanzm-2020年1月10日 10:10:10
本文只是我的一个Github仓库的自述文件，
详细的各个NoSQL的驱动API可查看 [仓库](https://github.com/shanzm/NoSQL) 中的代码

0 .net中的缓存对象

  • 因为需要向服务器多次请求相同的数据，为了减轻服务器压力，所以引入缓存。
  • 在.net中的缓存类为MemoryCache（.net 4.0引入），其继承于ObjectCache抽象类，并且实现了IEnumerable和IDisposable接口。和ASP.NET中的HttpContext.Cache对象具有相同的功能！但是MemoryCache更加通用，也是可以使用在ASP.NET中的。
  • MemoryCache对象的数据形式为键值对形式
  • MemoryCache对象可以设置缓存的时间
  • MemoryCache是存入到程序进程的内存中的，程序重启之后就没了
  • 项目若是使用的是服务器集群，那么因为程序请求不同的服务器，缓存在各个服务器中不能共享，所以数据要在不同的服务器中缓存，所以需要占用大量的内存，此时使用程序内缓存就不合适了
    所以，如果数据量比较大或者集群服务器比较多，就要用单独的分布式缓存了，也就是搞一台或者多台专门服务器保存缓存数据，所有服务器都访问分布式缓存服务器。

示例：（详见：001MemoryCache）

//添加引用：System.Runtime.Caching//新建一个缓存对象，使用默认的缓存对象MemoryCache memCache = MemoryCache.Default;//缓存以键值对的形式存储，缓存的生命期是10smemCache.Add("name", "shanzm", DateTimeOffset.Now.AddSeconds(10));

1.MemCached

  • Memcached是一个自由开源的，高性能，分布式内存对象缓存系统。

  • 使用Memcached的目的：通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度、提高可扩展性。

  • MemCached存储的数据形式是键值对的形式，可以简单的理解为一个大Dictionary<key ,value>

  • MemCached存储的数据在服务器的内存中，读取效率较高，但是客户端和服务器之间的通讯是通过网络通讯，所以效率不及使用.net中的缓存对象缓存

  • 当然也是因为MemCached存储的数据写在内存中，所以服务器重启之后则数据全部即被清空。

  • 官网上并未提供 Memcached 的 Windows 平台安装包，需要自行编译。安装包下载：推荐一个编译好的安装包

  • 注意ADO.Net只支持关系型数据库，所以在.net中使用NoSQL数据库需要自行安装驱动。

  • 注意.net下的MemCached驱动有很多，推荐使用EnyimMemcached
    NuGet:PM> Install-Package EnyimMemcached

  • MemCached中的Cas操作：（详见：003Cas操作）

简单示例：（详见：002MemCachedDemo）

//创建配置对象MemcachedClientConfiguration memConfig = new MemcachedClientConfiguration();memConfig.AddServer("127.0.0.1:11211");//若是Memcached集群，此处可以同时添加多个服务器ip地址，然后客户端根据自己的算法决定把数据写入哪个 Memcached 实例//创建MemcachedClient对象using (MemcachedClient memClient = new MemcachedClient(memConfig)){    //写入MemCached中    memClient.Store(Enyim.Caching.Memcached.StoreMode.Set, "Name", "shanzm");    memClient.Store(Enyim.Caching.Memcached.StoreMode.Set, "Age", "100");    //读取数据    string name = memClient.Get<string>("Name");    if (name == null)    {        Console.WriteLine("无缓存");    }    else    {        Console.WriteLine(name);    }    //删除数据    Console.WriteLine(memClient.Get<string>("Age"));    memClient.Remove("Age");    if (null == memClient.Get<string>("Age"))    {        Console.WriteLine("已经将Key为Age的数据从MemCached服务器中清除");    }    Console.ReadKey();}
  • 关于MemCached集群：

    • memcached 重启之后短时间内大量的请求会涌入数据库，给数据库造成压力，解决这个的方法就是使用集群，有多台 Memcached 服务器提供服务
    • Memcached 服务器的“雪崩”问题：如果所有缓存设置过期时间一样，那么每隔一段时间就会造成一次数据库访问的高峰。解决方法：缓存时间设置不一样，比如加上一个随机数。
    • Memcached 的集群实现很简单，集群节点直接不进行通讯、同步，只要在多个服务器上启动多个Memcached 服务器即可，客户端决定把数据写入不同的实例，不搞主从复制，每个数据库实例保存一部分内容

2.Redis

  • Redis是完全开源免费的，是一个高性能的key-value数据库

  • 相对于MemCached等NoSQL数据库其有如下特点：

    • Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
    • Redis 中value数据类型有6种，同字符串(String), 哈希(Hash), 列表(list), 集合(set) 和 有序集合(sorted set)，经纬度(geo，仅限Redis3.2以上版本)
    • Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

  • Redis的所有操作都是原子性的( Atomicity)，即和SQL中的事务一样：要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。

  • Redis与MemCached对比：

    • Redis是单线程的，因此单个Redis实例只能使用一个CPU核，无法发挥CPU的所有性能，亦是如此，所以一台服务器上可以运行多个Redis实例，不同实例监听不同的端口，再组成集群。对比于MemCached，MemCached是多线程的，可以充分的利用CPU多核的性能
    • MemCached保存的键值对的value只能是字符串类型，对象类型只能序列化为Json字符串
    • Redis会把数据写入磁盘，而Memcached只写入内存，重启即清空。
    • 简而言之：Memcached 只能当缓存服务器用，也是最合适的；Redis 不仅可以做缓存服务器（性能没有 Memcached 好），还可以存储业务数据。

  • 虽然Redis是默认有16个数据库，但是因为单线程的原因，不同的项目使用同一个Redis实例的不同库，效率不高，所以一般一个项目使用一个Redis实例，使用默认的db0库，即该实例的第一个库（索引为0）

  • 注意：Redis和MemCached一样，所有的键值对数据都是存放在一个库中（即数据不隔离），不同项目，不同程序，只要是使用的是同一个服务器，则他们的数据都存放在一个库中，所以存放数据的时候要注意key的命名方式，防止重复，造成对已存入的数据的覆盖。

  • 安装Redis（官方无windows版，微软自己维护一个开源版本）

  • 常用的命令：参考

  • 安装Redis GUI客户端：RedisDesktopManager （推荐一个cracked 2019.5版本）

  • Redis在.net下的驱动也多个，ServiceStack.Redis 和StackExchange.Redis(推荐)
    NuGet:PM>Install-Package StackExchange.Redist（注意其所支持的dotnet版本）
    官方地址

  • Redis中的六种数据类型的具体操作及使用案例

    005使用Redis计算新闻点击量
    006Redis中的list使用
    007模拟注册发送邮件验证
    008Redis中的set使用
    009Redis中的sorted set使用
    010Redis中使用sorted set实现热搜
    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实现随机分红包

简单示例：(详见：004RedisDemo)

//注意此处我们使用异步方法using (ConnectionMultiplexer conn = await ConnectionMultiplexer.ConnectAsync("127.0.0.1:6379")){    //默认是0号数据库，若是其他数据库，如3号数据库，conn.GetDatabase(3)    IDatabase db = conn.GetDatabase();    //写入数据    await db.StringSetAsync("Name", "张三", TimeSpan.FromSeconds(10));    //批量写入(使用Redis中Batch对象 见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);    //读取数据(查询不到数据返回为null)    string name = await db.StringGetAsync("Name");    string A = await db.StringGetAsync("A");    //删除数据    db.KeyDelete("A");    //判断是否存在某条数据    if (!db.KeyExists("A"))    {        MessageBox.Show("已删除Key值为‘A’的数据");    }    //对已经存储的数据设置过期时间    db.KeyExpire("B", TimeSpan.FromSeconds(10));}

3.MongoDB

  • MongoDB 是一个面向文档存储的数据库，即文档型数据库。存储方式也是key-value，其中value只能是“文档”，在MongoDB中的文档类似于Json对象。（其中的数据以"filed ：value"书写）

  • 因为数据是和Json类似的字符串（其实我感觉就是Json字符串），所以不需要预先定义表结构，同一个“表”中可以保存多个格式的数据。

  • Mongodb 没有“数据一致性检查”、“事务”等，不适合存储对数据事务要求高（比如金融）的数据；只适合放非关键性数据（比如日志或者缓存）。

  • 注意MongoDB中我们所说的表即其中的Collection

  • 安装MongoDB（官方地址）

  • 安装MongoDB GUI客户端：Robo3T

  • 注意.net中的MongoDB的驱动，有微软官方开发：
    NuGet:PM>Install-Package MongoDB.Driver -Version 2.5.0
    (注意默认安装最新版本可能会报错
    亲测2.5.0版本和 .net Framework版本是4.6.1完美支持)

  • MongoDB中的完整的增删改查，见：017MongoDB中的CURD

简单示例：（详见：016MongoDBDemo）

//连接MongoDB服务，创建对象MongoClient client = new MongoClient("mongodb://127.0.0.1:27017");//获取名为：TestDb1的数据库，若是没有则创建！IMongoDatabase db = client.GetDatabase("TestDb1");//获取名为名为Personsde表（collection可以理解为表）若是没有则创建！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会对Age默认填充为0persons.InsertOne(p1);persons.InsertOne(p2);
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