云数据库服务¶
云数据库是云计算的重要组成部分，它提供了一种在互联网上存储、管理和处理数据的方式。
1. 数据库基础介绍¶
1.1. 企业在数据存储管理中面临的挑战¶
数据库的定义：
什么是数据库的定义？数据库系统的架构是怎么样的？
数据库的发展史：
- 1950 年代：人工管理
- 1960 年代：文件系统
- 1970 年代：数据库系统
- 20世纪末：层次型数据库、网状型数据库、关系型数据库、面向对象数据库
- 21世纪：NoSQL、NewSQL
数据库管理面临的挑战：
- 数据类型多样性和异构处理能力
- 高度的可扩展性和可伸缩性
- 数据处理的时效性要求
- 大数据时代
数据库管理面临挑战的 5V 特性。
1.2. 数据库类型¶
数据分类：
- 结构化数据
- 非结构化数据
- 半结构化数据
关系型数据库和非关系型数据库的区别。
1.3. 关系型数据库简介¶
数据库及数据库实例：
-
什么是数据库
-
什么是数据库实例？
- 数据库实例是访问数据库的通道
多实例和分布式集群：
-
什么是多实例
-
什么是分布式集群
关系型数据库结构：
-
概念
-
数据存储和查询的执行过程
一些关系型数据库的概念：
- 模式（Schema）
- 表空间（Tablespce）
- 数据库对象
- 表（Table）
- 视图（View）
- 索引（Index）
- 序列（Sequence）
- 存储过程（Store Procedure）
- 函数（Function）
- 事物（Transaction）
MySQL 内存结构和物理结构：
了解以 MySQL 为例的关系型数据库的内存结构和物理结构，处理引擎以 InnoDB为主。
MySQL 主从架构：
了解 MySQL 的主从复制工作过程。
1.4. 非关系型数据库简介¶
关系型数据库的不足：
- 无法适应多变的数据结构
- 高并发读写的瓶颈
- 可扩展性的限制
如何解决关系型数据库在大数据时代的问题：
- 放松数据一致性要求
- 改变固定的表结构
- 去除事物、关联等复杂操作
NoSQL 应运而生啦。
-
什么是 NoSQL ？
-
NoSQL 的几个关键特性？
NoSQL 数据库的几个关键特点：
- 灵活性
- 可扩展性
- 高性能
- 功能强大
NoSQL 数据库应用场景：
- 键值数据库
- 文档数据库
- 向量数据库
- 其他数据库：图形数据库、时间序列数据库、搜索引擎数据库、列式数据库
2. 云数据库¶
2.1. 云数据库产品介绍¶
云数据库的概念：
什么是云数据库？云数据库的特点？
腾讯云数据库与自建数据库的对比。
2.2. 云数据库架构原理¶
基本概念：
- 实例
- 分片
- 集群
- 节点组
- 主机/从机
- 数据库引擎
基本架构：
- 如果只有一个 SET，SQL 引擎只负责透传 SQL，就是一个关系型实例
- 如果存在多个 SET，且 SQL 引擎启动分布式模式，就是一个分布式实例
SQL 引擎：
- SQL 引擎位于接入层置，没有主备之分，要求多节点部署以实现容灾
- 属于 CPU 密集型服务，机器的 CPU 要求最高，其次是内存
- SQL 引擎是由腾讯自研 proxy 发展过来，因此相关功能、文档英文简称 proxy
DB 模块：
- DB 节点上部署数据库服务，属于 I/O 密集型服务，对机器 I/O 要求高，建议配置 SSD 硬盘
- Agent 属于旁路模块，主要承担 DB 的状态监控，存活检测以及其他功能性任务的执行
- 一个 SET 内的主节点和从节点基于 MySQL 的 replication 复制协议，实现主备同步
- 目前 DB 内核可以提供兼容 MariaDB 和 MySQL 两个版本
数据一致性：
- 数据复制方式
- 强同步（不可退化）
- 强同步（可退化）
- 异步
高可用方案：
透明故障转移
可扩展性：
弹性扩展性能和容量
数据备份：
实例默认均开启备份并备份 7 天，需用户手动设置。如果设置了保存 7 天，那么仅能恢复到 7 天以内。
读写分离：
- 代码添加注释
/*slave*/ - 添加只读账号
- 只读实例（不参与高可用）
高安全性：
- 事前
- 事中
- 事后
2.3. 云数据库分布式原理¶
水平分表：
- 水平分表 - 拆分
- 水平分表 - 查询
- 水平分表 - 更新
2.4. 云数据库 TDSQL¶
看文档。
3. NoSQL 数据库¶
3.1. 内存数据库 Redis¶
Redis 简介：
什么是 Redis？Redis 的功能特性有哪些？
Redis 应用场景：
- 缓存（Cache）
- 会话存储（Session）
- 发布订阅（Pub/Sub）
- 排行榜（Rank/Leaderboard）
Redis 演进过程：
单机 Redis - 持久化 - 主从复制 - 哨兵系统 - 读写分离 - 分片集群 - Redis Cluster - 代理层 - 多线程
Redis 架构原理：
- 代理层
- 分片集群
- 哨兵系统
- 路由机制
了解 Redis 架构原理。
Redis 读写分离：
了解读写分离的基本原理。
Redis 数据持久化：
- AOF
- RDB
- 混合持久化
过期策略和淘汰机制：
- 过期策略：定期删除、惰性删除
- 淘汰机制：6种
Redis 数据类型：
- strings
- linked lists
- sets of strings
- sorted sets of strings
- hash tables
Redis 基础操作：
-
常用操作命令：
info,select,dbsize,keys *,type key,flushdb,flushall,exists key,del key1 key2,randomkey,rename oldkey newkey,renamenx oldkey newkey,expire key seconds,ttl key -
String 基本操作：
set key value,get key,mset key1 value1 ... keyN valueN,mget key1 ... keyN,incr key,decr key,flushall,incrby key integer,decrby key integer -
List 基本操作：
lpush key string,rpush key sting,llen key,lrange key start end,ltrim key start end,lset key index value,lrem key count value,lpop key,rpop key -
Set 基本操作：
sadd key member,smembers key,srem key member,spop key,srandmember key,smove srckey dstkey member,scard key,sismember key member
3.2. 文档数据库 MongoDB¶
MongoDB 简介：
什么是 MongoDB？MongoDB 的功能特性有哪些？
MongoDB 的特点：
- 易扩展性
- 高性能
- 高伸缩性
- 存储动态性
- 速度与持久型
MongoDB 的相关概念：
存储结构：
- 文档
- 集合
- 数据库
MongoDB 的副本集架构：
- 数据多副本
- 只有 Primary 是可读可写的
- 读写分离
- 节点直接互有心跳
MongoDB 常见数据类型：
- object id
- string
- boolean
- integer
- double
- arrays
- object
- null
- timestamp
- date
MongoDB 的常见操作：
-
数据库基本操作：
show database,use database,db.dropDatabase(), -
集合基本操作：
show collections,db.createCollection("集合名称"),db.集合名称.drop() -
文档基本操作：
db.collection.insert({key1:value1,key2:value2}),db.collection.update({key1:value1,key2:value2}),db.collection.find(),db.collection.deleteMany({}),db.collection.remove({}),db.collection.deleteOne({key:value}),db.collection.createIndex(keys,option)
3.3. 腾讯云 NoSQL¶
看文档。