Redis及配置
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关系型数据库与非关系型数据库
概述
1、关系型数据库
2、非关系型数据库
关系型数据库和非关系型数据库区别
1、数据存储方式不同
2、扩展方式不同
3、对事务性的支持不同
总结
关系型数据库
非关系型数据库
Redis概述
缓存概述
系统缓存
DNS缓存
应用层缓存
数据层缓存
硬件缓存
redis优点
单线程
redis快的原因
redis应用场景
Redis部署
编辑 Redis 服务控制
redis相关命令
redis-cli命令行工具
redis-benchmark测试工具
示例：
redis数据库常用命令
设置和清除密码
redis多数据库操作
多数据库间切换select
多数据库之间移动数据
清除数据库内的数据
关系型数据库与非关系型数据库
概述
1、关系型数据库
关系型数据库是一个结构化的数据库，创建在关系模型 (二维表格模型) 基础上，一般面向于记录。 SQL语句 (标准数据查询语言) 就是一种基于关系型数据库的语言，用于执行对关系型数据库中数据的检索和操作。 主流的关系型数据库包括Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2等。
2、非关系型数据库
NoSQL (NoSQL=NotOnlySQL)，意思是“不仅仅是SQL”，是非关系型数据库的总称。 除了主流的关系型数据库外的数据库，都认为是非关系型。 主流的 NoSQL 数据库有Redis、 MongBD、 Hbase、 Memcached 等。
关系型数据库和非关系型数据库区别
1、数据存储方式不同
关系型和非关系型数据库的主要差异是数据存储的方式。
- 关系型数据天然就是表格式的，因此存储在数据表的行和列中。数据表可以彼此关联协作存储，也很容易提取数据。
- 非关系型与其相反，数据不适合存储在数据表的行和列中，而是大块组合在一起。非关系型数据通常存储在数据集中，就像文档、键值对或者图结构。你的数据及其特性是选择数据存储和提取方式的首要影响因素。
- 关系型:依赖于关系模型E-R图，同时以表格式的方式存储数据 非关系型:除了以表格形式存储之外，通常会以大块的形式组合在一一起进行存储数据
2、扩展方式不同
SQL和NoSQL数据库最大的差别可能是在扩展方式上，要支持日益增长的需求当然要扩展。
- 要支持更多并发量，SQL数据库是纵向扩展，也就是说提高处理能力，使用速度更快速的计算机，这样处理相同的数据集就更快了。因为数据存储在关系表中，操作的性能瓶颈可能涉及很多个表，这都需要通过提高计算机性能来客服。虽然SQL数据库有很大扩展空间，但最终肯定会达到纵向扩展的上限。
- 而NoSQL数据库是横向扩展的。因为非关系型数据存储天然就是分布式的，NoSQL数据库的扩展可以通过给资源池添加更多普通的数据库服务器(节点) 来分担负载。
- 关系:纵向提高硬件配置，比如换更高性能的CPU、加CPU核数、硬盘、磁盘IO、内存条。(天然表格式)
- 非关系:横向加服务器(天然分布式)
3、对事务性的支持不同
- 如果数据操作需要高事务性或者复杂数据查询需要控制执行计划，那么传统的SQL数据库从性能和稳定性方面考虑是最佳选择。SQL数据库支持对事务原子性细粒度控制，并且易于回滚事务。虽然
- NoSQL数据库也可以使用事务操作，但稳定性方面没法和关系型数据库比较，所以它们真正闪亮的价值是在操作的扩展性和大数据量处理方面。
- 关系型:特别适合高事务性要求和需要控制执行计划的任务 非关系:此处会稍显弱势，其价值点在于读写性能好、高扩展性和大数据量处理方面
总结
关系型数据库和非关系型数据库都有各自的特点与应用场景，两者紧密结合将会给web2.0数据库发展带来新思路；让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障，非关系型数据库关注在存储和高效率上。例如，在读写分离的MySQL数据库环境中，可以把经常访问的数据（即高热数据）存储在非关系型数据库中，提升访问速度。
关系型数据库
- 实例-->数据库-->表(table)-->记录行(row)、数据字段(column)
1、安全性高（持久化）
2、事务处理能力强
3、任务控制能力强
4、可以做日志备份、恢复、容灾的能力更强一些
非关系型数据库
- 实例--->数据库--->集合(collection)--->键值对(key-value)
- 非关系型数据库不需要手动建数据库和集合（表）
1、数据保存在缓存中，利于读取速度/查询数据
2、架构中位置灵活
3、分布式、扩展性高
Redis概述
redis是一个开源的，使用C语言编写的nosql数据库，redis服务器程序是单进程模型。
redis是基于内存运行并支持持久化（支持存储在磁盘），采用key-value（键值对）的存储形式，是目前分布式架构中不可或缺的一环。
redis服务在一台服务器上可以同时启动多个redis进程，redis的实际处理速度完全依靠于主进程的执行效率。
- 若在服务器上只允许一个redis进程，当多个客户端同时访问时，服务器的处理能力是会有一定程度的下降。
- 若在同一个服务器上开启多个redis进程，redis在提高并发处理能力的同时会给服务器的cpu造成很大的压力。在实际生产环境中，需要根据实际的需求来决定开启多少个redis进程。（一般建议开启2个，用作备份和抗高并发）
- 若对高并发要求更高一些，可能会考虑在同一服务器上开启多个进程。若cpu资源比较紧张，采用单进程即可。
缓存概述
缓存是为了调节速度不一致的两个或多个不同的物质的速度，在中间对速度较慢的一方起到加速作用，比如CPU的一级、二级缓存是保存了CPU最近经常访问的数据，内存是保存CPU经常访问硬盘的数据，而且硬盘也有大小不一的缓存，甚至是物理服务器的raid 卡有也缓存，都是为了起到加速CPU 访问硬盘数据的目的，因为CPU的速度太快了，CPU需要的数据由于硬盘往往不能在短时间内满足CPU的需求，因此CPU缓存、内存、Raid 卡缓存以及硬盘缓存就在一定程度上满足了CPU的数据需求，即CPU 从缓存读取数据可以大幅提高CPU的工作效率。
系统缓存
buff与cache
- buff
缓冲也叫写缓冲，一般用于写操作，可以将数据先写入内存再写入磁盘，buffer 一般用于写缓冲，用于解决不同介质的速度不一致的缓冲，先将数据临时写入到里自己最近的地方，以提高写入速度，CPU会把数据先写到内存的磁盘缓冲区，然后就认为数据已经写入完成看，然后由内核在后续的时间在写入磁盘，所以服务器突然断电会丢失内存中的部分数据。
- cache
缓存也叫读缓存，一般用于读操作，CPU读文件从内存读，如果内存没有就先从硬盘读到内存再读到CPU，将需要频繁读取的数据放在里自己最近的缓存区域，下次读取的时候即可快速读取。
缓存保存位置及分层结构
- 用户层: 浏览器DNS缓存,应用程序DNS缓存,操作系统DNS缓存客户端
- 代理层: CDN,反向代理缓存
- Web层: Web服务器缓存
- 应用层 : 页面静态化
- 数据层: 分布式缓存,数据库
- 系统层: 操作系统cache
- 物理层: 磁盘cache, Raid Cache
DNS缓存
浏览器的DNS缓存默认为60秒，即60秒内访问同一个域名就不在进行DNS解析
应用层缓存
- Nginx、PHP等web服务可以设置应用缓存以加速响应用户请求，另外有些解释性语言，比如：PHP/Python/Java不能直接运行，需要先编译成字节码，但字节码需要解释器解释为机器码之后才能执行，因此字节码也是一种缓存，有时候还会出现程序代码上线后字节码没有更新的现象。所以一般上线新版前,需要先将应用缓存清理,再上线新版。
- 另外可以利用动态页面静态化技术,加速访问,比如:将访问数据库的数据的动态页面,提前用程序生成静态页面文件html 电商网站的商品介绍,评论信息非实时数据等皆可利用此技术实现。
数据层缓存
- 分布式缓存服务
redis
memcached
- 数据库
mysql查询缓存
innodb缓存、myisam缓存
硬件缓存
-
CPU缓存(L1的数据缓存和L1的指令缓存)、二级缓存、三级缓存
-
磁盘缓存:Disk Cache
-
磁盘阵列缓存: Raid Cache,可使用电池防止断电丢失数据
redis优点
1、具有极高的数据读写速度：数据读取的速度最高可达到110000次/s，数据写入速度最高可达到81000次/s。、
2、支持丰富的数据类型:支持key-value、 Strings、Lists、Hashes ( 散列值)、Sets及OrderedSets等数据类型操作。
- string 字符串(可以为整形、浮点和字符型，统称为元素)
- list列表:(实现队列，元素不唯一，先入先出原则)
- set 集合:(各不相同的元素)
- hash hash散列值:( hash的key必须是唯一的)
- set /ordered sets集合/有序集合
3、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。
4、原子性: Redis所有 操作都是原子性的。（支持事务，所有操作都作为事务）
5、支持数据备份:即master-salve 模式的数据备份。（支持主从复制）
单线程
redis6.0版本之前都是单线程方式处理用户的请求；在6.0中新增加的多线程也只是针对处理网络请求过程采用了多线程，而数据的读写命令，仍然是单线程处理的。
redis快的原因
- redis是一款纯内存结构，避免了磁盘I/o等耗时操作。
- redis命令处理的核心模块为单线程，减少了锁竞争，以及频繁创建线程和销毁线程的代价，减少了线程上下文切换的消耗。
- 采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率。
redis应用场景
-
Session 共享：常见于web集群中的Tomcat或者PHP中多web服务器session共享
-
缓存：数据查询、电商网站商品信息、新闻内容
-
计数器：访问排行榜、商品浏览数等和次数相关的数值统计场景
-
微博/微信社交场合：共同好友,粉丝数,关注,点赞评论等
-
消息队列：ELK的日志缓存、部分业务的订阅发布系统
-
地理位置: 基于GEO(地理信息定位),实现摇一摇,附近的人,外卖等功能
Redis部署
1、关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 02、安装依赖包
yum install -y gcc gcc-c++ make3、解压缩包
cd /opt
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/4、安装redis5.0.7
cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
#由于Redis源码包中直接提供了Makefile 文件，所以在解压完软件包后，不用先执行./configure 进行配置，可直接执行make与make install命令进行安装5、执行软件包提供的install_server.sh脚本文件设置redis服务所需要的相关配置文件
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
....... #一直回车.
Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server
#需要手动修改为 /usr/local/redis/bin/redis-server 注意要一次性正确输入
#/usr/local/redis/bin/redis-server
6、把redis的可执行程序文件放入路径环境变量的目录中便于系统识别
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/7、检查redis是否启动
ss -natp |grep redis
修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.10.23 #70行，添加 监听的主机地址
port 6379 #93行，Redis默认的监听端口
daemonize yes #137行，启用守护进程
pidfile /var/run/redis_6379.pid #159行，指定 PID 文件
loglevel notice #167行，日志级别
logfile /var/log/redis_6379.log #172行，指定日志文件
重启下再看下
/etc/init.d/redis_6379 restart
ss -natp |grep redis
Redis 服务控制
- /etc/init.d/redis_6379 stop 停止
- /etc/init.d/redis_6379 start 启动
- /etc/init.d/redis_6379 restart 重启
- /etc/init.d/redis_6379 status 状态
redis相关命令
rdb 和 aof 是redis服务中持久化功能的两种形式
redis-cli 常用于登录到redis数据库
| Redis命令工具 | 功能 |
|---|---|
| redis-server | 用于启动redis的工具 |
| redis-benchmark | 用于检测redis在本机的运行效率 |
| redis-check-aof | 修复AOF持久化文件 |
| redis-check-rdb | 修复ROB持久化文件 |
| redis-cli | redis命令行工具 |
redis-cli命令行工具
语法
redis-cli -h host -p port -a password
选项
- -h： 指定远程主机
- -p： 指定redis 服务的端口号
- -a： 指定密码，未设置数据库密码可以省略-a
- -n： 指定进入库的序列号
#-a若不添加任何选项表示使用127.0.0.1:6379连接本机上的redis数据库
redis-benchmark测试工具
redis-benchmark是官方自带的redis性能测试工具，可以有效的测试redis服务的性能
语法
redis-benchmark [选项] [选项值]
选项
- -h ：指定服务器主机名。
- -p ：指定服务器端口。
- -s ：指定服务器 socket
- -c ：指定并发连接数。
- -n ：指定请求数。
- -d ：以字节的形式指定 SET/GET 值的数据大小。
- -k ：1=keep alive 0=reconnect 。
- -r ：SET/GET/INCR 使用随机 key, SADD 使用随机值。
- -P ：通过管道传输
请求。 - -q ：强制退出 redis。仅显示 query/sec 值。
- --csv ：以 CSV 格式输出。
- -l ：生成循环，永久执行测试。
- -t ：仅运行以逗号分隔的测试命令列表。
- -I ：Idle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待。
示例：
向 IP 地址为 192.168.10.23、端口为 6379 的 Redis 服务器发送 100 个并发连接与 100000 个请求测试性能
redis-benchmark -h 192.168.247.140 -p 6379 -c 100 -n 100000
测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.247.140 -p 6379 -q -d 100
测试本机上 Redis 服务在进行 set 与 lpush 操作时的性能
redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
redis数据库常用命令
| 命令 | 作用 |
|---|---|
| set | 存放数据 |
| get | 获取数据 |
| keys * | 查看所有的key |
| keys k？ | 查看k开头后面任意 |
| exists | 判断键是否存在（存在1，不存在0） |
| del | 删除键 |
| type | 查看键对应的value值类型 |
| rename key1 key2 | 改名，不管key2是否存在都会改名成功。如果存在，key1的值会覆盖key2的值 |
| renamenx key1 key2 | 改名，若key2不存在，可以改名成功。若key2存在则不进行改名 |
| dbsize | 查看当前数据库中key的数目 |
set、get设置和获取键的值
keys获取键值列表
exists判断键是否存在
del删除当前数据库指定key
type可以获取key对应的value值类型
rename重命名
进行重命名时，无论目标key是否存在都会进行重命名，源key的值会覆盖目标key的值
renamenx
对已有key进行重命名，检测新名是否存在，如果目标key存在则不进行重命名(不覆盖）
dbsize查看键数目
查看当前数据库中key的数目
设置和清除密码
1、设置和查看密码
使用 config set requirepass ‘password’ 设置密码（一旦设置密码，须先验证通过密码，否则所有操作不可用）
使用 config get requirepass 命令查看密码
2、清空密码
使用 config set requirepass ' ' 清空密码
redis多数据库操作
redis支持多数据库，redis默认16个数据库，数据库由数字0-15来依次命名。
使用redis-cli连接redis数据库后，默认使用序号为0的数据库
多数据库相互独立，互不干扰。
多数据库间切换select
多数据库之间移动数据
清除数据库内的数据
flushdb：清空当前数据库数据
flushall：清空所有数据库的数据，慎用
