MySQL之Redis配置与优化
MySQL之Redis配置与优化
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- 一、关系型数据库与非关系型数据库：
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- 1.关系型数据库：
- 2.非关系型数据库
- 3.关系型数据库和非关系型数据库区别：
- 4.非关系型数据库产生背景：
- 二、Redis简介：
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- 1.简介：
- 2.Redis 的优点：
- 3.Redis为什么这么快？
- 三、Redis的安装部署：
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- 1.安装前准备：
- 2.修改配置：
- 3.Redis 命令工具：
- 4.Redis 数据库常用命令：
- 5.Redis 多数据库常用命令：
- 四、总结：
一、关系型数据库与非关系型数据库：
1.关系型数据库：
（1）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。
（2）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。
（3）主流的关系型数据库包括 Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2、PostgreSQL 等。
- 以上数据库在使用的时候必须先建库建表设计表结构，然后存储数据的时候按表结构去存，如果数据与表结构不匹配就会存储失败。
2.非关系型数据库
（1）NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意思是“不仅仅是 SQL”，是非关系型数据库的总称。
（2）除了主流的关系型数据库外的数据库，都认为是非关系型。
不需要预先建库建表定义数据存储表结构，每条记录可以有不同的数据类型和字段个数（比如微信群聊里的文字、图片、视频、音乐等）。
（3）主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached 等。
3.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。
与其相反，非关系型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。
（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克服。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个表，这都需要通过提高计算机性能来。
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 比如说硬件中添加内存
非关：横向 天然分布式
（3）对事务性的支持不同
如果计数据操作需要高事务性或者复杂数据查询需要控制执行划，那么传统的SQL数据库从性能和稳定性方面考虑是你的最佳选择。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。
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总结
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非关系数据库
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数据保存在缓存中，利于读取速度/查询数据
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架构位置灵活
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分布式、扩展性高
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关系数据库
- 安全性高（持久化）
- 事务处理能力强
- 任务控制能力强
- 可以做日志备份、恢复、容灾的能力更强一点
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关系数据库
- 实例-----》 数据库-----》表（table）----》记录行（row）、数据字段（column）—》存储数据
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非关系型数据库
- 实例—》数据库—》 集合（collection）—》键值对（key-value）
- 注：非关系型数据库不需要手动建数据库和集合
4.非关系型数据库产生背景：
可用于应对 Web2.0 纯动态网站类型的三高问题。
（1）High performance——对数据库高并发读写需求
（2）Huge Storage——对海量数据高效存储与访问需求
（3）High Scalability && High Availability——对数据库高可扩展性与高可用性需求
- 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，两者的紧密结合将会给Web2.0的数据库发展带来新的思路。让关系数据库关注在关系上，非关系型数据库关注在存储上。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存储在非关系型数据库中，提升访问速度。
- Mysql 高热数据——》redis
- web—》redis—》mysql
- CPU——》内存/缓存—》磁盘
二、Redis简介：
1.简介：
（1）Redis（远程字典服务器） 是一个开源的、使用 C 语言编写的 NoSQL 数据库。Redis 基于内存运行并支持持久化，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。
（2）Redis服务器程序是单进程模型，也就是在一台服务器上可以同时启动多个Redis进程，Redis的实际处理速度则是完全依靠于主进程的执行效率。若在服务器上只运行一个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；若在同一台服务器上开启多个Redis进程，Redis在提高并发处理能力的同时会给服务器的CPU造成很大压力。即：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。若对高并发要求更高一些，可能会考虑在同一台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。
2.Redis 的优点：
（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（键值）、Strings（字符串）、Lists（列表）、Hashes（哈希散列值）、Sets（有序） 及 Sorted Sets（无序排序） 等数据类型操作。
（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。
（5）支持数据备份：即 master-salve 模式的数据备份。
- Redis作为基于内存运行的数据库，缓存是其最常应用的场景之一。除此之外，Redis常见应用场景还包括获取最新N个数据的操作、排行榜类应用、计数器应用、存储关系、实时分析系统、日志记录。
3.Redis为什么这么快？
（1）Redis是一款纯内存结构，避免了磁盘I/o等耗时操作。
（2）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。
（3）采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率。
注：在 Redis 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性，而数据的读写命令，仍然是单线程处理的。
三、Redis的安装部署：
1.安装前准备：
（1）关闭防火墙，安全机制：
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
（2）安装依赖环境：
yum install -y gcc gcc-c++ make
（3）解压源码包，编译安装：
cd /opt/
tar -zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
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。
2.修改配置：
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
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Selected config:
Port : 6379 #默认侦听端口为6379
Config file : /etc/redis/6379.conf #配置文件路径
Log file : /var/log/redis_6379.log #日志文件路径
Data dir : /var/lib/redis/6379 #数据文件路径
Executable : /usr/local/redis/bin/redis-server #可执行文件路径
Cli Executable : /usr/local/bin/redis-cli #客户端命令工具
#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/
#当 install_server.sh 脚本运行完毕，Redis 服务就已经启动，默认监听端口为 6379
netstat -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
（2）修改配置文件：
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.174.17 #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
保存修改退出
/etc/init.d/redis_6379 restart
3.Redis 命令工具：
| 选项 | 作用 |
|---|---|
| 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 RDB 持久化文件 |
| redis-cli | Redis 命令行工具 |
（1）redis-cli 命令行工具：
语法：redis-cli -h host -p port -a password
| 选项 | 作用 |
|---|---|
| -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 选项 |
- 若不添加任何选项表示，则使用 127.0.0.1:6379 连接本机上的 Redis 数据库
redis-cli -h 192.168.174.17 -p 6379
（2）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。
基本的测试语法：redis-benchmark [选项] [选项值]。
| 选项 | 作用 |
|---|---|
| -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。 |
- 向 IP 地址为 192.168.174.17、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 192.168.174.17 -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 192.168.174.17 -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
4.Redis 数据库常用命令：
set：存放数据，命令格式为 set key value
get：获取数据，命令格式为 get key
redis-cli -h 192.168.174.17 -p 6379
192.168.174.17:6379> set teacher chanyeol
OK
192.168.174.17:6379> get teacher
"chanyeol"
（1）常用：
# keys 命令可以取符合规、？等选项来使用。
192.168.174.17:6379> keys * #查看当前数据库中所有键
1) "myset:__rand_int__"
2) "k1"
3) "counter:__rand_int__"
4) "teacher"
5) "k3"
6) "v5"
7) "mylist"
8) "v1"
9) "v22"
10) "key:__rand_int__"
11) "k2"
192.168.174.17:6379> keys v* #查看当前数据库中以 v 开头的数据
1) "v5"
2) "v1"
3) "v22"
192.168.174.17:6379> keys k* #查看当前数据库中以 k 开头的数据
1) "k1"
2) "k3"
3) "key:__rand_int__"
4) "k2"
192.168.174.17:6379> keys v? #查看当前数据库中以 v 开头后面包含任意一位的数据
1) "v5"
2) "v1"
192.168.174.17:6379> keys v?? #查看当前数据库中以 v 开头 v 开头后面包含任意两位的数据
1) "v22"
（2）exists 命令可以判断键值是否存在：
192.168.174.17:6379> exists teacher #判断 teacher 键是否存在
(integer) 1 # 1 表示 teacher 键是存在
192.168.174.17:6379> exists tea
(integer) 0 # 0 表示 tea 键不存在
（3） del 命令可以删除当前数据库的指定 key：
192.168.174.17:6379> keys * #先查看数据库中所有数据
1) "myset:__rand_int__"
2) "k1"
3) "counter:__rand_int__"
4) "teacher"
5) "k3"
6) "v5"
7) "mylist"
8) "v1"
9) "v22"
10) "key:__rand_int__"
11) "k2"
192.168.174.17:6379> del v5 #删除数据v5
(integer) 1
192.168.174.17:6379> get v5 #无法获取数据v5，已被删除
(nil)
（4）type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型：
192.168.174.17:6379> type k1 #查看字符类型
string #字符串
（5）rename 命令是对已有 key 进行重命名：
命令格式：rename 源key 目标key
使用rename命令进行重命名时，无论目标key是否存在都进行重命名，且源key的值会覆盖目标key的值。在实际使用过程中，建议先用 exists 命令查看目标 key 是否存在，然后再决定是否执行 rename 命令，以避免覆盖重要数据。
192.168.174.17:6379> keys v*
1) "v1"
2) "v22"
192.168.174.17:6379> rename v22 v2
OK
192.168.174.17:6379> keys v*
1) "v2"
2) "v1"
192.168.174.17:6379> get v1
"4"
192.168.174.17:6379> get v2
"5"
192.168.174.17:6379> rename v1 v2
OK
192.168.174.17:6379> get v1
(nil)
192.168.174.17:6379> get v2
"4"
- renamenx 命令的作用是对已有 key 进行重命名，并检测新名是否存在，如果目标 key 存在则不进行重命名。（不覆盖）
命令格式：renamenx 源key 目标key
192.168.174.17:6379> keys *
1) "myset:__rand_int__"
2) "k1"
3) "counter:__rand_int__"
4) "v2"
5) "teacher"
6) "k3"
7) "mylist"
8) "key:__rand_int__"
9) "k2"
192.168.174.17:6379> get teacher
"chanyeol"
192.168.174.17:6379> get v2
"4"
192.168.174.17:6379> renamenx v2 teacher
(integer) 0
192.168.174.17:6379> keys *
1) "myset:__rand_int__"
2) "k1"
3) "counter:__rand_int__"
4) "v2"
5) "teacher"
6) "k3"
7) "mylist"
8) "key:__rand_int__"
9) "k2"
192.168.174.17:6379> get teacher
"chanyeol"
192.168.174.17:6379> get v2
"4"
（6）dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目：
192.168.174.17:6379> dbsize
(integer) 9
（7）#使用config set requirepass yourpassword命令设置密码
192.168.174.17:6379> config set requirepass 123456
-
使用config get requirepass命令查看密码（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用）
192.168.174.17:6379> auth 123456 192.168.174.17:6379> config get requirepass
5.Redis 多数据库常用命令：
- Redis 支持多数据库，Redis 默认情况下包含 16 个数据库，数据库名称是用数字 0-15 来依次命名的。多数据库相互独立，互不干扰。
（1）多数据库间切换
命令格式：select 序号
使用 redis-cli 连接 Redis 数据库后，默认使用的是序号为 0 的数据库。
192.168.174.17:6379> select 10 #切换至序号为 10 的数据库
192.168.174.17:6379>[10]> select 15 #切换至序号为 15 的数据库
192.168.174.17:6379>[15]> select 0 #切换至序号为 0 的数据库
#多数据库间移动数据
格式：move 键值 序号
192.168.174.17:6379> set k1 100
OK
192.168.174.17:6379> get k1
"100"
192.168.174.17:6379> select 1
OK
192.168.174.17:6379>[1]> get k1
(nil)
192.168.174.17:6379>[1]> select 0 #切换至目标数据库 0
OK
192.168.174.17:6379> get k1 #查看目标数据是否存在
"100"
192.168.174.17:6379> move k1 1 #将数据库 0 中 k1 移动到数据库 1 中
(integer) 1
192.168.174.17:6379> select 1 #切换至目标数据库 1
OK
192.168.174.17:6379[1]> get k1 #查看被移动数据
"100"
192.168.174.17:6379[1]> select 0
OK
192.168.174.17:6379> get k1 #在数据库 0 中无法查看到 k1 的值
(nil)
（3）清除数据库内数据
FLUSHDB ：清空当前数据库数据
FLUSHALL ：清空所有数据库的数据，慎用！
四、总结：
1.配置文件：Redis的配置文件一般是redis.conf。可以在这个文件中进行一些参数的调整，如最大内存限制、最大连接数、持久化方式等。
2.内存优化：Redis是基于内存的数据库，所以合理使用和管理内存对其性能至关重要。可以通过设置maxmemory参数限制Redis使用的内存量，并通过淘汰策略（例如LRU）来处理超出内存限制的数据。
3.持久化：Redis的持久化机制可以将内存中的数据持久化到磁盘上，以防止数据丢失。可以选择RDB快照或AOF日志的方式进行持久化。
4.命令优化：合理设计和使用Redis的数据结构和命令可以提高性能。例如，使用合适的数据结构（如字符串、哈希、列表、集合等）和命令（例如批量操作、管道操作等）来减少网络开销和提高执行效率。
5.集群模式：如果数据量较大或并发访问量较高，可以考虑使用Redis的集群模式进行分布式部署，提高性能和可扩展性。