NoSQL之Redis配置使用

目录

一、关系数据库与非关系型数据库

1.1.关系型数据库的概述

 1.2关系型数据库的优缺点

1.2.1优点

1.2.2缺点

 1.3.非关系型数据库的概述

 二.关系数据库与非关系型数据库的区别

2.1数据存储方式不同

 2.2扩展方式不同

2.3对事务性的支持不同

 2.4非关系型数据库产生背景

2.4.1可用于应对Web2.0纯动态网站类型的三高问题。

 2.5小总结

2.5.1关系数据库

 2.5.2非关系数据库

 2.5.3概述

三.NoSQL数据库之Redis

3.1 Redis简介

 3.2Redis的单线程模式

3.3Redis的优点

 3.4Redis缺点

 3.5Redis为什么这么快

 四.Redis安装部署

 4.1执行软件包自带的install_server.sh脚本文件设置redid服务相关配置

 4.2 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

  4.3修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数

  4.4Redis命令工具

4.5redis-cli 命令行工具

 4.6redis-benchmark 测试工具

  4.7Redis 数据库常用命令

 4.8keys 取值

 4.9del删除key

 4.10判断键是否存在

 4.11type获取值的类型

 4.12rename重命名(覆盖)

  4.13renamenx重命名(不覆盖)

 4.14dbsize查看库中key的数量

  4.15设置密码

 五.Redis 多数据库常用命令

 5.1多数据库间切换

  5.2多数据库间移动数据

 5.3清除数据库内数据（警告！警告！警告！）

一、关系数据库与非关系型数据库

1.1.关系型数据库的概述

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

语句(标准的数据查询语言)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

包括（Oracle，MySQL，SQL Server，Microsoft Access，DB2，PostgreSQL）

总结：以上数据库在使用的时候必须先建库在建表设计表的结构，然后存储数据的时候按照表结构去存，如果数据与表的结构不匹配就会存储失败

 1.2关系型数据库的优缺点

1.2.1优点

• 易于维护：都是使用表结构，格式一致
• 使用方便：SQL语言通用，可用于复杂查询
• 支持复杂操作：支持SQL，可用于一个表以及多个表之间非常复杂的查询

1.2.2缺点

• 读写性能比较差，尤其是海量数据的高效率读写
• 固定的表结构，灵活度稍欠
• 对于高并发读写的需求，传统关系型数据库节点的硬盘I/O是一个很大的瓶颈

 1.3.非关系型数据库的概述

NoSQL(NoSQL= Not only SQL),意思是不仅仅是SQL，是非关系型数据库的总成

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)

包括主流的NoSQL数据库有Redis、MongBD、Hbase、Memcached等。

 二.关系数据库与非关系型数据库的区别

2.1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，同时以表格形式的方式存储数据
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起进行存储数据

 2.2扩展方式不同

SQL和NoSQL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	天然表格式
非关	横向	天然分布式

2.3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。

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	此处会稍显若是，其价值在于高扩展和大数据量处理方面

 2.4非关系型数据库产生背景

2.4.1可用于应对Web2.0纯动态网站类型的三高问题。

         High performance-------对数据库高并发读写需求

        HugeStorage--------------对海量数据高效存储与访问需求

        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。

 2.5小总结

2.5.1关系数据库

关系型数据库: 实例->数据库->表(table)->记录行(row)、数据字段(column)

• 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，容灾能力更强一点

 2.5.2非关系数据库

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)。

• 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

 2.5.3概述

• 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

三.NoSQL数据库之Redis

3.1 Redis简介

        Redis 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。

        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。

 3.2Redis的单线程模式

        Redis服务器程序是单进程模型

        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。

3.3Redis的优点

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。

 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。​​

支持丰富的数据类型​​​：支持 key-value、Strings、Lists、Hashes、Sets 及 Ordered Sets 等数据类型操作。​​

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。​​
原子性​​​：Redis 所有操作都是原子性的。​​

支持数据备份​：即 master-salve 模式的数据备份。

 3.4Redis缺点

• 数据容量收到物理内存的限制，不能用于海量数据的高性能读写，因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上

 3.5Redis为什么这么快

​​​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。

• Redis是一款​​​纯内存结构​​​，避免了磁盘工/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​​​，大天提升了并发效率。​​

 四.Redis安装部署

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
 
#安装gcc gcc-c++ 编译器
cd /opt/
yum install -y gcc gcc-c++ make
 
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz 
 
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

 

 

 4.1执行软件包自带的install_server.sh脚本文件设置redid服务相关配置

cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
……
慢慢回车
Please select the redis executable path []
手动输入
/usr/local/redis/bin/redis-server
#要一次性输入正确，不然还要重新执行
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

 4.2 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/    #首先这里做个软链接
 
#当install_server.sh 脚本运行完毕，Redis服务就已经启动，默认侦听端口为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

  4.3修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数

vim /etc/redis/6379.conf
 
#70行;添加;监听的主机地址
bind 127.0.0.1 192.168.190.2   
#93行;Redis默认的监听端口
port 6379                 
#137行;启用守护进程
daemonize yes             
#159行;指定 PID 文件
pidfile /var/run/redis_6379.pid       
#167行;日志级别
loglevel notice               
#172行;指定日志文件
logfile /var/log/redis_6379.log       
 
/etc/init.d/redis_6379 restart

 

  4.4Redis命令工具

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

4.5redis-cli 命令行工具

语法：redis-cli -h host -p port -a password

-h	指定远程主机
-p	指定Redis服务的端口号
-a	指定眠眠，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
例：
redis-cli -h 192.168.40.17 -p 6379
#此时无密码，不需要-a直接登陆

 4.6redis-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]。
 
-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。

此时向 IP 地址为 192.168.40.17、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

 

 测试存取大小为 100 字节的数据包的性能 

redis-benchmark -h 192.168.40.17-p 6379 -q -d 100

 测试本机上Redis服务在进行set和lpush操作时的性能

redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q

  4.7Redis 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
keys  命令可以取符合规则的键值列表，通常情况可以结合*、?等选项来使用。
exists  命令可以判断键值是否存在。
del   命令可以删除当前数据库的指定 key。
type  命令可以获取 key 对应的 value 值类型。
 
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例：
 
例：
redis-cli -p 6379
 
set name hehe
get name

 

 4.8keys 取值

keys  命令可以取符合规则的键值列表，通常情况可以结合*、?等选项来使用。
 
redis-cli -p 6379
 
set name hehe
get name
 
set a1 1
set a2 2
set a33 3
set b1 4
set b2 5
set b33 6
 
keys *
keys b*
keys b?
keys b??

 

 4.9del删除key

keys *
del a1
keys *

 4.10判断键是否存在

exists  命令可以判断键值是否存在。
 
exists name
exists hehe

 4.11type获取值的类型

 4.12rename重命名(覆盖)

rename 命令是对已有 key 进行重命名。（覆盖）
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。
 
例：
keys a*
rename a22 a2
keys a*
get a1
get a2
rename a1 a2
keys a*
get a2

  4.13renamenx重命名(不覆盖)

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
 
例:
keys a*
get a2
get a1
renamenx a2 a1
keys a*
get a2
get a1

 

 4.14dbsize查看库中key的数量

dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。
例：
keys *
dbsize

 

  4.15设置密码

使用config set requirepass password命令设置密码
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）
例：
config set requirepass 123456
auth 123456
config get requirepass
quit
redis-cli
keys *
auth 123456
keys *

 五.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。

 5.1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。
 
127.0.0.1:6379> select 10     #切换至序号为 10 的数据库
127.0.0.1:6379[10]> select 15   #切换至序号为 15 的数据库
127.0.0.1:6379[15]> select 0    #切换至序号为 0 的数据库

  5.2多数据库间移动数据

格式：move 键值 序号
例：
set nannan jiajia
get nannan
 
select 5
get nannan
 
select 0
move nannan 5
get nannan
 
select 5
get nannan

 5.3清除数据库内数据（警告！警告！警告！）

FLUSHDB ：清空当前数据库数据
FLUSHALL ：清空所有数据库的数据，慎用！