Redis配置与优化
- 一、关系型数据库与非关系型数据库
- 二、非关系型数据库产生背景
- 三、总结关系型数据库与非关系型数据库
- 四、了解Redis
- 五、Redis优点及应用场景
- 六、Redis快的原因
- 七、Redis安装部署
- 八、Redis 命令工具
-
- 8.1 redis-cli 命令行工具
- 8.2 redis-benchmark 测试工具
- 九、Redis数据库常用命令
-
- 9.1 set、get 设置和获取键的值
- 9.2 keys 获取键值列表
- 9.3 exists 判断键是否存在
- 9.4 del 删除键
- 9.5 type 查看键存储的数据类型
- 9.6 rename 重命名
- 9.7 renamenx 会检查目标键名是否已存在
- 9.8 dbsize查看键数目
- 9.9 设置和清空密码
- 十、Redis多数据库操作
-
- 10.1 多数据库间切换select
- 10.2 多数据库间移动数据
- 10.3 清除数据库内数据
一、关系型数据库与非关系型数据库
关系型数据库
- 一个结构化的数据库，创建在关系模型基础上
- 一般面向于记录
- 包括Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2等
非关系型数据库
- 除了主流的关系型数据库外的数据库，都认为是非关系型
- 包括Redis、MongBD、Hbase、 CouhDB、Memcached等
区别
- 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。
- 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，SOL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。
关系型: 纵向比如说硬件中添加内存
非关系型:横向天然分布式
- 对事务的支持不同
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。
二、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。
三、总结关系型数据库与非关系型数据库
- 关系型数据库
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、容灾的能力更强一点
- 非关系型数据库
1、数据保存在缓存中，利于读取速度/查询数据
2、架构位置灵活
3、分布式、扩展性高
- 总结
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
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
四、了解Redis
- 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。
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。
五、Redis优点及应用场景
- 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（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。
- 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。
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。
六、Redis快的原因
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。
七、Redis安装部署
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum install -y gcc gcc-c++ make
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。
#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
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
修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.147.100 #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
/etc/init.d/redis_6379 restart
八、Redis 命令工具
| 工具 | 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 |
8.1 redis-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
#登录本机
redis-cli
#远程登录
redis-cli -h 192.168.147.100 -p 6379
8.2 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]。
-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1：
向 IP 地址为 192.168.147.100、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 192.168.147.100 -p 6379 -c 100 -n 100000
示例2：
测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.147.100 -p 6379 -q -d 100
示例3：
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
九、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开头后面任意一位的数据 |
| 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得值 |
| 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 |
9.1 set、get 设置和获取键的值
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
9.2 keys 获取键值列表
keys命令可以获取符合规则的键值列表,通常情况可以结合 *、? 等选项来使用。
#先创建几个键
127.0.0.1:6379>set k1 1
127.0.0.1:6379>set k2 2
127.0.0.1:6379>set k3 3
127.0.0.1:6379>set v1 4
127.0.0.1:6379>set v5 5
127.0.0.1:6379>set v22 6
127.0.0.1:6379>set v33 7
127.0.0.1:6379>keys * #查看当前数据库中所有键
127.0.0.1:6379>keys v* #查看当前数据库中以v开头的键
127.0.0.1:6379>keys v? #查看当前数据库中以v开头，后面包含任意一位字符的键
127.0.0.1:6379>keys v?? #查看当前数据库中以v开头，后面包含任意两位字符的键
9.3 exists 判断键是否存在
exists 命令可以判断键是否存在。
返回1，表示键存在。
返回0，表示键不存在。
127.0.0.1:6379> exists teacher #判断teacher键是否存在，返回1表示存在
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists student #判断studen键是否存在，返回0表示存在
(integer) 0
9.4 del 删除键
del 命令可以删除当前数据库的指定key。
127.0.0.1:6379> get k1
"1"
127.0.0.1:6379> del k1 #删除k1键
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get k1
(nil)
127.0.0.1:6379> exists k1 #k1键已不存在
(integer) 0
9.5 type 查看键存储的数据类型
type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型。
127.0.0.1:6379> get k2
"2"
127.0.0.1:6379> type k2
string #字符串类型
9.6 rename 重命名
rename 命令是对已有 key 进行重命名。（覆盖）
- 使用rename命令进行重命名时，无论目标key是否存在都会进行重命名，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。
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k3"
2) "v1"
3) "v33"
4) "v5"
5) "mylist"
6) "v22"
7) "teacher"
8) "key:__rand_int__"
9) "counter:__rand_int__"
10) "k2"
11) "myset:__rand_int__"
127.0.0.1:6379> rename v33 v30 #将键v33重命名为v30
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k3"
2) "v1"
3) "v30"
4) "v5"
5) "mylist"
6) "v22"
7) "teacher"
8) "key:__rand_int__"
9) "counter:__rand_int__"
10) "k2"
11) "myset:__rand_int__"
9.7 renamenx 会检查目标键名是否已存在
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）
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k3"
2) "v1"
3) "v30"
4) "v5"
5) "mylist"
6) "v22"
7) "teacher"
8) "key:__rand_int__"
9) "counter:__rand_int__"
10) "k2"
11) "myset:__rand_int__"
127.0.0.1:6379> renamenx v1 k3 #因为k3键存在，所以重命名不成功。返回0表示执行不成功。
(integer) 0
127.0.0.1:6379> renamenx v1 v100 #重命名成功。返回1表示成功。
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k3"
2) "v100"
3) "v30"
4) "v5"
5) "mylist"
6) "v22"
7) "teacher"
8) "key:__rand_int__"
9) "counter:__rand_int__"
10) "k2"
11) "myset:__rand_int__"
9.8 dbsize查看键数目
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中key的数目。
127.0.0.1:6379> dbsize #查看键数目
(integer) 11 #一共11个键
9.9 设置和清空密码
1、设置和查看密码
使用 config set requirepass password 命令设置密码。（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用）
使用 config get requirepass 命令查看密码。
127.0.0.1:6379> config set requirepass 123456 #设置密码
OK
127.0.0.1:6379> config get requirepass
(error) NOAUTH Authentication required. #设置密码后，需要先验证密码才能操作其他命令
127.0.0.1:6379> auth 123456 #验证密码
OK
127.0.0.1:6379> config get requirepass #查看密码
1) "requirepass"
2) "123456"
#设置密码后，使用密码登录可以直接操作，不需要二次验证
[root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.147.100 -p 6379 -a 123456
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
192.168.147.100:6379> get teacher
"zhangsan"
2、清空密码：
使用 config set requirepass '' 清空密码。
192.168.147.100:6379> config set requirepass '' #清空密码
OK
192.168.147.100:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) "" #密码已为空
十、Redis多数据库操作
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。
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。
多数据库相互独立，互不干扰。
10.1 多数据库间切换select
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
OK
127.0.0.1:6379[10]>select 15 #切换至序号为15的数据库
OK
127.0.0.1:6379[15]>select 0 #切换至序号为0的数据库
OK
127.0.0.1:6379>
10.2 多数据库间移动数据
命令格式：move 键值 序号
#示例：
127.0.0.1:6379> set k1 100 #在数据库0中设置键k1
OK
127.0.0.1:6379> get k1 #查看键k1的值，为100
"100"
127.0.0.1:6379> select 1 #切换至目标数据库1
OK
127.0.0.1:6379[1]> get k1 #数据库1无法查看到k1的值
(nil)
127.0.0.1:6379[1]> select 0 #切换至目标数据库0
OK
127.0.0.1:6379> get k1 #查看目标数据是否存在
"100"
127.0.0.1:6379> move k1 1 #将数据库0中k1移动到数据库1中
(integer) 1
127.0.0.1:6379> select 1 #切换至目标数据库1
OK
127.0.0.1:6379[1]> get k1 #查看被移动数据
"100"
127.0.0.1:6379[1]> select 0 #切换到数据库0
OK
127.0.0.1:6379> get k1 #在数据库0中无法查看到k1的值
(nil)
10.3 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！！！
