Redis配置与优化

关系数据库与非关系型数据库

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、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。

非关系型数据库

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，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。
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）。
主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached、ElasticSearch、TSDB 等。

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（高并发、高性能、高可用）。
（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存储在非关系型数据库中，提升访问速度。

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。

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，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。
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。

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。

总结

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

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）

Redis

简介

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。

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。

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、Sets
     及 Sorted Sets 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缺点

缓存和数据库双写一致性问题

缓存雪崩问题

缓存击穿问题

缓存的并发竞争问题

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，不存在多线程切换而消耗CPU，
不用考虑各种锁的问题，不存在加锁、释放锁的操作，没有因为可能出现死锁而导致性能消耗。

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。
 

 Redis使用场景

Redis作为基于内存运行的数据库，是一个高性能的缓存，一般应用在Session缓存、队列、排行榜、计数器、最近最热文章、最近最热评论、发布订阅等

Redis 适用于数据实时性要求高、数据存储有过期和淘汰特征的、不需要持久化或者只需要保证弱一致性、逻辑简单的场景。

通常将部分数据放入缓存中，来提高访问速度，然后数据库承担存储的工作

哪些数据适合放入缓存中

1.即时性。例如查询最新的物流状态信息
2.数据一致性要求不高。例如门店信息，修改后，数据库中已经改了
五分钟后缓存中才是最新的，但不影响功能使用
3.访问量大且更新频率不高，例如网站首页的广告信息，访问量大，但是不会经常变化

Redis 安装部署

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

安装redis

yum install -y gcc gcc-c++ make
 
tar zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-7.0.9
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/

 #运行 install_server.sh 脚本，

脚本运行完毕之后Redis 服务就已经启动，默认监听端口为 6379
netstat -natp | grep redis

修改配置文件

#修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 	20.0.0.110			        #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

 #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 命令工具

redis-server：Redis 服务器启动命令
redis-benchmark：性能测试工具，用于检测 Redis 在本机的运行效率
redis-check-aof：修复有问题的 AOF 持久化文件
redis-check-rdb：修复有问题的 RDB 持久化文件
redis-cli：Redis 客户端命令行工具
redis-sentinel：Redis 哨兵集群使用

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
redis-cli -h 192.168.146.20 -p 6379 -a 'abc123'

Redis 数据库常用命令 

set/get

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

127.0.0.1:6379> set teacher lisi
OK
127.0.0.1:6379> get teacher
"lisi"
127.0.0.1:6379> set k1 1
OK
127.0.0.1:6379> set k2 2
OK
127.0.0.1:6379> set k3 3
OK
127.0.0.1:6379> set v1 1
OK
127.0.0.1:6379> set v5 5
OK
127.0.0.1:6379> set v22 5
OK
127.0.0.1:6379> keys *   #查看当前数据库中所有键
1) "v1"
2) "k2"
3) "k3"
4) "v22"
5) "teacher"
6) "k1"
7) "v5"
127.0.0.1:6379> keys v*   #查看当前数据库中开头的键
1) "v1"
2) "v22"
3) "v5"
127.0.0.1:6379> keys v?   #查看当前数据库中v开头后有一个字符的键
1) "v1"
2) "v5"
127.0.0.1:6379> keys v??
1) "v22"
127.0.0.1:6379> 

 

exists 命令

可以判断键值是否存在

127.0.0.1:6379> exists techer
(integer) 0                          #0 表示不存在
127.0.0.1:6379> exists teacher
(integer) 1                          #1 表示已经存在

del 命令

可以删除当前数据库的指定 key

127.0.0.1:6379> keys *
1) "v1"
2) "k2"
3) "k3"
4) "v22"
5) "teacher"
6) "k1"
7) "v5"
127.0.0.1:6379> del v5
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get v5
(nil)

value 值类型

127.0.0.1:6379> type k1
string

expire 命令

可以为给定的 key 设置过期时间

127.0.0.1:6379> expire k1 10
(integer) 1

ttl 命令

可以查看 key 还有多少秒过期，1，5表示永不过期，-2表示已过期

127.0.0.1:6379> expire k1 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl k1
(integer) -2
127.0.0.1:6379>  expire v22 10 
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl v22
(integer) 5

 rename 命令

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。

127.0.0.1:6379> keys *
1) "v1"
2) "k2"
3) "k3"
4) "teacher"
127.0.0.1:6379> rename teacher teache
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "teache"
2) "v1"
3) "k2"
4) "k3"

renamenx 命令

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

127.0.0.1:6379> renamenx v1 v2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "teache"
2) "v2"
3) "k2"
4) "k3"
127.0.0.1:6379> renamenx v2 k2
(integer) 0

dbsize 命令

查看当前数据库中 key 的数目 

127.0.0.1:6379> dbsize
(integer) 4

config set requirepass yourpassword命令设置密码

127.0.0.1:6379> config set requirepass abc123
OK

 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）

127.0.0.1:6379> auth abc123
OK
127.0.0.1:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) "abc123"

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。

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
OK
127.0.0.1:6379[10]> select 5
OK

 多数据库间移动数据

格式：move 键值 序号

127.0.0.1:6379[5]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "teache"
2) "v2"
3) "k2"
4) "k3"
127.0.0.1:6379> select 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> keys *
(empty list or set)
127.0.0.1:6379[1]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> move v2 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> select 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> keys *
1) "v2"

 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！

127.0.0.1:6379[1]> flushdb
OK
127.0.0.1:6379[1]> keys *
(empty list or set)