NoSQL之Redis配置与优化
NoSQL之Redis配置与优化
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- 关系数据库与非关系型数据库
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- 关系型数据库
- 非关系型数据库
- 关系数据库与非关系型数据库区别
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- 数据存储方式不同
- 扩展方式不同
- 对事务性的支持不同
- 非关系型数据库产生背景
- 总结
- Redis
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- 简历
- Redis的单线程模式
- Redis的优点
- Redis的应用场景
- Redis速度快的原因
- Redis安装部署
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- 关闭防火墙和安全功能
- 解压包并编译安装
- 执行并修改配置文件
- 将redis的可执行程序文件放入路径环境变量
- 修改配置/etc/redis/6379.conf参数
- Redis命令工具
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- Redis-cli命令行工具
- redis-benchmark测试工具
- Redis单个数据库常用命令
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- 存放/获取数据——set/get
- 结合通配符查看键值列表——keys
- 判断键值是否存在——exists
- 删除当前数据库的指定key——del
- 获取key对应的value值类型——type
- 对已有key进行重命名(覆盖)——rename
- 对已有key进行重命名(不覆盖)——renamex
- 查看当前数据库中key的数目——dbsize
- 设置密码
- Redis多数据库之间常用命令
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- 多数据库间切换
- 多数据库间移动数据
- 清除数据库内数据
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等
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
- 主流的NoSQL数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached等
关系数据库与非关系型数据库区别
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，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
- 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
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要求
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
总结
关系型数据库：实例——数据库——表——记录行、数据字段
非关系型数据库：实例——数据库——集合——键值对，不需要手动建数据库和集合（表）
Redis
简历
- 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的单线程模式
- 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的优点
- 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Sorted Sets等数据类型操作
1）string ：字符串（可以为整型、浮点型和字符串，通称为元素）
2）list ：列表（实现队列，元素不唯一，先入先出原则）
3）set ：集合（各不相同的元素）
4）hash ：hash散列值（hash的key必须是唯一的）
5）set/sorted set ：集合/有序集合 - 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的应用场景
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
Redis速度快的原因
- Redis是纯内存结构，避免了磁盘的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
注：I/O多路复用程序虽然会同时监听多个socket连接，但是其会将监听的socket都放到一个队列里面，然后通过这个队列有序的，同步的将每个socket对应的时间传送到文件事件分派器，再由文件事件分派器给对应的事件处理器进行处理，只有当一个socket所对应的事件被处理完毕之后，I/O多路复用程序才会继续向文件事件分派器传送下一个socket所对应的的事件，这也可以验证上面的结论，处理客户端的命令请求是单线程的方式逐个处理，但是事件处理器内并不是只有一个线程
Redis安装部署
关闭防火墙和安全功能
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum install -y gcc gcc-c++ make
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LvoMrVnF-1645607445515)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645596661993.png)]
解压包并编译安装
cd /opt
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
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4Jw5fmlW-1645607445520)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645596769584.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Fh9grAQI-1645607445521)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645596896685.png)]
执行并修改配置文件
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
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Selected config:
Port : 6379 #默认监听端口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/redis/bin/redis-cli #客户端命令工具
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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ytrYbjmV-1645607445522)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645598099085.png)]
将redis的可执行程序文件放入路径环境变量
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
/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
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YqPw1yMU-1645607445523)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645598500756.png)]
修改配置/etc/redis/6379.conf参数
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.80.11 #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 #重启redis服务
netstat -natp | grep redis
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ozZpiZVl-1645607445525)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645598552487.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VJaNHlof-1645607445527)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645598640884.png)]
Redis命令工具
redis-server #用于启动 Redis 的工具
redis-cli #Redis命令行工具
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 192.168.80.11 -p 6379 -a 264196
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]
-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
例：
向IP地址为 192.168.80.11、端口为6379的 Redis服务器发送100个并发连接与10万个请求测试性能
redis-benchmark -h 192.168.80.11 -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 192.168.80.11 -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
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Fs0Ts0eJ-1645607445529)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645599906173.png)]
Redis单个数据库常用命令
存放/获取数据——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
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gWNDY6n8-1645607445530)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645603524057.png)]
结合通配符查看键值列表——keys
#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。
keys * #查看当前数据库中所有的数据
keys v* #查看当前数据库中以v开头的数据
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
keys v?? #查看当前数据库中以v开头后面包含任意两位的数据
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cpYdzjIn-1645607445531)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645605697381.png)]
判断键值是否存在——exists
语法：exists [键]
返回值为1表示存在，0表示不存在
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nhyebaTQ-1645607445532)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645605756644.png)]
删除当前数据库的指定key——del
语法：del [键]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ygwSditZ-1645607445538)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645605790588.png)]
获取key对应的value值类型——type
语法：type [键]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-frDghFaf-1645607445539)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645605833256.png)]
对已有key进行重命名(覆盖)——rename
语法：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。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RsPkiykR-1645607445543)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645605903784.png)]
对已有key进行重命名(不覆盖)——renamex
语法：renamex 源key 目标key
#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）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eYvqnKcU-1645607445544)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645606006229.png)]
查看当前数据库中key的数目——dbsize
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fXZQgoKC-1645607445547)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645606056022.png)]
设置密码
#设置密码
config set requirepass password
#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）
auth 密码
config get requirepass
#删除密码
auth 密码
config get requirepass ''
例：
config set requirepass 264196
auth 264196
...
config get requirepass ''
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EjOCg0Ez-1645607445548)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645606161045.png)]
Redis多数据库之间常用命令
- 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
语法：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
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5jSq6t8w-1645607445552)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645606302033.png)]
多数据库间移动数据
语法：move 键值 序号
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-09cUHRz9-1645607445553)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645606510820.png)]
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！
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qS4jl8Ai-1645607445554)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645606586043.png)]