redis部署与管理

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一、关系数据库与非关系型数据库:

 1. 关系型数据库:

 2.非关系型数据库:

二、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:

(2)扩展方式不同:

(3)对事务性的支持不同:

三、非关系型数据库产生背景:

四、redis简介:

 1. Redis 的优点:

2. 使用场景:

3. Redis为什么这么快:

五、redis安装部署:

 1.准备:

2. 修改内核参数:

3. 安装redis:

4. 修改配置文件:

5. 将redis加入system服务便于管理:

六、Redis 命令工具:

1.语法:

2.redis-benchmark 测试工具:

 2.1 语法:

 2.2 示例:

​编辑

七、Redis 数据库常用命令: 

1.String数据类型:

2. list数据类型:

3.Hash数据类型(散列类型):

4. Set数据类型(无序集合):

应用范围:

5.Sorted Set数据类型(zset、有序集合):

应用范围:

6. 通用:


一、关系数据库与非关系型数据库:

 1. 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。

 2.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。

二、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。

(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。

三、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。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。

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)。

四、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。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。

 1. 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、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。
 

2. 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。
  • 我们通常会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。

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,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。

五、redis安装部署:

 1.准备:

systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

2. 修改内核参数:

vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1
net.core.somaxconn = 2048

sysctl -p

3. 安装redis:

yum install -y gcc gcc-c++ make
##安装以来环境

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。

#创建redis工作目录
mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}

cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/conf/

useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/   ##创建用户,并设置redis文件属主

#环境变量
vim /etc/profile 
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin		#增加一行

source /etc/profile        ##刷新配置文件

4. 修改配置文件:

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.80.10					#87行,添加 监听的主机地址
protected-mode no					#111行,将本机访问保护模式设置no。如果开启了,那么在没有设定bind ip且没有设密码的情况下,Redis只允许接受本机的响应
port 6379										#138行,Redis默认的监听6379端口
daemonize yes									#309行,设置为守护进程,后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid		#341行,指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"	#354行,指定日志文件
dir /usr/local/redis/data						#504行,指定持久化文件所在目录
requirepass abc123								#1036行,增加一行,设置redis密码

5. 将redis加入system服务便于管理:

vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
[Unit]
Description=Redis Server
After=network.target

[Service]
User=redis
Group=redis
Type=forking
TimeoutSec=0
PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

#启动服务
systemctl enable --now redis-server

netstat -lntp | grep 6379   ##查看端口是否开启

六、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

1.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

示例:
redis-cli -h 192.168.88.100 -p 6379 -a 'abc123'  

redis部署与管理_第1张图片

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。

 2.1 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。

 2.2 示例:

#向 IP 地址为 192.168.88.100 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 192.168.88.100 -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 192.168.88.100 -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

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七、Redis 数据库常用命令: 

1.String数据类型:

String是redis最基本的类型,最大能存储512MB的数据,String类型是二进制安全的,即可以存储任何数据、比如数字、图片、序列化对象等

set 键 值     #创建

get 键        #查询

del 键        #删除

exists 键		#判断该键是否存在,存在返回1,否则返回0。

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2. list数据类型:

   列表的元素类型为string,按照插入顺序排序,在列表的头部或尾部添加元素

lpush|rpush 键 值1 值2 值3 ...
   ##创建值

lrange  键   起始下标         终止下标
           0代表第一个元素  -1代表最后一个元素
   ##查询值

lrem 键 个数 元素值
  ##删除指定值

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3.Hash数据类型(散列类型):

    hash用于存储对象。可以采用这样的命名方式:对象类别和ID构成键名,性使用字段表示对象的属,而字段值则存储属性值。 如:存储 ID 为 2 的汽车对象。

    如果Hash中包含很少的字段,那么该类型的数据也将仅占用很少的磁盘空间。每一个Hash可以存储4294967295个键值对。

hset 键 字段1 值1
 ##创建

hget 键 字段
 ##查询

hlen 键  
 ##hlen命令获取键的字段数量。

hdel 键 字段
 ##删除

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4. Set数据类型(无序集合):

   无序集合,元素类型为String类型,元素具有唯一性,不允许存在重复的成员。多个集合类型之间可以进行并集、交集和差集运算。

应用范围:

1.可以使用Redis的Set数据类型跟踪一些唯一性数据,比如访问某一博客的唯一IP地址信息。对于此场景,我们仅需在每次访问该博客时将访问者的IP存入Redis中,Set数据类型会自动保证IP地址的唯一性。
2.充分利用Set类型的服务端聚合操作方便、高效的特性,可以用于维护数据对象之间的关联关系。比如所有购买某一电子设备的客户ID被存储在一个指定的Set中,而购买另外一种电子产品的客户ID

sadd 键 值1 值2 值3 ...
 ## 插入数据

smembers 键
 ## 查看插入的结果

srem 键 值 ...
 ##

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5.Sorted Set数据类型(zset、有序集合):

a、有序集合,元素类型为Sting,元素具有唯一性,不能重复。
b、每个元素都会关联一个double类型的分数score(表示权重),可以通过权重的大小排序,元素的score可以相同。

应用范围:

(1)可以用于一个大型在线游戏的积分排行榜。每当玩家的分数发生变化时,可以执行ZADD命令更新玩家的分数,此后再通过ZRANGE命令获取积分TOP10的用户信息。当然我们也可以利用ZRANK命令通过username来获取玩家的排行信息。最后我们将组合使用ZRANGE和ZRANK命令快速的获取和某个玩家积分相近的其他用户的信息。

(2)Sorted-Set类型还可用于构建索引数据。

zadd 键 序号1 值1 序号2 值2 ...
 #插入值

zrange 键  起始下标  终止下标  [WITHSCORES]
 #查询
zrangebyscore 键 序号1 序号2
 #范围查询

zrem 键 值1 值2 ...
 #删除值

zremrangebyscore 键 序号1 序号2
 #删除范围值

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6. 通用:

type 键                 查看键的数据类型
keys 键 * ?             查询键,支持通配符 * ?
exists 键               判断键是否存在
expire 键 过期秒数      为已存在的键设置过期时间
ttl 键                  查看键的生命周期时间,-1表示永不过期,-2表示已过期
rename 旧键 新键        重命名键名,会覆盖已存在的键的值
renamenx 旧键 新键      重命名键名,如果新键已存在则不执行重命名操作
dbsize                  统计当前库的键的数量
select 库ID             切换库,默认库ID为 0~15
move 键 库ID            移动键到指定的库
flushdb                 清空当前库(慎用)
flushall                清空所有库(慎用)
config set requirepass 密码     设置/修改redis密码
config get requirepass          查询redis密码
auth 密码                       在redis中验证密码

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