NoSQL之redis配置与优化（启示录）
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一：关系型数据库和非关系型数据库概述
1.1关系型数据库
1.2非关系型数据库
二：关系型数据库和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关系型数据库和非关系型数据库的优点
2.4.1关系型数据库
2.4.2非关系型数据库
三：非关系型数据库产生的背景
四：Redis概述
4.1redis简介
4.2redis优点
4.3redis为什么这么快？
五：Redis安装部署
5.1关闭防火墙和SElinux
5.2安装gcc gcc-c++编译器
5.3切换至/opt目录，把下载好的安装包上传进来并解压
5.4进入目录然后编译安装
5.5执行install_server.sh脚本
5.6优化路径并查端口是否打开
5.7修改配置文件
5.8重启redis查看监听的地址
六：Redis命令工具
6.1：redis-cli 命令行工具（远程登录）
redis-cli语法
6.2：redis-benchmark 测试工具
七：Redis数据库常用命令
7.1常用命令
7.2示例
7.2.1set、get命令存放、获取数据
7.2.2keys命令取符合规则的键值列表
7.2.3exists命令判断键值是否存在
7.2.4del命令删除当前数据库的指定key
7.2.5type 命令获取key对应的value值类型
7.2.6rename命令对已有key进行重命名（覆盖）
7.2.7renamenx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)
7.2.8dbsize命令查看当前数据库中key的数目
7.2.9config set requirepass password命令设置密码
7.2.10删除密码
7.3redis多数据库常用命令
7.3.1多数据库间切换
7.3.2多数据库间移动数据
7.3.3清除数据库内数据
八：总结
前言：我们要了解什么是关系型数据库、什么是非关系型数据库；redis安装部署；readis数据库里常用的命令以及redis持久化和性能管理
一：关系型数据库和非关系型数据库概述
1.1关系型数据库
是一个结构化的数据库，创建在关系模型基础上 （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
E-R图: 实体-关系-属性
关系型数据库:主要以二维表结构方式存储数据/实体属性，同时相互关联的一种数据库类型
（1）数据以表格的形式出现
（2）每行为各种记录名称
（3）每列为记录名称所对应的数据域
（4）许多的行和列组成一张表单
（5）若干的表单组成database
1.2非关系型数据库
NoSQL (NoSQL=NotOnlySQL)， 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等
Mongbd：能提供高性能，能自动分片，可运行在多台服务器上，易于安装，可以为客户提供专业支持：高数据，横向扩展；不支持连接，数据量大嵌套有限，增加内存会有问题
二：关系型数据库和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。
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。
关系型：依赖于关系模型E-R图，同时以表格式的方式存储数据
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一一起进行存储数据
2.2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。
关系型：纵向(天然表格式)
非关系型：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
非关系型：此处会稍显弱势，其价值点在于高扩展性和大数据量处理方面
2.4关系型数据库和非关系型数据库的优点
2.4.1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
2.4.2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）架构中位置灵活
（3）分布式、扩展性高
三：非关系型数据库产生的背景
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
总结：
关系型数据库：
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（表）
关系数据库: 保存位置 磁盘
非关数据库（内存/缓存数据库): 保存的位置是缓存/内存（效率、速度块〉特殊的是redis，因为redis可以将内存中的数据保存在磁盘中
高热数据保存在resis中，当web服务器过来访问的时候，读取redis中的高热数据。如果redis中没有数据，再从mysql数据库中读取数据
Mysql 高热数据——》redis
web ——》redis——》mysql
类型：CPU——》内存/缓存—》磁盘四：Redis概述
4.1redis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。
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redis单进程模型的原因
（1）备份
（2）抗高并发的同时尽量不给CPU造成太大的压力
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
4.2redis优点
redis具有以下几个优点：
（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 ( 散列值)、Sets及OrderedSets等数据类型操作。 PS : string 字符串(可以为整形、浮点和字符型，统称为元素) list列表:(实现队列，元素不唯一，先入先出原则) set 集合:(各不相同的元素) hash hash散列值:( hash的key必须是唯一的) set /ordered sets集合/有序集合
string：字符串(可以为整形、浮点和字符型，统称为元素)
list：列表:(实现队列，元素不唯一，先入先出原则)
set：集合:(各不相同的元素)
hash：hash散列值:( hash的key必须是唯一的)
set/ordered sets集合/有序集合（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
4.3redis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，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
五：Redis安装部署
5.1关闭防火墙和SElinux
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
5.2安装gcc gcc-c++编译器
yum install -y gcc gcc-c++ make
5.3切换至/opt目录，把下载好的安装包上传进来并解压
cd /opt/
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz 
5.4进入目录然后编译安装
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
5.5执行install_server.sh脚本
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
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/redis/bin/redis-cli #客户端命令工具5.6优化路径并查端口是否打开
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/
/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
#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
5.7修改配置文件
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.137.20 #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
5.8重启redis查看监听的地址
/etc/init.d/redis_6379 restart #重启
ss -anpt|grep redis
六：Redis命令工具
rdb 和 aof 是redis服务中持久化功能的两种形式
redis-cli常用于登陆至redis数据库
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6.1：redis-cli 命令行工具（远程登录）
redis-cli语法
redis-cli -h host -p port -a password
#选项：
-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
-n :指定进入库的序列号
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 192.168.137.20 -p 6379
此时无密码，不需要-a直接登陆
6.2：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。
#语法
redis-benchmark [选项] [选项值]| 选项 | 作用 |
| -h | 指定服务器主机名 |
| -p | 指定服务器端口 |
| -s | 指定服务器socket(套接字) |
| -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 O=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querylsec值 |
| -csv | 以csv格式输出 |
| -1 | 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 |
| -l | ldle模式。仅打开N个idle连接并等待 |
示例1： 向IP地址为192.168.137.20、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 192.168.137.20 -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 192.168.137.20 -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
七：Redis数据库常用命令
7.1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
rename 命令是对已有 key 进行重命名（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）
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目| 命令(红色命令) | 解释 |
| set | 存放数据 |
| get | 获取数据 |
| keys * | 获取所有的key |
| keys s* | 以s开头的数据 |
| keys s? | 以s开头后面包含任意一位的数据 |
| keys s?? | 以s开头后面包含任意二位的数据 |
| exists aaa | 判断aaa是否存在(存在:1，不存在:0) |
| del key | 删除当前数据库的key |
| type key | 获取key对应的value值类型 |
| rename key1 key2 | 将key1修改为key2 |
| renamenx key1 key2 | 将key1修改为key2之前判断key2是否存在，不存在则重命名 |
| dbsize | 查看当前数据库中key的数目 |
7.2示例
7.2.1set、get命令存放、获取数据
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
7.2.2keys命令取符合规则的键值列表
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键
keys h* 查看当前数据库中以h开头的数据
keys a? 查看当前数据库中以a开头后面包含任意一位的数据
keys a??查看当前数据库中以a开头后面包含任意俩位的数据
7.2.3exists命令判断键值是否存在
exists 命令可以判断键值是否存在
7.2.4del命令删除当前数据库的指定key
keys *
del h2
keys *
7.2.5type 命令获取key对应的value值类型
type h1
7.2.6rename命令对已有key进行重命名（覆盖）
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
7.2.7renamenx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)
renamenx 源key 目标key
7.2.8dbsize命令查看当前数据库中key的数目
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目
keys *
dbsize
7.2.9config set requirepass password命令设置密码
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）
config set requirepass 123456 #设置密码
auth 123456 #验证密码
config get requirepass #查看密码
7.2.10删除密码
config set requirepass ''
7.3redis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
select 序号 多数据库间切换
move 键值 序号 多数据库间移动数据
FLUSHDB 清空当前数据库数据
FLUSHALL 清空所有数据库的数据，慎用！7.3.1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。
select 10 #切换至序号为10的数据库
select 15 #切换至序号为15的数据库
select 0 #切换至序号为0的数据库
7.3.2多数据库间移动数据
move 键值 数据库序号
7.3.3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！
八：总结
我们需要了解关系型数据库和非关系型数据库的区别，以及它们各自的优点；我们重点要了解redis以及它的基础常用命令：set：存放数据、get：获取数据、keys：可以取符合规则的键值列表、exists：可以判断键值是否存在、del：可以删除当前数据库的指定 key、type：可以获取 key 对应的 value 值类型、rename：对已有 key 进行重命名（覆盖）、renamenx：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）、dbsize：查看当前数据库中 key 的数目