1.NoSQL之Redis配置与基础命令

前言

• Redis是一个开源（BSD许可），内存存储的数据结构服务器，可用作数据库，高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合，位图，hyperloglogs等数据类型
• 内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能，同时通过RedisSentinel提供高可用，通过Redis Cluster提供自动分区
• Redis属于NoSQL类型数据，即非关系型数据库

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(mariadb)、SQL Server、Microsoft Access、DB2等

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
• 主流的 NoSQL 数据库有Redis、 MongoDB、 Hbase、 Memcached、Postgresql等

3.关系型数据库和非关系型数据库区别

3.1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

① 关系型：依赖于关系模型E-R图，同时以二维表格式的方式存储数据

② 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起进行存储数据

3.2 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

① 关系：纵向（天然表格式）

② 非关：横向（天然分布式）

3.3 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最佳选择。SQL数据库支持对事务(ACID)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

① 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

② 非关系：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

4.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) HugeStorage--------------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

Mysql 高热数据——》redis
web ——》redis ——》mysql
CPU——》内存/缓存 ——》磁盘

• 以上小结

• 非关系数据库

1.数据保存在爱存中，利于读取速度/在询数据
2.架构巾位置灵活
3.分布式、展性高

实例–>数据库–>集合(col1 ection)–>键值付(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

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

实例–>数据库–>表(table)–>记求行(row)、数据字段(column)------》存储数据

二、Redis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(支持存储在磁盘)，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
• Redis服务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
• 建议可以开2个进程

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

三、Redis 具有以下几个优点

• （redis 特性（与其他nosql对比））

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Ordered Sets 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

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

• 丰富的特性 – Redis还支持 publish（消息发布）/subscribe（订阅）, 通知, 设置key有效期等等特性
• 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
• 支持key-value、 Strings、Lists、 Hashes（散列值）、 Sets 及Ordered Sets 等数据类型操作

3.1Redis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Ris6.0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

四、redis部署

1.Redis安装部署

#关闭防火墙核心防护
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0

##安装依赖环境
[root@localhost ~]# yum install -y gcc gcc-c++ make

#将压缩包上传到/opt 目录中，解压
[root@localhost opt]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/

#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
[root@localhost opt]# cd /opt/redis-5.0.7/
[root@localhost redis-5.0.7]# make PREFIX=/usr/local/redis install

#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
[root@localhost utils]# cd /opt/redis-5.0.7/utils/
[root@localhost 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/redis/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
[root@localhost utils]# 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，默认侦听端口为6379
[root@localhost utils]# netstat -natp | grep redis
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      73269/redi-server  

#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
#只有70行需要修改，其他都是默认的
[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
bind 127.0.0.1  192.168.113.127    #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

#重启redis
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
[root@localhost utils]# netstat -natp | grep redis
tcp        0      0 192.168.113.127:6379    0.0.0.0:*               LISTEN      73487/redi-server  
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      73487/redi-server  

2.Redis命令工具

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.

rdb 和aof 是redis服务中持久化功能的两种形式RDB AOF 
redis-cli 常用于登陆至redis 数据库 

3.redis-cli 命令行工具（远程登陆）

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，

[root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.113.127 -p 6379

4.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（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  0=reconnect
-r : SET/GET/INCR 使用随机key, SADD使用随机值。
-P :通过管道传输<numreq>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。

• 向IP地址为192.168.113.127、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

[root@localhost utils]# redis-benchmark -h 192.168.113.127 -p 6379 -c 100 -n 10000

• 测试存取大小为100字节的数据包的性能

[root@localhost utils]# redis-benchmark -h 192.168.113.127 -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

[root@localhost utils]# redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q

五、Redis数据库常用命令

[root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.113.127 -p 6379

#格式
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

#以下示例：
192.168.113.127:6379> set ky20 qjm
OK
192.168.113.127:6379> get ky20
"qjm"

#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
#先创建几个键值
192.168.113.127:6379> set q1 1
192.168.113.127:6379> set q2 2
192.168.113.127:6379> set q3 3
192.168.113.127:6379> set m1 4
192.168.113.127:6379> set m5 5
192.168.113.127:6379> set m66 5

 #查看当前数据库中所有键
192.168.113.127:6379> keys *
 1) "m66"
 2) "key:__rand_int__"
 3) "counter:__rand_int__"
 4) "myset:__rand_int__"
 5) "q2"
 6) "mylist"
 7) "q1"
 8) "m5"
 9) "ky20"
10) "q3"
11) "m1"

#查看当前数据库中以q开头的数据
192.168.113.127:6379> keys q*
1) "q2"
2) "q1"
3) "q3"

#查看当前数据库中以m开头后面包含任意一位的数据
192.168.113.127:6379> keys m?
1) "m5"
2) "m1"

#查看当前数据库中以m开头m开头后面包含任意两位的数据
192.168.113.127:6379> keys m??
1) "m66"

#exists 命令可以判断键值是否存在
#判断 ky20键是否存在
192.168.113.127:6379> exists ky20
(integer) 1   #1表示teacher 键是存在
192.168.113.127:6379> exists ky2
(integer) 0   #0表示tea键不存在

#del命令可以删除当前数据库的指定key
192.168.113.127:6379> keys * 
192.168.113.127:6379> del q1
(integer) 1
192.168.113.127:6379> get q1
(nil)

# type 命令可以获取key对应的 value 值类型
192.168.113.127:6379> type ky20
string

# rename 命令是对已有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
192.168.113.127:6379> keys m*
1) "m66"
2) "myset:__rand_int__"
3) "mylist"
4) "m5"
5) "m1"
192.168.113.127:6379> rename m66 m2
OK
192.168.113.127:6379> keys m*
1) "myset:__rand_int__"
2) "mylist"
3) "m5"
4) "m2"
5) "m1"
192.168.113.127:6379> get m2
"5"
192.168.113.127:6379> get m1
"4"

192.168.113.127:6379> rename m1 m2
OK
192.168.113.127:6379> get m1
(nil)
192.168.113.127:6379> get m2
"4"

# renamenx
rename n 不进行修改 x进行修改
nx 组合： 先判断 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)
命令格式: renamenx 源key  目标key

192.168.113.127:6379> keys *
192.168.113.127:6379> get ky20
"qjm"
192.168.113.127:6379> get m2
"4"
192.168.113.127:6379> renamenx m2 ky20
(integer) 0
192.168.113.127:6379> get m2
"4"
192.168.113.127:6379> get ky20
"qjm"

#dbsize命令的作用是查看当前数据库中key的数目
192.168.113.127:6379> dbsize
(integer) 9

#使用config set requirepass your password 命令设置密码
192.168.113.127:6379> config set requirepass 123123
OK
192.168.113.127:6379> dbsize
#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)
192.168.113.127:6379> auth 123123
OK
192.168.113.127:6379> dbsize
(integer) 9

#删除密码
192.168.113.127:6379> auth 123123
192.168.113.127:6379> config set requirepass ''
#以上不设置，无法重启redis

六、Redis 多数据库常用命令（16个库 0-15）

#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
#切换至序号为8的数据库
 192.168.113.127:6379> select 8
 
#切换至序号为6的数据库
192.168.113.127:6379[8]> select 6

#切换至序号为0的数据库
192.168.113.127:6379[6]> select 0


#多数据库间移动数据，先在0库创建个键值
#格式: move  键值  序号
192.168.113.127:6379> set q66 100
OK
192.168.113.127:6379> get q66
"100"

#先在切换到1库查看是没有的
192.168.113.127:6379> select 1
OK
192.168.113.127:6379[1]> get q66
(nil)

#切换至目标数据库0，移动数据
192.168.113.127:6379[1]> select 0
OK
192.168.113.127:6379> get q66    #查看目标数据是否存在
"100"

#将数据库0中q66移动到数据库1中
192.168.113.127:6379> move q66 1
(integer) 1
192.168.113.127:6379> select 1  #切换至目标数据库1
OK
192.168.113.127:6379[1]> get q66   #查看被移动数据
"100"

192.168.113.127:6379[1]> select 0
OK
192.168.113.127:6379> get q66    #在数据库0中无法查看到q66的值
(nil)


#清除数据库内数据(rm -rf )
FLUSHDB  :清空当前数据库数据
FLUSHALL :清空所有数据库的数据，慎用!

#FLUSHDB  :清空当前数据库数据
192.168.113.127:6379[1]> keys *
1) "q66"
192.168.113.127:6379[1]> flushdb
OK
192.168.113.127:6379[1]> keys *
(empty list or set)

#FLUSHALL :清空所有数据库的数据
192.168.113.127:6379> keys *  #先查看0库的键值
192.168.113.127:6379> move q2 1  #然后移动一个键值到1库
(integer) 1
192.168.113.127:6379> select 1  #切换到1库
OK
192.168.113.127:6379[1]> get q2  #查看确认以转入到了1库
"2"
192.168.113.127:6379[1]> flushall  #清空所有库
OK
192.168.113.127:6379[1]> get q2    #查看已经没有键值了
(nil)
192.168.113.127:6379[1]> select 0  #在切换回0库查看
OK
192.168.113.127:6379> keys *    #查看0库键值也被清空
(empty list or set)




redis 远程数据备份 （全量、增量）
是以Shell 脚本的形式
redis_backup.sh
#!/bin/bash 
TIME=$
BCDIR=
redis_server=
post
psword

redis 缓存穿透 击穿 雪崩
redis 分布式锁（）

nginx SSL 加秘密 
nginx 暴露一些接口之类的