NoSQL数据库Redis
目录
一、NoSQL数据库简介
Ⅰ、SQL和NoSQL
1.关系型数据库
2.非关系型数据库
Ⅱ、SQL和NoSQL主要区别
二、redis数据库
Ⅰ、redis简介
Ⅱ、redis的单线程模式
Ⅲ、redis的优点和缺点
三、redis的部署
Ⅰ、redis安装
Ⅱ、redis配置文件
四、redis命令工具
Ⅰ、redis-cli Redis命令行工具
Ⅱ、redis-benchmark 用于检测 Redis 在本机的运行效率
五、redis常用命令
Ⅰ、set、get、type
Ⅱ、keys、dbsize
Ⅲ、del、exists
Ⅳ、rename、renamenx
Ⅴ、设置密码
六、redis 多数据库常用命令
Ⅰ、切换数据库
Ⅱ、多数据库间移动数据
Ⅲ、清除数据库
七、redis高可用
Ⅰ、持久化：
Ⅱ、主从复制：
Ⅲ、哨兵：
Ⅳ、集群：
一、NoSQL数据库简介
在前面介绍MySQL的时候，我们简单介绍了关系型数据库与非关系型数据库的分别
Ⅰ、SQL和NoSQL
1.关系型数据库
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
主流的关系型数据库包括Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2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
主流的NoSQL数据库有Redis、MongoDB、Hbase、CouhDB等
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（比如微信群聊天里的文字、图片、视频、音乐等
Ⅱ、SQL和NoSQL主要区别
数据存储方式
关系型数据库天然就是表格式的，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，也容易提取数据
非关系型数据库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。你的数据及其特性就是选择数据存储和提取方式的首要影响因素
扩展方式
SQL数据库是纵向扩展，使用速度更快的计算机，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。因为非关系型数据库存储就是分布式的，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
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
二、redis数据库
Ⅰ、redis简介
redis是一个开源的、使用C语言编写的NoAQL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。
Ⅱ、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多开启多个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。
Ⅲ、redis的优点和缺点
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Ordered Sets等数据来行操作
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-slave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、计算机应用、存储关系、实时分析系统、日志记录
redis缺点：
数据容量收到物理内存的限制，不能用于海量数据的高性能读写，因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上
三、redis的部署
Ⅰ、redis安装
#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#准备必要工具、环境
yum install -y gcc gcc-c++ make
#解压缩包并进行make安装
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
进行安装
/opt/redis-5.0.7/utils/install-server.sh
创建软连接
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin
/etc/init.d/redis_6379 start #启动
/etc/init.d/redis_6379 stop #关闭
/etc/init.d/redis_6379 restart #重启
/etc/init.d/redis_6379 status #查看状态
开启成功
Ⅱ、redis配置文件
vim /etc/redis/6379.conf#添加 监听的主机地址
70 bind 127.0.0.1 192.168.161.11
Redis默认的监听端口
93 port 6379
#启用守护进程
137 daemonize yes
#指定 PID 文件位置
159 pidfile /var/run/redis_6379.pid
#日志级别
167 loglevel notice
#指定日志文件
172 logfile /var/log/redis_6379.log
---wq
#修改配置文件后重启服务
/etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@ljp bin]# ps -aux | grep redis
root 5438 0.3 0.1 153992 7696 ? Ssl 00:10 0:00 /usr/local/bin/redis-server 127.0.0.1:6379四、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
Ⅰ、redis-cli Redis命令行工具
redis-cli -h host -p port -a password例：连接本机redis，如果本机只有当前只有一个redis进程，这里-h和-p可以忽略
[root@ljp bin]# redis-cli -h 192.168.116.22 -p 6379
192.168.116.22:6379>
Ⅱ、redis-benchmark 用于检测 Redis 在本机的运行效率
redis-banchmark 【选项】【参数】| 选项 | 说明 |
| -h | 指定服务器主机名 |
| -p | 指定端口号 |
| -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 192.168.116.22、端口为 6379 的 Redis 服务器发送 200 个并发连接与 100000 个请求测试性能
redis-benchmark -h 192.168.116.22 -p 6379 -c 200 -n 10000
五、redis常用命令
set 存放数据
get 获取数据
keys 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 判断键值是否存在
del 删除当前数据库的指定 keyrename 重命名key
renamenx 不重复重命名key
type 获取 key 对应的 value 值类型dbsize 查看当前数据库中 key 的数目
Ⅰ、set、get、type
set key value [expiration EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX]
get key
TYPE key
例：
127.0.0.1:6379> set stus ljp
OK
127.0.0.1:6379> get stus
"ljp"
127.0.0.1:6379> TYPE stus
string
Ⅱ、keys、dbsize
keys pattern
dbsize例：
#查看所有键
127.0.0.1:6379> keys *
1) "teather"
2) "stus"
3) "stu3"
4) "key:__rand_int__"
5) "mylist"
6) "counter:__rand_int__"
7) "stu2"
8) "myset:__rand_int__"
#s开头任意长度的键
127.0.0.1:6379> keys s*
1) "stus"
2) "stu3"
3) "stu2"
#三个任意字符开头cher结尾的键
127.0.0.1:6379> keys ???cher
1) "teacher"
#查看keys数量
127.0.0.1:6379> DBSIZE
(integer) 7
Ⅲ、del、exists
del key [key ...]
EXISTS key [key ...]
例：
#删除teacher键
127.0.0.1:6379> del teacher
(integer) 1
#查看teather是否存在
127.0.0.1:6379> EXISTS teacher
(integer) 0
#查看stus是否存在
127.0.0.1:6379> EXISTS stus
(integer) 1
Ⅳ、rename、renamenx
rename key newkey
renamenx key newkey
例：
#重命名stus为stu1并检测是否成功
127.0.0.1:6379> rename stus stu1
OK
127.0.0.1:6379> EXISTS stu1
(integer) 1
#已有名为stu1的key，尝试使用renamenx将stu2重命名为stu1，结果失败
127.0.0.1:6379> renamenx stu2 stu1
(integer) 0
Ⅴ、设置密码
一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用
#设置密码
config set requirepass password
#查看密码
config get requirepass六、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。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
Ⅰ、切换数据库
SELECT index
127.0.0.1:6379> SELECT 2
OK
127.0.0.1:6379[2]> keys *
(empty list or set)
#切换回去
127.0.0.1:6379[2]> SELECT 0
OK
Ⅱ、多数据库间移动数据
move key db
#将db0的stu1移动到db2
127.0.0.1:6379> MOVE stu1 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SELECT 2
OK
127.0.0.1:6379[2]> keys *
1) "stu1"
#在db0的stu1不存在了
127.0.0.1:6379[2]> SELECT 0
OK
127.0.0.1:6379> EXISTS stu1
(integer) 0
Ⅲ、清除数据库
FLUSHDB ：清空当前数据库数据
FLUSHALL ：清空所有数据库的数据，慎用！
七、redis高可用
在web服务器中，高可用是指服务器可以正常访问的时间，衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务。但是在Redis语境中，高可用的含义似乎要宽泛一些，除了保证提供正常服务（如主从分离、快速容灾技术），还需要考虑数据容量的扩展、数据安全不会丢失等。
在Redis中，实现高可用的技术主要包括 ：
Ⅰ、持久化：
持久化是最简单的高可用方法(有时甚至不被归为高可用的手段)，主要作用是数据备份，即将数据存储在硬盘，保证数据不会因进程退出而丢失。
NoSQL数据库Redis的持久化
Ⅱ、主从复制：
主从复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。主从复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷：故障恢复无法自动化；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。
准备两台redis
master：192.168.116.22
slave： 192.168.116.23
分别作配置文件修改：
vim /etc/redis/6379.conf
#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段
bind 0.0.0.0
#137行，开启守护进程
daemonize yes
#172行，指定日志文件目录
logfile /var/log/redis_6379.log
#264行，指定工作目录
dir /var/lib/redis/6379
#700行，开启AOF持久化功能
appendonly yes
/etc/init.d/redis_6379 restart
#以下需要slave额外设置
#288行，指定要同步的Master节点IP和端口
replicaof 192.168.187.48 6379
在主从服务器上分别验证
redis-cli info replication
master：
slave：
主redis上查看日志
tail -f /var/log/redis_6379.log
Ⅲ、哨兵：
在主从复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷：写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。
准备三台redis
master：192.168.116.22
slave1： 192.168.116.23
slave2： 192.168.116.25
每台服务器分别作配置如下
vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
#17行，关闭保护模式
protected-mode no
#21行，Redis哨兵默认的监听端口
port 26379
#26行，指定sentinel为后台启动
daemonize yes
#36行，指定日志存放路径
logfile "/var/log/sentinel.log"
#65行，指定数据库存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"
#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.187.48:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster，最
#后的2的含义与主节点的故障判定有关：至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移
sentinel monitor mymaster 192.168.187.48 6379 2
#113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
#146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000先启动master，后启动slaves
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &master节点查看状态
redis-cli -p 26379 info sentinel
模拟故障，关闭master的redis
ps -aux | grep redis | grep 6379 | grep -v sentinel
root 10882 0.1 0.1 156452 7428 ? Ssl 17:43 0:05 /usr/local/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
kill -9 10882进行查看
down掉的master的恢复，需要先将/var/run/redis_6379.pid文件删除，最好再去配置文件中去指向主从复制的master
rm -rf /var/run/redis_6379.pid
/etc/init.d/redis_6379 restart
/var/run/redis_6379.pid does not exist, process is not running
Starting Redis server...
[root@ljp redis-5.0.7]# redis-cli
127.0.0.1:6379> Ⅳ、集群：
通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方
Redis分布式部署