Reids原理及简单命令

目录

1.关系数据库与非关系型数据库

关系型数据库

非关系型数据库

关系型数据库和非关系型数据库区别

数据存储方式不同

扩展方式不同

对事务性的支持不同

总结：

2. Redis简介

什么是reids

reids优点

reids使用场景：

reids快的原因

Redis数据类型

五大基础类型 

三种特殊的数据类型

3.reids安装部署

环境准备

修改内核参数

安装redis

修改配置文件

定义systemd服务管理脚本

启动服务

4.Redis 命令工具

redis-cli 命令行工具

redis-benchmark 测试工具

5.Redis数据库常用命令

String（字符串）

List（列表）

Hash（哈希/散列）

Set（无序集合）

Zset/Sorted Set（有序集合）

通用

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1.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、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。

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。

关系型数据库和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。

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。

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）。

2. Redis简介

什么是reids

• 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。
• 数据存储结构  键值对（Key/Value  KV）
• 默认端口号  TCP/6379
• 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。

reids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。

reids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。

reids快的原因

1. redis是基于内存运行的，数据读写都是在内存中完成的
2. 数据读写采用单线程模式，避免了多线程切换带来的CPU性能消耗，同时也不要考虑各种锁的问题
3. 采用IO多路复用模型，可以使线程处理更多的网络连接请求，提高并发能力

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。

Redis数据类型

五大基础类型 

• String（字符串）
•  List（列表）
•  Hash（哈希/散列）
• Set（无序集合）
• Zset/Sorted Set（有序集合）

三种特殊的数据类型

• HyperLogLogs（基数统计）
• Bitmaps (位图)
• geospatial （地理位置)

3.reids安装部署

环境准备

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

修改内核参数

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

sysctl -p

安装redis

yum install -y gcc gcc-c++ make
tar -xf redis-7.0.13.tar.gz
cd redis-7.0.13
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-7.0.13/redis.conf /usr/local/redis/conf/
useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/

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

source /etc/profile

修改配置文件

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf

bind 127.0.0.1 192.168.88.40					#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 123								    #1037行，增加一行，设置redis密码

定义systemd服务管理脚本

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 start redis-server
systemctl enable redis-server

netstat -lntp | grep 6379

4.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

redis-cli 命令行工具

语法：

redis-cli -h ip地址 -p 端口号 [-a 密码]
-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-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
-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。

向IP地址为 192.168.88.40、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 192.168.88.40 -p 6379 -c 100 -n 100000 -a 123

测试存取大小为 100 字节的数据包的性能

redis-benchmark -h 192.168.88.40 -p 6379 -q -d 100 -a 123

5.Redis数据库常用命令

String（字符串）

set 键 值    #创建键值
get 键       #查看键值
del 键       #删除键

List（列表）

lpush|rpush 键 值1 值2 值3 ....     #创建yy键
lrange 键  起始下标    终止下标      #查看yy键
           0（第一个） -1（最后一个）
lrem 键  元素个数  元素值            
del 键                             #删除键

Hash（哈希/散列）

hset 键 字段1 值1 字段2 值2 ....         #创建键
hget 键 字段                            #查看单个字段值
hgetall 键                              #查看键的所有字段和字段值
hkeys 键                                #查看键的所有字段
hvals 键                                #查看键的所有值
hdel 键 字段                            #删除单个字段
del 键                                  #删除键

Set（无序集合）

sadd 键 值1 值2 值3 ....    #创建键
smembers 键                #查看键值
srem 键 值                 #删除单个键值
del 键                     #删除键

Zset/Sorted Set（有序集合）

zadd 键 序号1 值1  序号2 值2 ....           #创建zadd类型键
zrange 键 起始下标  终止下标 [withscores]   #查看键
          0         -1
zrangebyscore 键 起始序号 结束序号          #用序号查看键
zrem 键 值1 值2 ....                       #删除键值
zrembyscore 键  起始序号 结束序号           #用序号删除键值
del 键                                     #删除键

通用

type 键                             #查看键的数据类型
keys 键 * ?                         #查询键名，支持通配符 * ?
exists 键                           #判断键是否存在
expire 键 过期时间                   #为已存在的键设置过期时间
setex 键 过期时间 值                 #创建string类型的键并设置过期时间
ttl 键                              #查看键的生命周期时间，-1 永不过期，-2 已过期
rename 旧键 新键                     #重命名键名，会覆盖已存在的键
renamenx 旧键 新键                   #重命名键名，不会覆盖已存在的键
dbsize                              #统计当前库中键的总数
config set requirepass '密码'       #设置/修改redis密码
config get requirepass              #查看密码
auth '密码'                         #在redis里验证密码
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）