Redis基本原理和基础知识
目录
一、基本原理
（一）非关系型数据库
（二）关系型数据库与非关系型数据库的区别
（三）Redis简介
1.什么是Redis
2.数据存储结构
3.默认端口号
4.数据类型
（1）五大基础类型
（2）三种特殊类型
（四）Redis优点
1.极高的数据读写速度
2.支持丰富的数据类型
3.支持数据的持久化
4.原子性
5.支持数据备份
（五）redis快的原因
二、部署Redis
（一）环境准备
（二）修改内核参数
（三）安装Redis
（四）修改配置文件
（五）定义systemd服务管理脚本
（六）启动服务
三、实操
（一）Redis 命令工具
（二）redis-cli 命令行工具
（三）redis-benchmark 测试工具
（四）Redis数据库常用命令
1.String（字符串）
2.List（列表）
3.Hash（哈希/散列）
4.Set（无序集合）
5.Zset/Sorted Set（有序集合）
6.通用
一、基本原理
（一）非关系型数据库
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）关系型数据库与非关系型数据库的区别
| 关系型数据库（SQL） | 非关系型数据库（NOSQL） | |
| 存储结构 | 二维表格结构 | 可以是文档、键值对、索引、时间序列等，不同类型数据库使用不同的存储结构 |
| 扩展方式 | 纵向扩展（提升硬件性能） | 横向扩展（增加服务器节点数量） |
| 事务支持 | 基于ACID原则 | 基于BASE原则 |
| 典型代表 | MySQL、Oracle、SQL-server等 | Redis、MongBD、Hbase、Memcached、ElasticSearch、TSDB等 |
（三）Redis简介
1.什么是Redis
Redis（远程字典服务器） 是一个开源的、使用 C 语言编写的、基于内存运行的 NoSQL 数据库
2.数据存储结构
键值对（Key/Value KV）
3.默认端口号
TCP的6379
4.数据类型
（1）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）
（2）三种特殊类型
- HyperLogLogs（基数统计）
- Bitmaps (位图)
- geospatial （地理位置)
（四）Redis优点
1.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。
（五）redis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
二、部署Redis
（一）环境准备
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config（二）修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1
##允许给到所有物理内存，无论当前的内存状态如何
net.core.somaxconn = 2048
##表示允许TCP连接等待长度
sysctl -p
（三）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
（四）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。
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
（五）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
（六）启动服务
systemctl start redis-server
systemctl enable redis-server
netstat -lntp | grep 6379
三、实操
（一）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
（二）redis-cli 命令行工具
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
redis-cli -h 指定远程主机 -p 端口 -a 指定密码
（三）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 -c 100 -n 100000 -h 192.168.20.12 -a 123 -p 6379 -t set,rpush -q
redis-benchmark -c 100 -n 100000 -h 192.168.20.12 -a 123 -p 6379 -d 100 -q
（四）Redis数据库常用命令
1.String（字符串）
set 键 值 #创建键值
get 键 #查看键值
del 键 #删除键
2.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
3.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
4.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
5.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
6.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）
