一、关系型数据库与非关系型数据库
1、数据库概述
(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、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。
(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。
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
2、 关系型数据库SQL 和 非关系型数据库NoSQL 的区别
SQL | NoSQL | |
存储结构 | 二维表格结构 | 不是二维表格结构,不同的NoSQL采用不同的存储方式(比如键值对、文档、索引、图形结构、时间序列等) |
扩展方式 | 纵向扩展(提升单机的硬件性能) | 横向扩展(增加服务器节点数量) |
事务支持 | 基于ACID原则,对事务控制更稳定,细粒度更高 | 基于BASE原则,对事务控制的稳定性和细粒度不如SQL |
典型代表 | MySQL Oracle PostgreSQL SQL-Server | Redis Memcached MongDB ElasticSearch Prometheus |
二、redis
1、redis的相关介绍
Redis 是 用C语言开发的,开源的,基于内存运行的NoSQL
存储结构:键值对(Key/Value KV)
数据类型:
五大基础数据类型 string(字符串) list(列表) hash(哈希/散列) set(集合/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)
端口号:TCP/6379
MySQL 和 Redist 的配合使用图
2、Redis 的几个优点
(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、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
3、使用场景
(1)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。
(2)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。
(3)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。
4.哪些数据适合放入缓存中?
(1)即时性。例如查询最新的物流状态信息。
(2)数据一致性要求不高。例如门店信息,修改后,数据库中已经改了,五分钟后缓存中才是最新的,但不影响功能使用。
(3)访问量大且更新频率不高,例如网站首页的广告信息,访问量大,但是不会经常变化。
4、Redis读写速度快的原因
(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,不存在多线程切换而消耗CPU,不用考虑各种锁的问题,不存在加锁、释放锁的操作,没有因为可能出现死锁而导致性能消耗。
(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。
三、Redis 安装部署
1.初始化操作
systemctl stop firewalldsystemctl disable firewalldsetenforce 0sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
2.修改内核参数
vim /etc/sysctl.confvm.overcommit_memory = 1 #内核允许超量使用内存直到用完为止,防止OOM杀死进程
net.core.somaxconn = 2048 #指定处于监听状态的连接请求队列的最大长度sysctl -p
3.安装redis
yum install -y gcc gcc-c++ maketar zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/cd /opt/redis-7.0.9makemake 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。
4.创建redis工作目录
mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/conf/useradd -M -s /sbin/nologin redischown -R redis.redis /usr/local/redis/
5.设置环境变量
vim /etc/profile PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin #文件最底下增加一行source /etc/profile
6.修改配置文件
vim /usr/local/redis/conf/redis.confbind 127.0.0.1 192.168.10.10
#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 abc123
#1037行,增加一行,设置redis密码
7.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-serversystemctl enable redis-servernetstat -lntp | grep 6379
8.启动服务
systemctl start redis-server
systemctl enable redis-servernetstat -lntp | grep 6379
四、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
1.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 192.168.80.10 -p 6379 -a 'abc123'
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。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<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 192.168.80.10、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 192.168.80.10 -p 6379 -c 100 -n 100000#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.80.10 -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
redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
3.Redis 数据库常用命令
String数据类型
set:存放数据,命令格式为 set key valueget:获取数据,命令格式为 get key
(1)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键keys my???? #查看当前数据库中以 my 开头后面包含任意4位的数据keys my????? #查看当前数据库中以 my 开头 my 开头后面包含任意五位的数据keys my* #查看当前数据库中以 my 开头的数据
(2) exists 命令可以判断键值是否存在
exists myclass #判断 myclass 键是否存在
(integer) 1 # 1 表示 myclass 键是存在exists myschool
(integer) 0 # 0 表示 myschool 键不存在
(3)type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型
(4)expire 命令可以为已存在的 key 设置过期时间
expire 键 秒数 值expire myclass 20
(5)ttl 命令可以查看 key 还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期
ttl 键名
(6)rename 命令是对已有 key 进行重命名。(覆盖)
rename 旧键 新键
(7)expire 命令创建 key 和 值,并设置过期时间
setex 键 秒数 值
(8)del 命令可以删除当前数据库的指定 key
del 键
(9)rename 命令是对已有 key 进行重命名。(覆盖)
rename 键 新键
(10)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)
renamenx 键 新键
(11)dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目
127.0.0.1:6379> dbsize
(12)使用config set requirepass yourpassword命令设置密码
127.0.0.1:6379> config set requirepass 123456
(13)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)
127.0.0.1:6379> auth 123456
127.0.0.1:6379> config get requirepass
4.Redis 多数据库常用命令
(1)多数据库间切换
命令格式:select 序号
注意: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。
127.0.0.1:6379> select 10 #切换至序号为 10 的数据库127.0.0.1:6379[10]> select 15 #切换至序号为 15 的数据库127.0.0.1:6379[15]> select 0 #切换至序号为 0 的数据库
(2)多数据库间移动数据
格式:move 键名 序号
127.0.0.1:6379> set k1 100
OK
127.0.0.1:6379> get k1
"100"
127.0.0.1:6379> select 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> get k1
(nil)
127.0.0.1:6379[1]> select 0 #切换至目标数据库 0
OK
127.0.0.1:6379> get k1 #查看目标数据是否存在
"100"
127.0.0.1:6379> move k1 1 #将数据库 0 中 k1 移动到数据库 1 中
(integer) 1
127.0.0.1:6379> select 1 #切换至目标数据库 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> get k1 #查看被移动数据
"100"
127.0.0.1:6379[1]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> get k1 #在数据库 0 中无法查看到 k1 的值
(nil)
(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!