(一)NoSQL之 【Redis配置】

一、非关系型数据库

1.1、什么是非关系数据库

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、MongoDB、HBase、Memcached等。


1.2、关系型数据库和非关系型数据库区别

(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。

(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个表,这都需要通过提高计算机性能来。
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。
关系:纵向   比如说硬件中添加内存
非关:横向  天然分布式


(2)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。

1.3、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)Huge Storage——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

二、Redis

2.1、Redis官网

Redis 中文学习https://www.tkcnn.com/redis/Getting-started.html
官网https://redis.io/docs/latest/get-started/

2.2、Redis简介

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。
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。

2.3、Redis 具有以下几个优点:

(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。

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。

2.4、Redis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 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

redis 下载地址:http://download.redis.io/releases/

systemctl stop firewalld
setenforce 0

安装

yum install -y gcc gcc-c++ make
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
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。

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

cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh#一直回车

直到
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/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

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,默认监听端口为 6379

netstat -natp | grep redis

#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
vim /etc/redis/6379.conf

bind 127.0.0.1 192.168.88.200                #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

/etc/init.d/redis_6379 restart

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

五、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

本机

redis-cli

其他机器

redis-cli -h 192.168.88.200 -p 6379

六、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 192.168.88.200、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 192.168.88.200 -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 192.168.88.200 -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

七、Redis 数据库常用命令

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

1、基础用法

127.0.0.1:6379> set teacher zhangsan
OK
127.0.0.1:6379> get teacher
"zhangsan"

2、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。

*所有键,? 是任意一位

127.0.0.1:6379> set k1 1
127.0.0.1:6379> set k2 2
127.0.0.1:6379> set k3 3
127.0.0.1:6379> set v1 4
127.0.0.1:6379> set v5 5
127.0.0.1:6379> set v22 5

127.0.0.1:6379> KEYS *                #查看当前数据库中所有键

127.0.0.1:6379> KEYS v*              #查看当前数据库中以 v 开头的数据

127.0.0.1:6379> KEYS v?               #查看当前数据库中以 v 开头后面包含任意一位的数据

127.0.0.1:6379> KEYS v??             #查看当前数据库中以 v 开头 v 开头后面包含任意两位的数据

3、 exists 命令可以判断键值是否存在。
127.0.0.1:6379> exists teacher        #判断 teacher 键是否存在
(integer) 1                            # 1 表示 teacher 键是存在
127.0.0.1:6379> exists tea
(integer) 0                            # 0 表示 tea 键不存在

4、del 命令可以删除当前数据库的指定 key。
127.0.0.1:6379> keys *
127.0.0.1:6379> del v5
127.0.0.1:6379> get v5

5、 type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型。
127.0.0.1:6379> type k1
string

6、 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。

127.0.0.1:6379> keys v*
1) "v1"
2) "v22"
127.0.0.1:6379> rename v22 v2
OK
127.0.0.1:6379> keys v*
1) "v1"
2) "v2"
127.0.0.1:6379> get v1
"4"
127.0.0.1:6379> get v2
"5"
127.0.0.1:6379> rename v1 v2
OK
127.0.0.1:6379> get v1
(nil)
127.0.0.1:6379> get v2
"4"

7、 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)

命令格式:renamenx 源key 目标key

127.0.0.1:6379> keys *
127.0.0.1:6379> get teacher
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> get v2
"4"
127.0.0.1:6379> renamenx v2 teacher
(integer) 0
127.0.0.1:6379> keys *
127.0.0.1:6379> get teacher
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> get v2
"4"

8、 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


9、使用config set requirepass yourpassword命令设置密码
127.0.0.1:6379> config set requirepass 123456

10、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

八、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。

1、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。 

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 键值 序号

127.0.0.1:6379> set k1 100
OK
127.0.0.1:6379> get k1
"100"

切换
127.0.0.1:6379> select 1
OK

访问不到
127.0.0.1:6379[1]> get k1
(nil)

切换至目标数据库 0
127.0.0.1:6379[1]> select 0        
OK

查看目标数据是否存在
127.0.0.1:6379> get k1              
"100"

 将数据库 0 中 k1 移动到数据库 1 中
127.0.0.1:6379> move k1 1          
(integer) 1

切换至目标数据库 1
127.0.0.1:6379> select 1                
OK

查看被移动数据
127.0.0.1:6379[1]> get k1        
"100"
127.0.0.1:6379[1]> select 0
OK

在数据库 0 中无法查看到 k1 的值
127.0.0.1:6379> get k1
(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!

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