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1.NoSQL之Redis配置与基础命令
前言
- Redis是一个开源（BSD许可），内存存储的数据结构服务器，可用作数据库，高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合，位图，hyperloglogs等数据类型
- 内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能，同时通过RedisSentinel提供高可用，通过Redis Cluster提供自动分区
- Redis属于NoSQL类型数据，即非关系型数据库
一、关系数据库与非关系型数据库
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(mariadb)、SQL Server、Microsoft Access、DB2等
2.非关系型数据库
- NoSQL (NoSQL=NotOnlySQL)，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 - 主流的 NoSQL 数据库有Redis、 MongoDB、 Hbase、 Memcached、Postgresql等
3.关系型数据库和非关系型数据库区别
3.1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
① 关系型：依赖于关系模型E-R图，同时以二维表格式的方式存储数据
② 非关系型：除了以表格形式存储之外，通常会以大块的形式组合在一起进行存储数据
3.2 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
① 关系：纵向（天然表格式）
② 非关：横向（天然分布式）
3.3 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最佳选择。SQL数据库支持对事务(ACID)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 关系型：特别适合高事务性要求和需要控制执行计划的任务
② 非关系：此处会稍显弱势，其价值点在于高扩展性和大数据量处理方面
4.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) HugeStorage--------------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
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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
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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-
以上小结
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非关系数据库
1.数据保存在爱存中，利于读取速度/在询数据
2.架构巾位置灵活
3.分布式、展性高实例–>数据库–>集合(col1 ection)–>键值付(key-value)
非关系型数据库不需要手动建数据库和集合（表）- 关系数据库
1.安全性高（持久化）
2.事务处理能力强
3.任务控制能力强
4.可以做日志备份、恢复、容灾的能力更强一点实例–>数据库–>表(table)–>记求行(row)、数据字段(column)------》存储数据
二、Redis简介
- Redis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(支持存储在磁盘)，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
- Redis服务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
- 建议可以开2个进程
原因：
1、备份
2、抗高并发的同时尽量不给CPU造成太大的压力
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
三、Redis 具有以下几个优点
- （redis 特性（与其他nosql对比））
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（散列值）、 Sets 及Ordered Sets 等数据类型操作
- ps:
string 字符串（可以为整形、浮点和字符型，统称为元素）
list 列表：（实现队列，元素不唯一，先入先出原则）
set 集合：（各不相同的元素）
hash hash散列值：（hash的key必须是唯一的）
set /ordered sets 集合/有序集合
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
- 丰富的特性 – Redis还支持 publish（消息发布）/subscribe（订阅）, 通知, 设置key有效期等等特性
- 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
- 支持key-value、 Strings、Lists、 Hashes（散列值）、 Sets 及Ordered Sets 等数据类型操作
3.1Redis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Ris6.0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
四、redis部署
1.Redis安装部署
#关闭防火墙核心防护 [root@localhost ~]# systemctl stop firewalld [root@localhost ~]# setenforce 0 ##安装依赖环境 [root@localhost ~]# yum install -y gcc gcc-c++ make #将压缩包上传到/opt 目录中，解压 [root@localhost opt]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/ #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 [root@localhost opt]# cd /opt/redis-5.0.7/ [root@localhost redis-5.0.7]# make PREFIX=/usr/local/redis install #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 [root@localhost utils]# cd /opt/redis-5.0.7/utils/ [root@localhost utils]# ./install_server.sh ....... #一直回车. 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/redis/bin/redis-cli #客户端命令工具 -------------------------------------------------------------------------------------- 1
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#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 [root@localhost utils]# 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，默认侦听端口为6379 [root@localhost utils]# netstat -natp | grep redis tcp 0 0 127.0.0.1:6379 0.0.0.0:* LISTEN 73269/redi-server #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 #只有70行需要修改，其他都是默认的 [root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf bind 127.0.0.1 192.168.113.127 #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 #重启redis [root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart [root@localhost utils]# netstat -natp | grep redis tcp 0 0 192.168.113.127:6379 0.0.0.0:* LISTEN 73487/redi-server tcp 0 0 127.0.0.1:6379 0.0.0.0:* LISTEN 73487/redi-server- 1
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2.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. rdb 和aof 是redis服务中持久化功能的两种形式RDB AOF redis-cli 常用于登陆至redis 数据库- 1
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3.redis-cli 命令行工具（远程登陆）
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， [root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.113.127 -p 6379- 1
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4.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（套接字） -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。- 1
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- 向IP地址为192.168.113.127、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
[root@localhost utils]# redis-benchmark -h 192.168.113.127 -p 6379 -c 100 -n 10000- 1
- 测试存取大小为100字节的数据包的性能
[root@localhost utils]# redis-benchmark -h 192.168.113.127 -p 6379 -q -d 100- 1
- 测试本机上Redis 服务在进行set与lpush操作时的性能
[root@localhost utils]# redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q- 1
五、Redis数据库常用命令
[root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.113.127 -p 6379 #格式 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 #以下示例： 192.168.113.127:6379> set ky20 qjm OK 192.168.113.127:6379> get ky20 "qjm" #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 #先创建几个键值 192.168.113.127:6379> set q1 1 192.168.113.127:6379> set q2 2 192.168.113.127:6379> set q3 3 192.168.113.127:6379> set m1 4 192.168.113.127:6379> set m5 5 192.168.113.127:6379> set m66 5 #查看当前数据库中所有键 192.168.113.127:6379> keys * 1) "m66" 2) "key:__rand_int__" 3) "counter:__rand_int__" 4) "myset:__rand_int__" 5) "q2" 6) "mylist" 7) "q1" 8) "m5" 9) "ky20" 10) "q3" 11) "m1" #查看当前数据库中以q开头的数据 192.168.113.127:6379> keys q* 1) "q2" 2) "q1" 3) "q3" #查看当前数据库中以m开头后面包含任意一位的数据 192.168.113.127:6379> keys m? 1) "m5" 2) "m1" #查看当前数据库中以m开头m开头后面包含任意两位的数据 192.168.113.127:6379> keys m?? 1) "m66" #exists 命令可以判断键值是否存在 #判断 ky20键是否存在 192.168.113.127:6379> exists ky20 (integer) 1 #1表示teacher 键是存在 192.168.113.127:6379> exists ky2 (integer) 0 #0表示tea键不存在 #del命令可以删除当前数据库的指定key 192.168.113.127:6379> keys * 192.168.113.127:6379> del q1 (integer) 1 192.168.113.127:6379> get q1 (nil) # type 命令可以获取key对应的 value 值类型 192.168.113.127:6379> type ky20 string # 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 192.168.113.127:6379> keys m* 1) "m66" 2) "myset:__rand_int__" 3) "mylist" 4) "m5" 5) "m1" 192.168.113.127:6379> rename m66 m2 OK 192.168.113.127:6379> keys m* 1) "myset:__rand_int__" 2) "mylist" 3) "m5" 4) "m2" 5) "m1" 192.168.113.127:6379> get m2 "5" 192.168.113.127:6379> get m1 "4" 192.168.113.127:6379> rename m1 m2 OK 192.168.113.127:6379> get m1 (nil) 192.168.113.127:6379> get m2 "4" # renamenx rename n 不进行修改 x进行修改 nx 组合： 先判断 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 192.168.113.127:6379> keys * 192.168.113.127:6379> get ky20 "qjm" 192.168.113.127:6379> get m2 "4" 192.168.113.127:6379> renamenx m2 ky20 (integer) 0 192.168.113.127:6379> get m2 "4" 192.168.113.127:6379> get ky20 "qjm" #dbsize命令的作用是查看当前数据库中key的数目 192.168.113.127:6379> dbsize (integer) 9 #使用config set requirepass your password 命令设置密码 192.168.113.127:6379> config set requirepass 123123 OK 192.168.113.127:6379> dbsize #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) 192.168.113.127:6379> auth 123123 OK 192.168.113.127:6379> dbsize (integer) 9 #删除密码 192.168.113.127:6379> auth 123123 192.168.113.127:6379> config set requirepass '' #以上不设置，无法重启redis- 1
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六、Redis 多数据库常用命令（16个库 0-15）
#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 #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 #切换至序号为8的数据库 192.168.113.127:6379> select 8 #切换至序号为6的数据库 192.168.113.127:6379[8]> select 6 #切换至序号为0的数据库 192.168.113.127:6379[6]> select 0 #多数据库间移动数据，先在0库创建个键值 #格式: move 键值 序号 192.168.113.127:6379> set q66 100 OK 192.168.113.127:6379> get q66 "100" #先在切换到1库查看是没有的 192.168.113.127:6379> select 1 OK 192.168.113.127:6379[1]> get q66 (nil) #切换至目标数据库0，移动数据 192.168.113.127:6379[1]> select 0 OK 192.168.113.127:6379> get q66 #查看目标数据是否存在 "100" #将数据库0中q66移动到数据库1中 192.168.113.127:6379> move q66 1 (integer) 1 192.168.113.127:6379> select 1 #切换至目标数据库1 OK 192.168.113.127:6379[1]> get q66 #查看被移动数据 "100" 192.168.113.127:6379[1]> select 0 OK 192.168.113.127:6379> get q66 #在数据库0中无法查看到q66的值 (nil) #清除数据库内数据(rm -rf ) FLUSHDB :清空当前数据库数据 FLUSHALL :清空所有数据库的数据，慎用! #FLUSHDB :清空当前数据库数据 192.168.113.127:6379[1]> keys * 1) "q66" 192.168.113.127:6379[1]> flushdb OK 192.168.113.127:6379[1]> keys * (empty list or set) #FLUSHALL :清空所有数据库的数据 192.168.113.127:6379> keys * #先查看0库的键值 192.168.113.127:6379> move q2 1 #然后移动一个键值到1库 (integer) 1 192.168.113.127:6379> select 1 #切换到1库 OK 192.168.113.127:6379[1]> get q2 #查看确认以转入到了1库 "2" 192.168.113.127:6379[1]> flushall #清空所有库 OK 192.168.113.127:6379[1]> get q2 #查看已经没有键值了 (nil) 192.168.113.127:6379[1]> select 0 #在切换回0库查看 OK 192.168.113.127:6379> keys * #查看0库键值也被清空 (empty list or set) redis 远程数据备份 （全量、增量） 是以Shell 脚本的形式 redis_backup.sh #!/bin/bash TIME=$ BCDIR= redis_server= post psword redis 缓存穿透 击穿 雪崩 redis 分布式锁（） nginx SSL 加秘密 nginx 暴露一些接口之类的- 1
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