Redis 非关系型数据库-简介、安装及常用命令

Redis 非关系型数据库-简介、安装及常用命令

 

 

 

 

                 一、关系数据库与非关系型数据库

                 二、Redis简介

                 三、Redis安装部署

 

 

 

 

 

一、关系数据库与非关系型数据库

1.关系型数据库

（1）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。
（2）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。
（3）主流的关系型数据库包括Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2等。

2.非关系型数据库

（1）NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意思是“不仅仅是 SQL”，是非关系型数据库的总称。
（2）除了主流的关系型数据库外的数据库，都认为是非关系型。
（3）主流的NoSQL数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached等。

3.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

①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
②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

①SQL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。
②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客服。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。
③NoSQL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。

（3）对事务性的支持不同

①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。
②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。

4.非关系型数据库产生背景

1.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要求。
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。
2.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。

总结

关系型数据库：实例——数据库——表——记录行、数据字段。
非关系型数据库：实例——数据库——集合——键值对，不需要手动建数据库和集合（表）。

二、Redis简介

1.Redis是一个开源的、使用C语言编写的NoSQL数据库。
2.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

1.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。
2.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。
3.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。
4.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。

建议可以开2个进程

1.备份
2.抗高并发的同时尽量不给cpu造成太大的压力

Redis的优点

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

1）string ：字符串（可以为整型、浮点型和字符串，通称为元素）
2）list ：列表（实现队列，元素不唯一，先入先出原则）
3）set ：集合（各不相同的元素）
4）hash ：hash散列值（hash的key必须是唯一的）
5）set/sorted set ：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。

Redis的应用场景

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。

Redis速度快的原因

1.Redis是纯内存结构，避免了磁盘的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：I/O多路复用程序虽然会同时监听多个socket连接，但是其会将监听的socket都放到一个队列里面，然后通过这个队列有序的，同步的将每个socket对应的时间传送到文件事件分派器，再由文件事件分派器给对应的事件处理器进行处理，只有当一个socket所对应的事件被处理完毕之后，I/O多路复用程序才会继续向文件事件分派器传送下一个socket所对应的的事件，这也可以验证上面的结论，处理客户端的命令请求是单线程的方式逐个处理，但是事件处理器内并不是只有一个线程。

三、Redis安装部署

1. Redis安装部署

systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum install -y gcc gcc-c++ make

#将redis-5.0.7.tar.gz压缩包上传到/opt目录中
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
makeinstall命令进行安装

#执行软件包提供的installserver.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.
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，默认侦听端口为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 127.0.0.1 192.168.30.12
#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

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

3.redis-cli 命令行工具（远程登录）

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 192.168.30.12 -p 6379

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
-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<numred>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 192.168.30.12、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 192.168.30.12 -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 192.168.30.12 -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

例：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Redis数据库常用命令

1.set: 存放数据，命令格式为 set key value
2.get: 获取数据，命令格式为 get key

redis-cli 
127.0.0.1:6379> set name gxs
OK
127.0.0.1:6379> get name
"gxs"

3.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。
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
 1) "v5"
 2) "myset:__rand_int__"
 3) "v1"
 4) "counter:__rand_int__"
 5) "v22"
 6) "name"
 7) "k2"
 8) "mylist"
 9) "k3"
10) "key:__rand_int__"
11) "k1"

127.0.0.1:6379> KEYS v*       #查看当前数据库中以v开头的数据
1) "v5"
2) "v1"
3) "v22"

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
1) "v5"
2) "v1"

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
1) "v22"

4.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

5.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 
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get v5
(nil)

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

7.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
127.0.0.1:6379> get v1
(nil)
127.0.0.1:6379> get v2
"4"

8.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 name
"gxs"
127.0.0.1:6379> get v2
"4"
127.0.0.1:6379> renamenx v2 name
(integer) 0
127.0.0.1:6379> keys *
127.0.0.1 :6379> get name
"gxs"
127.0.0.1:6379> get v2
"4"

9.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
(integer) 9

#使用config set requi repass yourpassword 命令设置密码
127.0.0.1:6379> config set requirepass 123456

#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

# 删除密码
127.0.0.1:6379> auth 123123
127.0.0.1:6379> config set requirepass ''
# 以上不设置，无法重启redis

例：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. 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

#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

#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"
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)

#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!!!

例：