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Redis数据库讲解(一)

目录

引言

一、关系数据库与非关系型数据库

(一)、关系型数据库

(二)、非关系型数据库

(三)、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

(2)、扩展方式不同

(3)、对事务性的支持不同

(四)、非关系型数据库产生背景

二、Redis简介

1.Redis服务器程序是单进程模型

2、Redis的优点

三.部署

四.Redis 命令工具

1、redis-cli 命令行工具

2、redis-benchmark 测试工具

五、Redis 数据库常用命令

六、Redis 多数据库常用命令

总结


引言

  • Redis 是一个开源的、使用 C 语言编写的 NoSQL 数据库,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

一、关系数据库与非关系型数据库

(一)、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。

(二)、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。

(三)、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。 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

(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)、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

(四)、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

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。

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。

1.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

2、Redis的优点

  • 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。
  • 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。
  • 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
  • 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。
  •  原子性:Redis 所有操作都是原子性的。
  •  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。

三.部署

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service 
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# yum install -y gcc gcc-c++ make
[root@localhost ~]# cd /opt
[root@localhost opt]# rz -e
[root@localhost opt]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz 
[root@localhost opt]# cd redis-5.0.7/
[root@localhost redis-5.0.7]# make
[root@localhost redis-5.0.7]# 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
[root@localhost redis-5.0.7]# cd /opt/redis-5.0.7/utils/
[root@localhost utils]# ./install_server.sh 
Please select the redis port for this instance: [6379]   #回车
Selecting default: 6379
Please select the redis config file name [/etc/redis/6379.conf]  #回车
Selected default - /etc/redis/6379.conf
Please select the redis log file name [/var/log/redis_6379.log] #回车
Selected default - /var/log/redis_6379.log
Please select the data directory for this instance [/var/lib/redis/6379] #回车
Selected default - /var/lib/redis/6379
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server  #手动添加/usr/local/redis/bin/redis-server

----------------------------------------------------------------------------
Selected config:
Port		   :  6379									#默认监听端口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
-----------------------------------------------------------------------------
#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


/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 127.0.0.1 192.168.184.10  #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
netstat -natp | grep redis
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.226.129      #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


[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
[root@localhost utils]# netstat -natp | grep redis
[root@localhost utils]#  redis-cli -h 192.168.29.33 -p 6379  #进入数据库
192.168.29.33:6379>

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.
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、redis-cli 命令行工具

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

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。

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。

例:
向 IP 地址为 192.168.29.11、端口为 6379 的 Redis 服务器发送 100 个并发连接与 10 万个请求测试性能
redis-benchmark -h 192.168.29.11 -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 192.168.29.11 -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

五、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
#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的数据
keys v*	  #查看当前数据库中以v开头的数据
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
keys v??  #查看当前数据库中以v开头后面包含任意两位的数据
#exists 	命令可以判断键值是否存在。
exists  [键]
返回值为1表示存在,0表示不存在

#del 	命令可以删除当前数据库的指定 key。
del  [键]

#type 	命令可以获取 key 对应的 value 值类型。
type  [键]
#rename 命令是对已有 key 进行重命名。(覆盖)
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。

#renamenx 命令是对已有 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 源key 目标key
#dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。
#设置密码
config set requirepass password

#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)
auth 密码
config get requirepass

#删除密码
auth 密码
config get requirepass ''

例:
config set requirepass 010230
auth 010230
config get requirepass
auth 010230
config get requirepass ''

六、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
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。
#多数据库间移动数据
move 键值 序号
例:
select 1
get lucien

select 0
get lucien

move lucien 1
get lucien

select 5
get lic

select 0
get lucien
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!

总结

  • 关系型数据库:
    • 实例–>数据库–>表(table)–>记录行((row)、数据字段(column)
  • 非关系型数据库:
    • 实例–>数据库–>集合(collection)–>键值对(key-value)
  • 非关系型数据库不需要手动建数据库和集合(表)

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