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linux 非关系型数据库-Redis | 简介 | 安装 | 命令参数 | 超详细

互联网 diligentman 1周前 (05-02) 9次浏览

非关系型数据库-Redis

一、关系数据库与非关系型数据库概述

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 等。

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。
主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、CouhDB 等。

二、关系数据库与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。
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。

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。

三、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。

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)。

四、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,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。

Redis 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 Ordered 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。

五、Redis 安装部署

systemctl stop firewalld
setenforce 0

yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/

cd /opt/redis-5.0.7/
make
#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
make PREFIX=/usr/local/redis install

cd /opt/redis-5.0.7/utils

#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
`./install_server.sh`
`……`
`慢慢回车`
`Please select the redis executable path []`
`手动输入`
`/usr/local/redis/bin/redis-server`
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

#路径优化
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

/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

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修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数

vim /etc/redis/6379.conf

70行,添加 监听的主机地址
bind 127.0.0.1 192.168.78.11				

93行,Redis默认的监听端口
port 6379									

137行,启用守护进程
daemonize yes							

159行,指定 PID 文件
pidfile /var/run/redis_6379.pid				

167行,日志级别
loglevel notice								

172行,指定日志文件
logfile /var/log/redis_6379.log				

/etc/init.d/redis_6379 restart

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六、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

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 192.168.78.11 -p 6379
此时无密码,不需要-a直接登陆

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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 192.168.78.11、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 192.168.78.11 -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 192.168.78.11 -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

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3、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。`
`exists 	命令可以判断键值是否存在。`
`del 	命令可以删除当前数据库的指定 key。`
`type 	命令可以获取 key 对应的 value 值类型。`
例:
redis-cli -p 6379

set teacher zhangsan
get teacher

set a1 1
set b2 2
set c3 3
set d4 4
set e5 5
set a22 22


keys *
keys h*
keys a?
keys a??


keys *
del a2



exists a1

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`rename 命令·

命令格式:rename 源key 目标key
是对已有 key 进行重命名。(覆盖)
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。

例:
keys a*
rename a22 a2
keys a*
get a1
get a2

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renamenx 命令

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
例:
keys *
renamenx e5 a111
renamenx e5 a222

keys h*

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dbsize 命令

作用是查看当前数据库中 key 的数目。
例:
keys *
dbsize

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config set requirepass password命令设置密码

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)
例:
config set requirepass 123456
auth 123456
config get requirepass
quit
redis-cli
keys *
auth 123123
keys *

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4、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。

select 序号

多数据库间切换
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。
select 10			#切换至序号为 10 的数据库
select 15		#切换至序号为 15 的数据库
select 0		#切换至序号为 0 的数据库

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多数据库间移动数据

格式:move 键值 序号
例:
select 1
set accp accp
get accp
move accp 2
select 2
keys *
get accp

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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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七、Redis 高可用方案

在web服务器中,高可用是指服务器可以正常访问的时间,衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务(99.9%、99.99%、99.999%等等)。
但是在Redis语境中,高可用的含义似乎要宽泛一些,除了保证提供正常服务(如主从分离、快速容灾技术),还需要考虑数据容量的扩展、数据安全不会丢失等。

在Redis中,实现高可用的技术主要包括持久化、主从复制、哨兵和集群,下面分别说明它们的作用,以及解决了什么样的问题。

持久化:持久化是最简单的高可用方法(有时甚至不被归为高可用的手段),主要作用是数据备份,即将数据存储在硬盘,保证数据不会因进程退出而丢失。

主从复制:主从复制是高可用Redis的基础,哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。主从复制主要实现了数据的多机备份,以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷:故障恢复无法自动化写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制

哨兵:在主从复制的基础上,哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷:写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制

集群:通过集群,Redis解决了写操作无法负载均衡,以及存储能力受到单机限制的问题,实现了较为完善的高可用方案。


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