NoSQL之redis配置与优化(启示录)
目录
一:关系型数据库和非关系型数据库概述
1.1关系型数据库
1.2非关系型数据库
二:关系型数据库和非关系型数据库的区别
2.1数据存储方式不同
2.2扩展方式不同
2.3对事务性的支持不同
2.4关系型数据库和非关系型数据库的优点
2.4.1关系型数据库
2.4.2非关系型数据库
三:非关系型数据库产生的背景
四:Redis概述
4.1redis简介
4.2redis优点
4.3redis为什么这么快?
五:Redis安装部署
5.1关闭防火墙和SElinux
5.2安装gcc gcc-c++编译器
5.3切换至/opt目录,把下载好的安装包上传进来并解压
5.4进入目录然后编译安装
5.5执行install_server.sh脚本
5.6优化路径并查端口是否打开
5.7修改配置文件
5.8重启redis查看监听的地址
六:Redis命令工具
6.1:redis-cli 命令行工具(远程登录)
redis-cli语法
6.2:redis-benchmark 测试工具
七:Redis数据库常用命令
7.1常用命令
7.2示例
7.2.1set、get命令存放、获取数据
7.2.2keys命令取符合规则的键值列表
7.2.3exists命令判断键值是否存在
7.2.4del命令删除当前数据库的指定key
7.2.5type 命令获取key对应的value值类型
7.2.6rename命令对已有key进行重命名(覆盖)
7.2.7renamenx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)
7.2.8dbsize命令查看当前数据库中key的数目
7.2.9config set requirepass password命令设置密码
7.2.10删除密码
7.3redis多数据库常用命令
7.3.1多数据库间切换
7.3.2多数据库间移动数据
7.3.3清除数据库内数据
八:总结
前言:我们要了解什么是关系型数据库、什么是非关系型数据库;redis安装部署;readis数据库里常用的命令以及redis持久化和性能管理
一:关系型数据库和非关系型数据库概述
1.1关系型数据库
是一个结构化的数据库,创建在关系模型基础上 (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 、PostgreSQL等
以上数据库在使用的时候必须先建库建表设计表结构,然后存储数据的时候按表结构去存,如果数据与表结构不匹配就会存储失败
E-R图: 实体-关系-属性
关系型数据库:主要以二维表结构方式存储数据/实体属性,同时相互关联的一种数据库类型
(1)数据以表格的形式出现
(2)每行为各种记录名称
(3)每列为记录名称所对应的数据域
(4)许多的行和列组成一张表单
(5)若干的表单组成database
1.2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
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、MongBD、Hbase、Memcached等
Mongbd:能提供高性能,能自动分片,可运行在多台服务器上,易于安装,可以为客户提供专业支持:高数据,横向扩展;不支持连接,数据量大嵌套有限,增加内存会有问题
二:关系型数据库和非关系型数据库的区别
2.1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。
关系型:依赖于关系模型E-R图,同时以表格式的方式存储数据
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一一起进行存储数据
2.2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。
关系型:纵向(天然表格式)
非关系型:横向(天然分布式)
2.3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。
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
非关系型: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
2.4关系型数据库和非关系型数据库的优点
2.4.1关系型数据库
(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
2.4.2非关系型数据库
(1)数据保存在缓存中,利于读取速度、查询数据
(2)架构中位置灵活
(3)分布式、扩展性高
三:非关系型数据库产生的背景
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)-->存储数据
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)
关系数据库: 保存位置 磁盘
非关数据库(内存/缓存数据库): 保存的位置是缓存/内存(效率、速度块〉特殊的是redis,因为redis可以将内存中的数据保存在磁盘中
高热数据保存在resis中,当web服务器过来访问的时候,读取redis中的高热数据。如果redis中没有数据,再从mysql数据库中读取数据
Mysql 高热数据——》redis
web ——》redis——》mysql
类型:CPU——》内存/缓存—》磁盘
四:Redis概述
4.1redis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。
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redis单进程模型的原因
(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
4.2redis优点
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 ( 散列值)、Sets及OrderedSets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
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
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
4.3redis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
五:Redis安装部署
5.1关闭防火墙和SElinux
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
5.2安装gcc gcc-c++编译器
yum install -y gcc gcc-c++ make
5.3切换至/opt目录,把下载好的安装包上传进来并解压
cd /opt/
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz
5.4进入目录然后编译安装
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
5.5执行install_server.sh脚本
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./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/redis/bin/redis-cli #客户端命令工具
5.6优化路径并查端口是否打开
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//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#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
5.7修改配置文件
vim /etc/redis/6379.confbind 127.0.0.1 192.168.137.20 #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
5.8重启redis查看监听的地址
/etc/init.d/redis_6379 restart #重启
ss -anpt|grep redis
六:Redis命令工具
rdb 和 aof 是redis服务中持久化功能的两种形式
redis-cli常用于登陆至redis数据库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
6.1:redis-cli 命令行工具(远程登录)
redis-cli语法
redis-cli -h host -p port -a password#选项:-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-n :指定进入库的序列号
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,#示例
redis-cli -h 192.168.137.20 -p 6379
此时无密码,不需要-a直接登陆
6.2: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。
#语法
redis-benchmark [选项] [选项值]
选项 | 作用 |
-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 O=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querylsec值 |
-csv | 以csv格式输出 |
-1 | 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 |
-l | ldle模式。仅打开N个idle连接并等待 |
示例1: 向IP地址为192.168.137.20、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 192.168.137.20 -p 6379 -c 100 -n 100000
示例2:测试存取大小为100字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.137.20 -p 6379 -q -d 100
示例3: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
7.1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
rename 命令是对已有 key 进行重命名(覆盖)
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)
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目
命令(红色命令) | 解释 |
set | 存放数据 |
get | 获取数据 |
keys * | 获取所有的key |
keys s* | 以s开头的数据 |
keys s? | 以s开头后面包含任意一位的数据 |
keys s?? | 以s开头后面包含任意二位的数据 |
exists aaa | 判断aaa是否存在(存在:1,不存在:0) |
del key | 删除当前数据库的key |
type key | 获取key对应的value值类型 |
rename key1 key2 | 将key1修改为key2 |
renamenx key1 key2 | 将key1修改为key2之前判断key2是否存在,不存在则重命名 |
dbsize | 查看当前数据库中key的数目 |
7.2示例
7.2.1set、get命令存放、获取数据
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
7.2.2keys命令取符合规则的键值列表
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键
keys h* 查看当前数据库中以h开头的数据
keys a? 查看当前数据库中以a开头后面包含任意一位的数据
keys a??查看当前数据库中以a开头后面包含任意俩位的数据
7.2.3exists命令判断键值是否存在
exists 命令可以判断键值是否存在
7.2.4del命令删除当前数据库的指定key
keys *
del h2
keys *
7.2.5type 命令获取key对应的value值类型
type h1
7.2.6rename命令对已有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
7.2.7renamenx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
7.2.8dbsize命令查看当前数据库中key的数目
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目
keys *
dbsize
7.2.9config set requirepass password命令设置密码
使用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)
config set requirepass 123456 #设置密码
auth 123456 #验证密码
config get requirepass #查看密码
7.2.10删除密码
config set requirepass ''
7.3redis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
move 键值 序号 多数据库间移动数据
FLUSHDB 清空当前数据库数据
FLUSHALL 清空所有数据库的数据,慎用!
7.3.1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。
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
7.3.2多数据库间移动数据
move 键值 数据库序号
7.3.3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!
八:总结
我们需要了解关系型数据库和非关系型数据库的区别,以及它们各自的优点;我们重点要了解redis以及它的基础常用命令:set:存放数据、get:获取数据、keys:可以取符合规则的键值列表、exists:可以判断键值是否存在、del:可以删除当前数据库的指定 key、type:可以获取 key 对应的 value 值类型、rename:对已有 key 进行重命名(覆盖)、renamenx: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)、dbsize:查看当前数据库中 key 的数目
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