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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
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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。

redis软件包下载中文网 https://www.redis.net.cn/

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
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（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
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5.2安装gcc gcc-c++编译器

yum install -y gcc gcc-c++ make
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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 
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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
#​编译并且编译安装
#安装目录为/usr/local/redis

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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
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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
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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
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5.7修改配置文件

vim /etc/redis/6379.conf
 
bind 127.0.0.1 192.168.145.22      		  #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
 
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5.8重启redis查看监听的地址

/etc/init.d/redis_6379 restart    #重启
ss -anpt|grep redis
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扩展：ss 命令可以用来获取socket 统计信息，它显示的内容和 netstat 类似。但 ss 的优势在于它能够显示更多更详细的有关 TCP 和连接状态的信息，而且比 netstat 更快。当服务器的 socket 连接数量变得非常大时，无论是使用 netstat 命令还是直接 cat /proc/net/tcp，执行速度都会很慢。ss 命令利用到了 TCP 协议栈中tcp_diag。tcp_diag 是一个用于分析统计的模块，可以获得 Linux 内核中第一手的信息，因此 ss 命令的性能会好很多。也就是说 ss命令表示高效，准确。

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
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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 192.168.145.20 -p 6379
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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]
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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 192.168.145.10 -p 6379 -c 100 -n 100000
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在这里插入图片描述

示例2：测试存取大小为100字节的数据包的性能

redis-benchmark -h 192.168.145.10 -p 6379 -q -d 100
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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
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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

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
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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
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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
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7.2.4del命令删除当前数据库的指定key

keys *
del a8
keys *
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7.2.5type 命令获取key对应的value值类型

type a1
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7.2.6rename命令对已有key进行重命名（覆盖）

rename 源key 目标key
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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
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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
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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
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7.2.10删除密码

config set requirepass ''
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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！
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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
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7.3.2多数据库间移动数据

move 键值 数据库序号
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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！
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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