NoSQL之Redis配置与优化

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。从2010年3月15日起，Redis的开发工作由VMware主持。Redis是一种高级key-value数据库。它跟memcached类似，不过数据可以持久化，而且支持的数据类型很丰富。有字符串，链表，集合和有序集合。支持在服务器端计算集合的并，交和补集(difference)等，还支持多种排序功能。所以Redis也可以被看成是一个数据结构服务器。Redis的所有数据都是保存在内存中，然后不定期的通过异步方式保存到磁盘上(这称为“半持久化模式”)；也可以把每一次数据变化都写入到一个append only file(aof)里面(这称为“全持久化模式”)

1、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（字符串）、Lists（列表）、Hashes（散列）、Sets（无序集合）及Sorted Sets（有序集合）等数据类型操作。

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。

2、redis的缺点

缓存和数据库双写一致性问题
缓存雪崩问题
缓存击穿问题
缓存的并发竞争问题

3、redis应用场景

Redis作为基于内存运行的数据库，是一个高性能的缓存，一般应用在Session缓存、队列、排行榜、计数器、最近最热文章、最近最热评论、发布订阅等。
Redis 适用于数据实时性要求高、数据存储有过期和淘汰特征的、不需要持久化或者只需要保证弱一致性、逻辑简单的场景。

4、redis为什么这么快

Redis是一款纯内存结构，避免了磁盘 I/O 等耗时操作。（基于内存运行）
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。（单线程模型）
采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率。（epoll模式）

注：在Redis6.0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。

5、redis与memcached比较

	Memcached	Redis
类型	Key-value数据库	Key-value数据库
过期策略	支持	支持
数据类型	单一数据类型	五大数据类型
持久化	不支持	支持
主从复制	不支持	支持
虚拟内存	不支持	支持

二、关系数据库与非关系型数据

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、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。

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。
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、Elasticsearch、TSDB等。

3、关系型数据库和非关系型数据库区别

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。

扩展方式不同

sQL和NoSOL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。

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。sQ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、redis安装部署


#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#安装环境依赖包
yum install -y gcc gcc-c++ make
 
#上传软件包并解压
cd /opt/
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
make -j2 && 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
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
.......#一直回车
 
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
#这里默认为/usr/local/bin/redis-server，需要手动修改为/usr/local/redis/bin/redis-server

注释： 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


#当install_server.sh 脚本运行完毕，Redis 服务就已经启动，默认监听端口为6379
netstat -natp | grep redis
 
#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/
 
 
#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   #查看状态
 
 
#编辑配置文件，参数
vim /etc/redis/6379.conf
......
70 bind 127.0.0.1 192.168.72.60       #监听的IP地址
93 port 6379                          #监听端口
137 daemonize yes                     #使用守护进程的方式启动，即后台启动 
159 pidfile /var/run/redis_6379.pid   #Redis的进程号保存位置
172 logfile /var/log/redis_6379.log   #日志保存的位置
187 databases 16                      #监听库的数量（编号0-15）
 
/etc/init.d/redis_6379 restart        #重启redis服务

四、redis命令工具

工具	作用
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：Redis 命令行工具


语法：redis-cli -h host -p port -a password
 
-h：指定远程主机机
-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
#-a选项若不添加任何选项表示使用127.0.0.1:6379连接本机上的Redis数据库
 
#登录本机
redis-cli
#远程登录
redis-cli -h 192.168.80.5 -p 6379 [-a 密码]

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：l=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

五、redis数据库常用命令

命令	作用
set	存放数据
get	获取数据
keys *	查看所有的key
keys k？	查看k开头后面任意一位的数据
exists	判断键是否存在（存在1，不存在0）
del	删除键
type	查看键对应的value值类型
rename key1 key2	改名，不管key2是否存在都会改名成功。如果存在，key1的值会覆盖key2得值
renamenx key1 key2	改名，若key2不存在，可以改名成功。若key2存在则不进行改名
dbsize	查看当前数据库中key的数目

1、set、get 设置和获取键的值


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 
 
示例：
[root@localhost ~]# redis-cli
127.0.0.1:6379> set uma suzuka
OK
127.0.0.1:6379> get uma
"suzuka"

2、keys 获取键值列表


127.0.0.1:6379>keys *     #查看当前数据库中所有键
127.0.0.1:6379>keys v*    #查看当前数据库中以v开头的键
127.0.0.1:6379>keys v?    #查看当前数据库中以v开头，后面包含任意一位字符的键
127.0.0.1:6379>keys v??   #查看当前数据库中以v开头，后面包含任意两位字符的键