• 【Redis】1、NoSQL之Redis的配置及优化

    关系数据库与非关系数据库

    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。

    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、Memcached、ElasticSearch、TSDB 等。
            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）。

    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。

    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。

    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。

    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（高并发、高性能、高可用）。
    （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。让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障，非关系型数据库关注在存储和高效率上。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

    1. 1.非关系型数据库
    2.     数据保存在缓存中，利于提高读取速度/查询数据
    3.     架构中位置灵活
    4.     分布式、扩展性高
    5.  
    6. 2.关系型数据库
    7.     安全性高（持久化）
    8.     事务处理能力强
    9.     任务控制能力强
    10.     做日志备份、恢复和容灾的能力更强一些
    1. 1.关系型数据库：
    2.     实例-->数据库-->表(table)-->记录行(row)、数据字段(column)
    3.  
    4. 2.非关系型数据库：
    5.     实例-->数据库-->集合(collection)-->键值对(key-value)
    6.     非关系型数据库不需要手动建数据库和集合（表）。

    Redis简介

            Redis（远程字典服务器） 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 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、Sets 及 Sorted 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

    Redis使用场景

            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。

    我们通常会将部分数据放入缓存中，来提高访问速度，然后数据库承担存储的工作。

    redis

    高热数据：

    命中机制：有多条数据被频繁访问

    淘汰机制：内存负载高于限制，优先选择淘汰（删除）一些数据

     Redis安装部署

    环境准备

    1. #关闭防火墙和安全等级
    2. systemctl stop firewalld
    3. systemctl disable firewalld
    4. setenforce 0

    修改内核参数

    1. vim /etc/sysctl.conf
    2. #在页尾添加下面内容
    3. vm.overcommit_memory = 1
    4. net.core.somaxconn = 2048
    5.  
    6. sysctl -p
    7.  
    8.  
    9. ##vm.overcommit_memory = 1
    10. 内存分配策略；可选值：0、1、2。
    11. 0， 表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用；如果有足够的可用内存，内存申请允许；否则，内存申请失败，并把错误返回给应用进程。
    12. 1， 表示内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何。
    13. 2， 表示内核允许分配超过所有物理内存和交换空间总和的内存
    14.  
    15. ##net.core.somaxconn
    16. 是Linux中的一个kernel参数，表示socket监听（listen）的backlog上限

     安装redis

    1. #安装配置环境
    2. yum -y install gcc gcc-c++ make
    3.  
    4. #添加
    5. tar -zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/
    6. cd /opt/redis-7.0.9
    7. make
    8. make PREFIX=/usr/local/redis install
    9. #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。

    创建redis工作目录

    1. mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}
    2.  
    3. cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/conf/
    4.  
    5. useradd -M -s /sbin/nologin redis
    6. chown -R redis.redis /usr/local/redis/
    7.  
    8. ##
    9. -s表示指定用户所用的shell，此处为/sbin/nologin，表示不登录。
    10. -M表示不创建用户主目录。
    11. -g表示指定用户的组名为mysql。
    12. 最后的mysql表示用户名

    环境变量

    1. vim /etc/profile
    2. #增加一行
    3. PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin
    4.  
    5. #刷新配置文件
    6. source /etc/profile

    修改配置文件

    1. vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
    2.  
    3.     #69行，添加 监听的主机地址
    4. bind 127.0.0.1 192.168.220.121
    5.     #88行，将本机访问保护模式设置no。如果开启了，那么在没有设定bind ip且没有设密码的情况下，Redis只允许接受本机的响应
    6. protected-mode no
    7.     #92行，Redis默认的监听6379端口
    8. port 6379
    9.     #136行，设置为守护进程，后台启动
    10. daemonize yes
    11.     #158行，指定 PID 文件
    12. pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid
    13.     #171行，指定日志文件
    14. logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"
    15.     #263行，指定持久化文件所在目录
    16. dir /usr/local/redis/data
    17.     #507行，增加一行，设置redis密码
    18. requirepass abc123

    定义systemd服务管理脚本

    1. vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
    2. [Unit]
    3. Description=Redis Server
    4. After=network.target
    5.  
    6. [Service]
    7. User=redis
    8. Group=redis
    9. Type=forking
    10. TimeoutSec=0
    11. PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
    12. ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
    13. ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
    14. ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
    15. PrivateTmp=true
    16.  
    17. [Install]
    18. WantedBy=multi-user.target

    启动服务

    1. systemctl start redis-server
    2. 或
    3. /opt/redis-5.0.7/src/redis-server
    4.  
    5. systemctl enable redis-server
    6.  
    7. netstat -lntp | grep 6379

     Redis 命令工具

    1. redis-server       Redis服务器启动命令
    2. redis-benchmark    性能测试工具，用于检测 Redis 在本机的运行效率
    3. redis-check-aof    修复有问题的 AOF 持久化文件
    4. redis-check-rdb    修复有问题的 RDB 持久化文件
    5. redis-cli          Redis客户端命令行工具
    6. redis-sentinel     Redis哨兵集群使用

    redis-cli 命令行工具

    1. 语法：redis-cli -h host -p port [-a password]
    2. -h ：指定远程主机
    3. -p ：指定 Redis 服务的端口号
    4. -a ：指定密码，未设置数据库密码可以省略-a 选项
    5. 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
    6. redis-cli -h 192.168.220.101 -p 6379 -a '123456'

    Redis 数据库常用命令

    set、get
    1. set：存放数据，命令格式为 set key value
    2. get：获取数据，命令格式为 get key
    3.  
    4. set 键名 值    #创建键值对
    5. get 键名       #获取键对应的值；
    keys
    1. keys    #查询键
    2.  
    3. keys *
    4. keys v*
    5. keys v?
    6.  
    7. *表示查看当前数据库中所有键；
    8. v*表示查看当前数据库中以v开头的数据；
    9. v?表示查看当前数据库中v后只有一个字符的数据
    exists、del、type
    1. #exists 命令可以判断键值是否存在
    2. exists 键名     #查看键值是否存在；返回1表示存在，返回0表示不存在
    3.  
    4. #del 命令可以删除当前数据库的指定 key
    5. del 键名    #删除键
    6.  
    7. #type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型
    8. type 键名    #查看键对应的值的数据类型
    9.
    expire、ttl
    1. expire 键名 秒数        #设置key过期时间
    2.  
    3. ttl 键名        #查看key还有多少秒过期；
    4.                 #返回值为剩余秒数，返回-1表示永不过期，返回-2则表示已过期
    rename、renamenx、dbsize
    1.     #重命名前可以使用exists命令，查看一下key是否存在
    2.     #对已有的key重命名，并覆盖到目标key上
    3. rename 源key 目标key
    4.  
    5.     #对已有的key重命名，并覆盖到目标key上；
    6.     #如果目标key已存在则不进行重命名
    7. renamenx 源key 目标key
    8.  
    9.  
    10.     #dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目
    11. dbsize    #查看当前数据库中key的数量
    设置密码
    1. #​​​​​​​使用config set requirepass yourpassword命令设置密码
    2. 192.168.220.101:6379> config set requirepass abc123
    3.  
    4. #使用config get requirepass命令查看密码
    5. #（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用）
    6. 192.168.220.101:6379> auth abc123
    7. OK
    8. 192.168.220.101:6379> config get requirepass
    9. 1) "requirepass"
    10. 2) "abc123"

    Redis 多数据库常用命令

            Redis 是非关系数据库，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。
    多数据库间相互独立，互不干扰。

    select、move、flushdb、flushall
    1. #多数据库间切换
    2. select 序号
    3. select 15    #切换到15库；库的范围为0~15
    4.  
    5. #多数据库间移动数据
    6. move 键名 序号    #将当前库中的键值对迁移到指定的库中
    7.  
    8. #清除数据库内的数据
    9. flushdb     #清空当前数据库的数据
    10. flushall    #清空所有数据库的数据

     ######

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