非关系型数据库技术课程 第五周作业（Redis中的数据持久化、Docker下Redis数据持久化及散列(Hash)数据类型实验）

一、实验内容及要求

（1）完成Docker下redis的数据持久化；
（2）自行设计散列(hash)型数据，并针对这些数据执行常用的集合操作。

二、知识总结

1、Redis的数据持久化

持久化可以理解为数据的永久存储，就是将数据存储到一个不会丢失的地方。如果
把数据放在内存中，电脑关闭或重启数据就会丢失，所以放在内存中的数据不是持久化 的，而放在磁盘就是一种持久化。

Redis 提供了2个不同形式的持久化方式。

• RDB（redis database backup file）（redis 默认的持久化方式）
• AOF（Append Of File）
  

AOF和RDB同时开启，系统默认取AOF的数据（数据不会存在丢失）

①RDB（Redis DataBase）方式

简介

RedisDatabase（RDB），就是在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁
盘。当 Redis 实例故障重启后，从磁盘读取快照文件，恢复数据
快照文件称为 RDB 文件，保存了在某个时间点的全部数据，默认是保存在当前运行
目录，默认文件名是 dump.rdb，该文件会自动创建。
RDB 技术非常适合做数据备份，可以保存最近一个小时，一天，一个月的全部数据。
保存数据是在单独的进程中写文件，不影响 Redis 的正常使用

备份时机

RDB 持久化在四种情况下会执行：

• 执行 save 命令：save 命令会使用主进程来执行 RDB，这个过程中其它所有命令都会被阻塞，因此一般在关闭 redis 之前或在数据迁移时可能会用到该命令。
• 执行 bgsave 命令：bgsave 命令可以异步执行 RDB：执行后会开启独立进程完成 RDB，主进程可以继续处理用户请求，不受影响
• Redis 停机：停机时Redis自动执行save命令，在redis 服务器重新启动时，会自动读取 dump.rdb 文件，恢复数据
• 触发 RDB 条件：Redis 在配置文件 redis.conf 中，设置了触发 RDB 的机制，打开配置文件，可以找到以下参数：
  
  该参数表示执行 RDB 生成快照文件的时间策略。
  配置格式：save
  功能：当在“seconds 秒内数据集至少有 changes 个 key 改动”这一条件被满足时， 自动保存一次数据集。如： 900 秒内，如果至少有 1 个 key 被修改，则执行 bgsave 。
  注意：
  – 可以根据系统的需要，加入自己的触发机制
  – save “” ， 表示禁用 RDB

可以通过lastsave命令获取最后一次成功执行快照的时间

②AOF（Append Of File）方式

简介

Append-only File（AOF），Redis 每次接收到一条 更新 数据的命令时，它将把该命
令写到一个 AOF 文件中（只记录写操作，读操作不记录），只许追加文件但不可以改写文件。当 Redis 重启时，它通过执行 AOF 文件中所有的命令来恢复数据。换言之，redis 重启的话就根据AOF 文件的内容将写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。

AOF的基本配置

默认情况下，AOF 是关闭的，如果要开启需要在redis的配置文件redis.conf中配置：

appendonly yes

③两种方式比较

2、Docker下redis的数据持久化

① Docker容器的数据卷

简介

Docker 是将系统与运行的环境打包成容器来运行，当容器删除后，容器里的系统自然也就没有了。但是，在实际的项目中，希望 Docker容器产生的数据能够持久化，同时容器之间也能够共享数据。Docker提供了数据卷技术来实现这些需求。
数据卷就是目录或文件，存在于一个或多个容器中，由 Docker 挂载到容器上，完全独立于容器的生存周期，Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷。即容器删除 了，数据卷仍然存在，从而实现了容器数据的持久化。

数据卷的特点

• 数据卷是宿主机中的一个目录或文件
• 当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步
• 一个数据卷可以被多个容器同时挂载，可在容器之间共享或重用数据
• 一个容器也可以被挂载多个数据卷

②具体命令解释

基本实现

创建启动容器时，使用–v 参数来设置数据卷
语法：docker run -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录 镜像名.....

具体例子

以在本实验中新建的redis_2容器使用的命令为例（我的Docker是在Linux环境下运行的，不过在Windows的操作也差不多的）：

docker run --name redis_2 -p 6381:6379 --privileged=true \
    -v /redis_2_data/redis/data:/data \
	-v /redis_2_data/redis/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \
	-d redis redis-server /etc/redis/redis.conf

命令解释：
docker run --name redis_2：创建一个新的redis容器命名为redis_2
-p 6381:6379：在容器的6379端口与宿主机的6381端口创建映射
–privileged=true：使当前用户在容器内操作时，具有 root 权限
-v /redis_2_data/redis/data:/data：将容器内的/data目录与宿主机中的/redis_2_data/redis/data进行挂载
-v /redis_2_data/redis/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf：将容器内的配置文件/etc/redis/redis.conf与宿主机的/redis_2_data/redis/conf/redis.conf进行挂载
-d：使容器在后台运行，并返回容器ID
redis redis-server /etc/redis/redis.conf：使容器内 redis 启动时，读取配置文件

三、Docker下redis的数据持久化具体操作

我的Docker是在Linux环境下运行的，不过在Windows的操作也差不多的

要求

• 挂载一个data数据卷,用于保存备份数据;
• 使用AOF方法，在配置文件中修改，并将该配置文件挂载到redis容器上;
• 显示备份出来的aof文件；
• 模拟服务器故障，重启后，利用aof文件恢复了数据。

具体操作

创建目录和文件

这里如果是用Windows版的话，直接根据实验指导里面在文件管理器中创建相关目录，将老师给的redis.conf复制粘贴到对应的地方就可以了

先在宿主机内创建/redis_2_data/redis/conf目录和/redis_2_data/redis/conf/redis.conf文件：
使用命令：

mkdir -p /redis_2_data/redis/conf
touch /redis_2_data/redis/conf/redis.conf

新建redis_2容器

新建容器使用的命令：

docker run --name redis_2 -p 6381:6379 --privileged=true \
    -v /redis_2_data/redis/data:/data \
	-v /redis_2_data/redis/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \
	-d redis redis-server /etc/redis/redis.conf

命令解释：
docker run --name redis_2：创建一个新的redis容器命名为redis_2
-p 6381:6379：在容器的6379端口与宿主机的6381端口创建映射
–privileged=true：使当前用户在容器内操作时，具有 root 权限
-v /redis_2_data/redis/data:/data：将容器内的/data目录与宿主机中的/redis_2_data/redis/data进行挂载
-v /redis_2_data/redis/conf/redis.conf:/etc/redis/redis.conf：将容器内的配置文件/etc/redis/redis.conf与宿主机的/redis_2_data/redis/conf/redis.conf进行挂载
-d：使容器在后台运行，并返回容器ID
redis redis-server /etc/redis/redis.conf：使容器内 redis 启动时，读取配置文件

先查看一下容器内外挂载的目录和配置文件

宿主机内data目录（/redis_2_data/redis/data）：

因为此时还未开启 AOF 持久化模式，且还未写入过数据，所以此时该目录中没有appendonly.aof 文件和 dump.rdb文件
容器内data目录（/data）：
使用docker exec -it redis_2 /bin/bash命令进入容器内，并查看/data目录：

可以看到此时容器内的/data目录也为空
宿主机内的/redis_2_data/redis/conf/redis.conf文件：

也为空
容器内的/etc/redis/redis.conf文件：

可以看到此时宿主机和容器内的配置文件均为空

RDB持久化数据实验

使用redis-cli.exe连接redis容器（命令：docker exec -it 容器名 redis-cli，比如我的这个就是docker exec -it redis_2 redis-cli），写入数据，执行save命令：

查看宿主机和容器内的data目录：

宿主机内（/redis_2_data/redis/data）：

容器内：

可见两个data目录中都有dump.rdb文件了

RDB数据恢复实验

重启该容器：

docker restart 容器名

比如我的是docker restart redis_2

查看数据是否成功恢复：

可以看到数据已成功恢复

AOF持久化数据实验

根据要求中给定的redis.conf对宿主机内的redis.conf进行配置

要求将配置文件配置为：

port 6380
save ""
appendonly yes

databases 10

#requirepass a123

编辑配置文件（Linux版）

使用vim对redis.conf进行编辑：

重启容器：

docker restart 容器名

比如我的是docker restart redis_2

可以看到重启容器后，容器内的redis.conf也成功修改了：

编辑配置文件（Windows版）

在文件管理器中找到redis文件夹中的redis.conf文件，用老师给的那个配置文件进行替换
配置好后在docker中重启容器：

docker restart 容器名

比如我的是docker restart redis_2

测试redis.conf配置是否生效

可以看到此时宿主机（/redis_2_data/redis/data）内出现了appendonly.aof 文件：

容器（/data）内也出现了appendonly.aof 文件：

测试redis_2容器内redis的端口是否改到了6380:
使用redis-cli.exe连接redis容器指定端口（命令：docker exec -it 容器名 redis-cli 端口号，比如我的这个就是docker exec -it redis_2 redis-cli 6380）

测试数据库是否修改成了只有10个（0-9）：

可以看到，redis.conf配置已成功生效

模拟服务器故障，重启后，利用aof文件恢复了数据

先写入几个数据：

重启redis_2容器：
docker restart redis_2

使用 redis-cli.exe 连接 redis_2 容器:
docker exec -it redis_2 redis-cli 6380
查看键值对是否存在：

可以看到数据成功恢复

四、散列(Hash)数据类型实验具体操作

简介

Redis hash 是一个键值对集合。
Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。

用户ID为查找的key，存储的value用户对象包含姓名，年龄，生日等信息，如果用普通的key/value结构来存储
主要有以下2种存储方式：

而使用Hash方法：

具体操作

hset ：给散列中的 键赋值

hget 从： 散列中的中取出 value

hmset … : 在散列中为多个键设置值

hmget … : 在散列中为获取多个键的值

hkeys : 列出hash集合的所有field:

hexists ： 查看哈希表中，给定域 field 是否存在

hvals : 列出hash集合的所有value

hgetall : 列出hash集合的所有键值对

hincrby 为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量

（可以为正数也可以为负数，也可以为0，但不可为空）

hsetnx ：当且仅当域field 不存在时，将哈希表中的域 field 的值设置为value

hdel [ …]: 删除散列中指定键及其相对应的值