NoSQL之Redis配置与优化(前半段)

一卷旌收千骑虏,万全身出百重围。这篇文章主要讲述NoSQL之Redis配置与优化(前半段)相关的知识,希望能为你提供帮助。
一、关系数据库与非关系型数据库概述 1、关系型数据库

  • 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
  1. 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 等。
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。
  • 主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、CouhDB 等。
3、关系数据库与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。
(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。
4、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。
  • High performance——对数据库高并发读写需求
  • Huge Storage——对海量数据高效存储与访问需求
  • 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。

5、总结关系型数据库:
实例–> 数据库–> 表(table)–> 记录行(row)、数据字段(column)
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)。
二、Redis概述 1、Redis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。
  1. 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;
  2. 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
  3. 所以在实际生产环境中,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。
2、Redis 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、Lists、Hashes、Sets 及 Ordered Sets 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。
3、Redis使用场景
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。

三、Redis 安装部署首先关闭防火墙
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1、编译安装redis
cd /opt/ yum install -y gcc gcc-c++ maketar zxvf redis-5.0.7.tar.gz cd /opt/redis-5.0.7/ make & & make PREFIX=/usr/local/redis install

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2、执行软件包自带的install_server.sh脚本文件设置redid服务相关配置
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 #要一次性输入正确,不然还要重新执行 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

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3、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/#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#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#状态

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4、修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
vim /etc/redis/6379.conf#70行; 添加; 监听的主机地址 bind 127.0.0.1 192.168.80.10 #93行; Redis默认的监听端口 port 6379 #137行; 启用守护进程 daemonize yes #159行; 指定 PID 文件 pidfile /var/run/redis_6379.pid #167行; 日志级别 loglevel notice #172行; 指定日志文件 logfile /var/log/redis_6379.log/etc/init.d/redis_6379 restart

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四、Redis 命令工具
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-cliRedis命令行工具

1、redis-cli 命令行工具
语法:redis-cli -h host -p port -a password-h指定远程主机 -p指定 Redis 服务的端口号 -a指定passwd,未设置数据库passwd可以省略-a 选项 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 例: redis-cli -h 192.168.80.10 -p 6379 #此时无passwd,不需要-a直接登陆

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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。 -k1=keep alive 0=reconnect 。 -rSET/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。 -IIdle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待。

  • 向 IP 地址为 192.168.80.10、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 192.168.80.10 -p 6379 -c 100 -n 100000

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  • 测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.80.10 -p 6379 -q -d 100

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  • 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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3、Redis 数据库常用命令 (1)set/get 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

例: redis-cli -p 6379set name zhangsan get name

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(2)keys 取值
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。

set ky16 34 set ky17 42 set ky18 47 set a1 2 set a2 5 set a5 5 set a55 20keys * keys ky* keys a? keys a??

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(3)exists 判断值是否存在
exists命令可以判断键值是否存在。

exists name exists aaaa

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(4)del 删除key
del命令可以删除当前数据库的指定 key。

keys * del name keys *

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(5)type 获取值的类型
type命令可以获取 key 对应的 value 值类型

type a2

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(6)rename 重命名(覆盖)
rename 命令是对已有 key 进行重命名。(覆盖) 命令格式: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。

例: keys a* rename a55 a5 keys a* get a5 rename a1 a5 get a1 keys a* get a5

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(7)renamenx 重命名(不覆盖)
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) 命令格式:renamenx 源key 目标key

例: keys a* get a2 get a5 renamenx a2 a5 keys a* get a2 get a5

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(8)dbsize 查看库中key的数量
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。 例: keys * dbsize

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(9)设置passwd
  • 使用config set requirepass password命令设置passwd
  • 使用config get requirepass命令查看passwd(一旦设置passwd,必须先验证通过passwd,否则所有操作不可用)
例: config set requirepass 123456 auth 123456 config get requirepass quit redis-cli keys * auth 123456 keys *

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4、Redis 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。

(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。

127.0.0.1:6379> select 10#切换至序号为 10 的数据库 127.0.0.1:6379[10]> select 15#切换至序号为 15 的数据库 127.0.0.1:6379[15]> select 0#切换至序号为 0 的数据库

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(2)多数据库间移动数据
格式:move 键值 序号 例: set name lisi get nameselect 5 get nameselect 0 move name 5 get nameselect 5 get name

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(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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