文章目录
- 一、关系数据库与非关系型数据库
- 1.1 关系型数据库
- 1.2 非关系型数据库
- 1.3 关系型数据库和非关系型数据库区别
- 1.4 非关系型数据库产生背景
- 1.5 小结
- 二、Redis基本概念
- 2.1 Redis 简介
- 2.2 Redis的优点
- 2.3 使用场景
- 2.4 哪些数据适合放入缓存中？
- 2.5 Redis的数据类型
- 2.5.1 五大基础数据类型
- 2.5.2 特殊的数据类型
- 2.6 Redis的端口号
- 2.7 Redis为什么这么快？
- 三、Redis 安装部署
- Step1 环境准备
- Step2 修改内核参数
- Step3 安装redis
- Step4 创建redis工作目录
- Step5 修改配置文件
- Step6 定义systemd服务管理脚本
- 四、Redis相关工具
- 4.1 Redis 命令工具
- 4.2 redis-cli 命令行工具
- 4.3 redis-benchmark 测试工具
- 五、Redis 数据库常用命令
- 5.1 set和get命令
- 5.2 keys 命令
- 5.3 del 命令
- 5.4 exists 命令
- 5.5 type 命令
- 5.6 expire 命令
- 5.7 ttl 命令
- 5.8 rename 命令
- 5.9 renamenx 命令
- 5.10 dbsize 命令
- 六、Redis 多数据库常用命令
- 6.1 多数据库间切换
- 6.2 多数据库间移动数据
- 6.3 清除数据库内数据（慎用）
- 6.4 密码相关
- 6.4.1 设置/修改密码
- 6.4.2 查询redis的密码
- 6.4.3 密码验证）
一、关系数据库与非关系型数据库
1.1 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。
1.2 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。
1.3 关系型数据库和非关系型数据库区别
| SQL | NoSQL | |
|---|---|---|
| 存储结构 | 二维表格结构 | 不固定的，键值对、文档、索引、图形结构、时间序列等 |
| 扩展方式 | 纵向扩展（提升硬件性能） | 横向扩展（增加服务器节点数量） |
| 事务支持 | 基于ACID原则，事务控制更稳定，细粒度更高 | 基于BASE原则，稳定性和细粒度控制方面不如SQL |
| 典型代表 | MySQL；MariaDB；Oracle；SQL-Server；PostgreSQL | Redis；Memcached；MongDB；ElasticSearch ；Prometheus |
1.4 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（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。
1.5 小结
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基本概念
2.1 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。
2.2 Redis的优点
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。
2.3 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。
2.4 哪些数据适合放入缓存中？
●即时性。例如查询最新的物流状态信息。
●数据一致性要求不高。例如门店信息，修改后，数据库中已经改了，五分钟后缓存中才是最新的，但不影响功能使用。
●访问量大且更新频率不高，例如网站首页的广告信息，访问量大，但是不会经常变化。
2.5 Redis的数据类型
2.5.1 五大基础数据类型
string 字符串
list 列表
hash 哈希/散列
set 无序集合
sorted set/zset 有序集合
2.5.2 特殊的数据类型
HyperLogLogs基数统计
Bitmaps位图
geospatial地理位置
2.6 Redis的端口号
6379
还有nginx web nfs 的端口号
2.7 Redis为什么这么快？
1）redis基于内存运行，数据操作都是内存中完成的；
2）数据读写采用单线程模式，避免了多线程切换的CPU性能消耗，同时也不用考虑各种锁的问题；
3）采用IO多路复用模型，可以使线程处理更多的网络连接请求，提高并发能力。
三、Redis 安装部署
Step1 环境准备
#开机自动关闭防火墙
systemctl disable firewalld --now
#永久关闭selinux
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config
Step2 修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1
net.core.somaxconn = 2048
#vm.overcommit_memory：该配置项用于设置内存超额分配策略。
#当值为 0 时，表示内核会根据实际情况动态分配内存，但这可能导致内存超额分配，当系统内存不足时，可能会引发OOM（Out of Memory）错误。
#将其设置为 1 可以禁用内存超额分配，确保只有在内存充足的情况下才能进行内存分配。这对于确保系统稳定性和可靠性是有帮助的。
#net.core.somaxconn：该配置项用于设置系统中允许的最大挂起连接数。
#当系统接收到大量并发连接请求时，如果系统的连接队列已满，则新的连接请求会被拒绝。
#通过增加 net.core.somaxconn 的值，可以增加系统的连接队列大小，从而提高系统处理并发连接请求的能力。
sysctl -p
Step3 安装redis
wget https://download.redis.io/releases/redis-7.0.13.tar.gz
yum install -y gcc gcc-c++ make
yum install build-essential tcl python3 -y
tar zxvf /opt/redis/redis-7.0.13
cd /opt/redis/redis-7.0.13/
make
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。
Step4 创建redis工作目录
mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}
cp /opt/redis/redis-7.0.13/redis.conf /usr/local/redis/conf/
cp /opt/redis-7.0.13/redis.conf /usr/local/redis/conf/
#建立用户redis来管理服务，更改工作目录的属主属组
useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/
#环境变量
vim /etc/profile
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin
#增加一行
#可以直接使用redis命令
source /etc/profile
Step5 修改配置文件
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.2.100 #87行，添加 监听的主机地址
protected-mode no
#111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
port 6379 #138行，Redis默认的监听6379端口
daemonize yes #309行，设置为守护进程，后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid #341行，指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"
#354行，指定日志文件
dir /usr/local/redis/data #504行，指定持久化文件所在目录
requirepass abc123 #1037行，增加一行，设置redis密码
Step6 定义systemd服务管理脚本
vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
[Unit]
Description=Redis Server
After=network.target
[Service]
User=redis
Group=redis
Type=forking
TimeoutSec=0
PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
#启动服务
systemctl start redis-server
systemctl enable redis-server
ss -lntp | grep 6379
四、Redis相关工具
4.1 Redis 命令工具
redis-server：Redis 服务器启动命令
redis-benchmark：性能测试工具，用于检测 Redis 在本机的运行效率
redis-check-aof：修复有问题的 AOF 持久化文件
redis-check-rdb：修复有问题的 RDB 持久化文件
redis-cli：Redis 客户端命令行工具
redis-sentinel：Redis 哨兵集群使用
4.2 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 ：指定密码，未设置数据库密码可以省略-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
redis-cli -h 192.168.2.100 -p 6379 -a 'abc123'
4.3 redis-benchmark 测试工具
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 ：1=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<numreq>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。
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。
#向 IP 地址为 192.168.2.100、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 192.168.2.100 -a 'abc123' -p 6379 -c 100 -n 100000
#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.2.100 -a 'abc123' -p 6379 -q -d 100
#可以只测试指定的几个命令
#测试本机上 Redis 服务在进行 set 与 lpush 操作时的性能
redis-benchmark -h 192.168.2.100 -a 'abc123' -p 6379 -t set,get,lpush -n 100000 -q
五、Redis 数据库常用命令
5.1 set和get命令
set和get命令用于设置和获取键值对的。
set用于存放数据
set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
#key 为键名
#value为键值
127.0.0.1:6379>set key1 1
get用于获取数据
get key
举个例子
127.0.0.1:6379> get key1
5.2 keys 命令
keys命令用于查询键，支持通配符*和？。
#先赋值
127.0.0.1:6379> set k1 1
127.0.0.1:6379> set k2 2
127.0.0.1:6379> set k3 3
127.0.0.1:6379> set v1 4
127.0.0.1:6379> set v5 5
127.0.0.1:6379> set v22 5
#查看当前数据库中所有键
keys *
127.0.0.1:6379> KEYS v*
#查看当前数据库中以 v 开头的数据
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的数据
127.0.0.1:6379> KEYS v??
#查看当前数据库中以 v 开头 v 开头后面包含任意两位的数据
5.3 del 命令
删除当前数据库的指定键。
#
192.168.2.105:6379> del v1
192.168.2.105:6379> get v1
5.4 exists 命令
判断键是否存在,1表示键存在，0表示键不存在。
5.5 type 命令
查看键的数据类型。
5.6 expire 命令
为已存在的键设置过期时间。
5.7 ttl 命令
查看键的生命周期时间，-1表示永不过期，-2表示已过期。
5.8 rename 命令
重命名键名，会覆盖已存在的键的值。
#命令格式
rename 源key 目标key
5.9 renamenx 命令
重命名键名，如果新键已存在则不执行重命名操作即不会覆盖。
#命令格式
renamenx 源key 目标key
5.10 dbsize 命令
统计当前库的键的数量。
六、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。
6.1 多数据库间切换
#切换库，默认库ID为 0~15
select 库ID
6.2 多数据库间移动数据
#移动键到指定的库
move 键 库ID
6.3 清除数据库内数据（慎用）
#清空当前库（慎用）
flushdb
#清空所有库（慎用）
flushall
6.4 密码相关
#先登录到redis数据库
redis-cli -p 6379 [-a <password>] [-h IP]
6.4.1 设置/修改密码
config set requirepass 密码
6.4.2 查询redis的密码
config get requirepass
6.4.3 密码验证）
auth 密码
