NoSQL Redis

news2024/11/26 1:58:38

NoSQL Redis

  • 1、数据库
    • 1.1关系型数据库
    • 1.2非关系型数据库
    • 1.3关系型和非关系型区别
  • 2、非关系型数据库应用场景
  • 3、存储结构
  • 4、redis
    • 4.1redis概述
    • 4.2Redis 优点
    • 4.3Redis为什么这么快？
  • 5、部署redis
  • 6、redis基础操作

1、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 等。

1.3关系型和非关系型区别

  • 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个表，这都需要通过提高计算机性能来。

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。
关系：纵向 比如说硬件中添加内存
非关：横向 天然分布式

  • 对事务性的支持不同

如果计数据操作需要高事务性或者复杂数据查询需要控制执行划，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。

2、非关系型数据库应用场景

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

3、存储结构

  • 关系数据库

实例–> 数据库–>表（table）–>记录行（row）、数据字段（column）–>存储数据

  • 非关系型数据库

实例–>数据库–>集合（collection）–>键值对（key-value）

4、redis

4.1redis概述

  • 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。

4.2Redis 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（键值）、Strings（字符串）、Lists（列表）、Hashes（哈希散列值）、Sets（有序） 及 Sorted Sets（无序排序） 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。

4.3Redis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。
  • 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。
  • 采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率。

5、部署redis

关闭防火墙和selinux

systemctl stop firewalld
setenforce 0

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安装gcc gcc-c++ 编译器

yum install -y gcc gcc-c++ make  //安装gcc gcc-c++ 编译器

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cd /opt
将安装包导入到该目录下
ls //查看是否导入成功

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tar xf redis-7.0.13.tar.gz  
//解压该安装包
ls
//查看解压是否成功

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cd redis-7.0.13/
//进入到该解压文件中
ls
//查看解压的包是否完整

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make //编译

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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

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#创建redis工作目录
mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}
//创建文件夹
cp /opt/redis-7.0.13/redis.conf /usr/local/redis/conf/
//将配置文件移动至新建立的文件夹中
useradd -M -s /sbin/nologin redis
//创建不能登录且没有家目录的redis程序用户
chown -R redis.redis /usr/local/redis/
//添加属主和属组

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#环境变量
vim /etc/profile 
进入环境变量配置文件
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin		#增加一行

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source /etc/profile  //重载配置文件

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cp /usr/local/redis/conf/redis.conf /usr/local/redis/conf/redis.conf.bak
//备份配置文件为.bak
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
//进入配置文件

bind 127.0.0.1 192.168.190.170					#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

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//定义systemd服务管理脚本
[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

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systemctl daemon-reload  
//重新加载配置文件

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systemctl start redis-server
启动redis

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redis-cli
登录

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6、redis基础操作

systemctl start redis-server.service
systemctl status redis-server.service
//查看redis的状态，启动程序

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redis-cli  //登录到redis

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keys *  //密码验证

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auth abc123  //设置密码为abc123

key *  //再次验证密码

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set name kfc //设置键并取名为kfc
get name //查看键
type name  //查看键的类型

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exists name    //判断该键是否存在，存在返回1，否则返回0。

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append name "mdl" //向name键中增加字段mdl，如果键并不存在，append命令返回当前Value的长度，如果键已存在，则返回追加后的value长度

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set name "life if fucking mv" //通过set命令为键设置新值，并覆盖原有值。
get name    //查看name键的内容

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strlen mykey	//获取指定键的字符长度。

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set name 20		//设置Key的值为20

incr name	    //该Key的值递增1

decr name	 	//该Key的值递减1

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decr data 		//对空值执行递减操作，其原值被设定为0，递减后的值为-1

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incr data		//对空值执行递增操作，其原值被设定为0，递增后的值为1

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set name "peace and love"   //指定name键的内容

get  name   //查看name键的内容

incr  name  //递增

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set name 20         //指定name键的值为20
decrby name 5		//减少指定的整数为5
incrby name 10		//增加指定的整数为10

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incr data  //data递增1
getset data 0 //将data的值改为0，并打印出data之前的值
get data  //查看设置后的结果

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setex data 20 "hello"	//设置指定Key的过期时间为10秒。
ttl data		//通过ttl命令查看一下指定Key的剩余存活时间(秒数)，-2表示已经过期，-1表示永不过期。
get data		//在该键的存活期内我们仍然可以获取到它的Value。
ttl data		//该ttl命令的返回值显示，该Key已经过期。
get data		//获取已过期的Key将返回nil。

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