Nosql之redis概述及基本操作

关系数据库与非关系型数据库概述

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。
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。

关系型数据库和非关系型数据库区别

1、数据的存储方式不同
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。

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。
2、扩展方式不同
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。

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。

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(交互)纯动态网站类型的三高问题。
（1）对数据库高并发读写需求
（2）对海量数据高效存储与访问需求
（3）对数据库高可扩展性与高可用性需求

小结

关系数据库

1、安全性高（持久化）
2、事务处理能力强
3、任务控制能力强
4、可以做日志备份、恢复、容灾的能力更强一点。

数据库-->表-->记录行(row)、数据字段(column)-->存储数据

非关系数据库

1、数据保存在缓存中，利于读取速度/查询数据
2、架构中位置灵活
3、分布式、扩展性高

非关系型数据库：数据库-->集合(collection)-->键值对(key-value)
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。
基于内存运行，支持持久化(数据恢复)。采用的就是key-value(键值对)的存储形式。
目前在分布式架构中是非常重要的一环。

redis服务器程序是一个单进程模型，也就是说在一台服务器上可以启动多个redis
(注意端口号不能冲突)
redis的实际处理速度是完全依靠主进程的执行效率。
服务器只部署了一个redis进程，多个客户端访问，可能会导致redis的处理能力下降。
若部署了多个redis进程，虽然能提高redis的并发处理能力，但会给服务器的cpu带来很大的压力。
一台服务器一般部署3个redis进程。
(根据情况来看，高并发要部署多个。一般的情况，单进程足够）

Redis的优点
1、具有极高的读写速度，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等数据类型操作。
3、支持数据的持久化，平常的数据都是保存在内存中，持久化可以写入到磁盘中，既可以保存到本地，也可以实现备份。
4、原子性，Redis所有操作都是原子性的。
5、支持主从模式，即master-slave模式。

redis为什么这么快？
1、redis是纯内存结构，避免了磁盘I/O的耗时。
2、核心模块是一个单进程，减少了线程切换和回收线程资源的时间。
3、I/O的多路复用机制。每一个执行线路都可以同时执行读和写。高并发的效率大大提高。
特殊说明：redis的读写命令，仍然是单进程处理。

Redis安装部署

systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum install -y gcc gcc-c++ make
cd /opt
--拖入redis压缩包--
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd redis-5.0.7/
make -j 4
make PREFIX=/usr/local/redis install
cd utils
./install_server.sh
#一直回车
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server  	
#需要手动修改为/usr/local/redis/bin/redis-server,注意要一次性正确输入

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
ss -antp | grep redis

修改配置文件
vim /etc/redis/6379.conf
--70行添加监听的主机地址--
bind 127.0.0.1 20.0.0.91
--93行Redis默认的监听端口--
port 6379
--137行启用守护进程(后台运行)--
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
ss -antp| grep redis

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-cli：Redis 命令行工具

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 20.0.0.91 -p 6379 -a 123456

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。
-c ：指定并发连接数。
-n ：指定请求数。

#向IP地址为20.0.0.91、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 20.0.0.91 -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 20.0.0.91 -p 6379 -q -d 100

#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

Redis数据库常用命令及数据类型

基础数据类型

string	字符串
list	列表，双向链表
hash	散列，键值对集合
set	集合，不重复
sorted set，也可以称为Zset	有序集合

1.String数据类型

keys *展示所有键名

set存放数据

格式：
set key value

#set操作可覆盖原有值

get获取数据

格式：
get key

keys结合*、?查看键值列表

exists查看键名是否存在

del删除键

type查看键的类型

append追加键值

格式：
append key value
追加键值，并返回追加后的长度（若键不存在，则相当于创建）

strlen查看键值长度

incr自增1

decr自减1

setex设置指定key的过期时间

expire设置已有key的指定时间

mset批量存放及mget批量获取

flushall删除redis中所有数据

2.list数据类型

列表，但是列表中的元素还是string类型，按照插入顺序排序，在列表的头部或尾部添加元素

lpush左插入列表元素(反向排列)

格式：
LPUSH key value [value …]

lpushx在头部插入元素值

格式：
lpush key value
#键必须存在才能执行，在头部插入元素值并返回并返回列表元素数量

rpush右插入列表元素(正向排列)

rpushx在尾部插入元素值

lrange获取列表元素

格式：
lrange key start stop
#取从位置索引start到位置索引stop的所有元素（所以以0开始）

lpop移除列表第一个元素

rpop移除列表最后一个元素

llen获取列表长度

lindex获取指定索引元素

lset指定索引位将元素设为新值

linsert在元素前\后插入新元素

3.Hash数据类型

hash用于存储对象。可以采用这样的命名方式(hash格式):对象类别和ID构成键名，
使用字段表示对象的属性，而字段值则存储属性值。
如果Hash中包含很少的字段，那么该类型的数据也将仅占用很少的磁盘空间。
每一个Hash可以存储4294967295个键值对。
对一个键进行多字段存储，节省内存，使用hash方式.