【Redis】Redis简介及安装部署

news2024/11/16 11:49:33

Redis简介及安装部署

  • 1.关系数据库 VS 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 关系型数据库与非关系型数据库总结
  • 2.Redis简介
    • 2.1 Redis概述
    • 2.2 Redis的优点
    • 2.3 Redis使用场景
    • 2.4 关于Redis的高频问题
      • 2.4.1 哪些数据适合放入缓存中？
      • 2.4.2 Redis为什么这么快？
    • 2.5 Redis概述总结
  • 3. 安装部署Redis
  • 4.Redis命令工具
    • 4.1 redis-cli命令行工具
    • 4.2 redis-benchmark 测试工具
    • 4.3 Redis数据库常用命令
      • 4.3.1 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
      • 4.3.2 exists命令可以判断键值是否存在
      • 4.3.3 del命令可以删除当前数据库的指定key
      • 4.4.4 type命令可以获取key对应的value值类型
      • 4.4.5 rename命令是对已有key 进行重命名。（覆盖）
      • 4.4.6 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）
      • 4.4.7 dbsize命令的作用是查看当前数据库中key的数目
  • 5.Redis多数据库常用命令
    • 5.1 多数据库间切换
    • 5.2 多数据库间移动数据
    • 5.3 清除数据库内数据
    • 4.4 redis常用命令总结

1.关系数据库 VS 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

（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。
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。

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 关系型数据库与非关系型数据库总结

关系型数据库SQL：

实例-->数据库-->表(table)-->记录行(row)、数据字段(column)

非关系型数据库No SQL：

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）
关系型数据库SQL非关系型数据库No SQL
存储结构二维表格结构键值对、文档、图形结构等
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
事务支持事务控制更稳定，细粒度更高稳定性和细粒度控制方面不如关系型数据库
典型代表Mysql Oracle SQL Server PostgreSQLRedis Memcached MongDB ElasticSearch Prometheus

2.Redis简介

2.1 Redis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。
在这里插入图片描述

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10000 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 Redis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 关于Redis的高频问题

2.4.1 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。

2.4.2 Redis为什么这么快？

（1）Redis是一款纯内存结构，避免了磁盘I/O等耗时操作。
（2）Redis命令处理的核心模块为单线程，不存在多线程切换而消耗CPU，不用考虑各种锁的问题，不存在加锁、释放锁的操作，没有因为可能出现死锁而导致性能消耗。
（3）采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率。

注意： 在 Redis 6.0 中新增加的多线程也只是针对处理网络请求过程采用了多线性，而数据的读写命令，仍然是单线程处理的。

2.5 Redis概述总结

Redis是C语言开发的，开源的、基于内存运行的、非关系型数据库No SQL。
数据存储结构 键值对 key=value K/V
数据类型 五大类型 字符串String 列表List 散列Hash 无序集合Set 有序集合Sorted Set Zset

Redis为什么那么快？

（1）redis是纯内存结构，数据操作都是在内存中完成的
（2）采用I/O多路复用，提高线程处理更多的网络连接请求
（3）数据读写采用单线程模式，可以减少多线程切换的消耗，同时也不用考虑锁的性能影响

3. 安装部署Redis

###关闭和禁止防火墙开机自启功能
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
vim /etc/selinux/config
SELINUX=disabled

（1）修改内核参数

vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1
net.core.somaxconn = 10240

sysctl -p

在这里插入图片描述

/proc/sys/vm/overcommit_memory
可选值：0、1、2。
0， 表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用；如果有足够的可用内存，内存申请允许；否则，内存申请失败，并把错误返回给应用进程。
1， 表示内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何。
2， 表示内核允许分配超过所有物理内存和交换空间总和的内存.

（2）安装redis

yum install -y gcc gcc-c++ make
cd /opt
rz -E
#redis-7.0.9.tar.gz
tar xf /opt/redis-7.0.9.tar.gz 
cd /opt/redis-7.0.9
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行配置，可直接执行make与make install命令进行安装

在这里插入图片描述

（3）创建redis工作目录，并创建redis程序用户

mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}
cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/conf/

useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/

在这里插入图片描述

（4）将redis的可执行文件路径加入到系统环境变量中

vim /etc/profile 
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin		#增加一行

source /etc/profile

在这里插入图片描述

（5）修改redis.conf配置文件

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.80.20					#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
tcp-backlog 10240
#147行，修改参数为10240
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 123								#1037行，增加一行，设置redis密码

（7）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

（8）重新加载systemd服务管理并启动服务

systemctl daemon-reload
systemctl start redis-server
systemctl enable redis-server
netstat -lntp | grep 6379

在这里插入图片描述

4.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

4.1 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 192.168.80.20 -p 6379 -a '123'

在这里插入图片描述

4.2 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。
-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。

向IP地址为192.168.80.20（本机地址）、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 192.168.80.20 -p 6379 -c 100 -n 100000 -a '123'

测试存取大小为100字节的数据包的性能

redis-benchmark -h 192.168.80.20 -p 6379 -q -d 100 -a '123'

在这里插入图片描述

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 -a '123'

在这里插入图片描述

4.3 Redis数据库常用命令

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

在这里插入图片描述

4.3.1 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

192.168.80.20:6379> keys *	#查看当前数据库中所有键
127.0.0.1:6379> KEYS v*				#查看当前数据库中以v开头的数据
192.168.80.20:6379> 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
192.168.80.20:6379> keys v?		#查看当前数据库中以v开头后面包含任意两位的数据

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4.3.2 exists命令可以判断键值是否存在

192.168.80.20:6379> exists teacher  #判断 teacher 键是否存在
(integer) 1							# 1 表示teacher 键是存在
192.168.80.20:6379> exists tea
(integer) 0							# 0 表示 tea 键不存在

在这里插入图片描述

4.3.3 del命令可以删除当前数据库的指定key

192.168.80.20:6379> keys *
192.168.80.20:6379> del v5
192.168.80.20:6379> get v5

在这里插入图片描述

4.4.4 type命令可以获取key对应的value值类型

192.168.80.20:6379> type k1

#expire命令可以为给定的key设置过期时间
192.168.80.20:6379> expire k1 10 #设置k1键的过期时间为 10 秒

#ttl命令可以查看key还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期
192.168.80.20:6379> ttl k1

在这里插入图片描述

4.4.5 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。
在这里插入图片描述

4.4.6 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

在这里插入图片描述

4.4.7 dbsize命令的作用是查看当前数据库中key的数目

192.168.80.20:6379> DBSIZE

#使用config set requirepass yourpassword命令设置密码
192.168.80.20:6379> config set requirepass 111
#使用config get requirepass命令查看密码（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用）
192.168.80.20:6379> auth 111
192.168.80.20:6379> config get requirepass

在这里插入图片描述

5.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。
多数据库相互独立，互不干扰。

5.1 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。

192.168.80.20:6379> select 10 #切换至序号为10的数据库

192.168.80.20:6379[10]> select 15  #切换至序号为15的数据库

5.2 多数据库间移动数据

格式：move 键值 序号

192.168.80.20:6379> set k1 100
OK
192.168.80.20:6379> get k1
"100"
192.168.80.20:6379> select 1
OK
192.168.80.20:6379[1]> get k1
(nil)
192.168.80.20:6379[1]> select 0			#切换至目标数据库 0
OK
192.168.80.20:6379> get k1				#查看目标数据是否存在
"100"
192.168.80.20:6379> move k1 1			#将数据库 0 中 k1 移动到数据库 1 中
(integer) 1
192.168.80.20:6379> select 1				#切换至目标数据库 1
OK
192.168.80.20:6379[1]> get k1			#查看被移动数据
"100"
192.168.80.20:6379[1]> select 0
OK
192.168.80.20:6379> get k1				#在数据库 0 中无法查看到 k1 的值
(nil)

在这里插入图片描述

5.3 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！

4.4 redis常用命令总结

redis-cli -h 地址 -p 端口 -a '密码'
redis-benchmark  -c  -n  -t  -q  -d

set 键 值             设置键和值
get 键                查询键的值
del 键                删除键
type 键               查询键的数据类型
keys 键    * ?        查询键
exists 键             判断键是否存在
expire 键  过期秒数   设置键的生命周期
ttl 键                查看键的生命周期时间  -1 永不过期  -2 已过期
rename   旧键  新键     重命名键名，会覆盖已存在的键值
renamenx  旧键  新键    重命名键名，如新键名已存在会放弃重命名操作
dbsize                 查询当前库中键的数量
select 库ID   0~15     切换库
move 键 库ID           移动键到指定的库
flushdb                清空当前库的所有键(慎用)
flushall               清空所有库的所有键(慎用 
config set requirepass  '密码'      设置redis密码
config get requirepass              查询密码
auth '密码'                         在redis里验证密码

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前言 最近在看一些秋招的笔试和面试题&#xff0c;刚好看到一个老哥的经验贴&#xff0c;他面试的时候被问到了如果芯片串口资源不够了该怎么办&#xff1f;其实可以用IO口来模拟串口&#xff0c;但我之前也没有具体用代码实现过&#xff0c;借此机会用32开发板上的两个IO口来…
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力扣 404. 左叶子之和

力扣 404. 左叶子之和

题目来源&#xff1a;https://leetcode.cn/problems/sum-of-left-leaves/description/ C题解1&#xff1a;递归法&#xff0c;前序遍历。 1. 确定输入参数&#xff1a;当前节点&#xff0c;左叶子的和&#xff1b; 2. 确定终止条件&#xff1a;空节点时返回&#xff1b; 3. …
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【每日一短语】在必要情况下

【每日一短语】在必要情况下

1、短语及释义 in a pinch 释义&#xff1a; 在紧要关头&#xff1b;在必要情况下 2、示例及出处 美剧&#xff1a;《生活大爆炸》第七季第21集 The Big Bang Theory, Season 7 Episode 21 Sheldon Cooper: Penny, there’s only one cookie with something in the middle tha…
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基于STM32设计的城市绿化云端监控系统(华为云IOT)

基于STM32设计的城市绿化云端监控系统(华为云IOT)

一、设计需求 1.1 项目背景 随着科技的蓬勃发展改变了很多传统行业的作业方式，当我们用移动支付代替现金交易时，当我们足不出户就能满足饥饿的身体时，我们的生活方式因为科技而发生了改变；同样科技也在改变着我们周围的点点滴滴，城市绿化养护亦是如此。 通过智慧控制系统…
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