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Redis数据库的简介、部署及常用命令

redis数据库

Redis数据库的简介、部署及常用命令

前言

  • NoSQL(内存/缓存型数据库):
  • 相比于其他的内存/缓存数据库,redis可以方便的实现持久化的功能(保存至磁盘中)

一、关系数据库与非关系数据库概述

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 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、Memcached 等。

3、关系数据库与非关系数据库的区别

(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。
关系型依赖于关系模型E-R图,同时以表格形式的方式存储数据
非关系型除了以表格形式存储之外,通常会以大块的形式组合在一起进行存储数据

(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。
关系型数据库纵向天然表格式
非关系型数据库横向天然分布式

(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。
关系型特别适合高事务性要求和需要执行控制执行计划的任务
非关系型此处会稍显弱势,其价值点在于高扩展性和大数据量方面

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要求
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。

总结

关系型数据库

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

梳理  ->  数据库 ->  集合(collection) ->  键值对(key-value)
  • 1

二、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(支持存储在磁盘里),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。

1、Redis服务器程序的单线程模型

  • 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。
  • 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。
  • 建议可以开2个线程
    • 原因:
    • 1、备份
    • 2、抗高并发的同时尽量不要给CPU造成太大的压力

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 Ordered Sets 等数据类型操作。
string字符串(可以为整型、浮点型和字符串,通称为元素)
list列表(实现队列,元素不唯一,先入先出原则)
set集合(各不相同的元素)
hashhash散列值(hash的key必须是唯一的)
set /ordered set集合/有序集合
  • (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。
  • 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。

3、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。

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

5、Redis的数据类型

  • String(字符串)
  • list(双向列表):
  • Hash(哈希):
  • set(集合):
  • zset(有序集合):

注: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。

三、Redis部署

//环境准备

#修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1
net.core.somaxconn =10000

sysctl -p
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//安装redis

//安装redis
yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/
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 进行配置,可直接执行 make 与 make install 命令进行安装。

#创建redis工作目录
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/
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//环境变量

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

source /etc/profile
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1、代码清单


//修改配置文件
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.24.74				     #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


//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

netstat -lntp | grep 6379
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2、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
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redis-cli命令行工具

在这里插入代码片语法: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

例:
redis-cli -h 192.168.24.74 -p 6379 -a 'abc123'  
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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<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。
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①:

#向 IP 地址为 192.168.24.74、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 192.168.24.74 -p 6379 -c 100 -n 100000 -a 'abc123'
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②:

#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.24.74 -p 6379 -q -d 100 -a 'abc123'
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③:

#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 'abc123'
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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

192.168.24.74:6379> set play csgo
192.168.24.74:6379> get play
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通过set命令为键设置新值,并覆盖原有值。

192.168.24.74:6379> get play
"csgo"
192.168.24.74:6379> set play lol
OK
192.168.24.74:6379> get play
"lol"
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# 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。
192.168.24.74:6379:6379> set k1 1
192.168.24.74:6379:6379> set k2 2
192.168.24.74:6379:6379> set k3 3
192.168.24.74:6379:6379> set v1 4
192.168.24.74:6379:6379> set v5 5
192.168.24.74:6379:6379> set v22 5

192.168.24.74:6379:6379> KEYS *				#查看当前数据库中所有键

192.168.24.74:6379:6379> KEYS v*				#查看当前数据库中以 v 开头的数据

192.168.24.74:6379:6379> 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

192.168.24.74:6379:6379> 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


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Ⅰ、exists 命令可以判断键值是否存在。

192.168.24.74:6379> exists k1  #判断 k1 键是否存在
(integer) 1                    # 1 表示 k1键是存在
192.168.24.74:6379> exists k0
(integer) 0                    # 0 表示 k0 键是不存在
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Ⅱ、del 命令可以删除当前数据库的指定 key。

192.168.24.74:6379> keys *
1) "k2"
2) "k3"
3) "v22"
4) "v5"
5) "v1"
6) "k1"
192.168.24.74:6379> del v5  #删除当前数据库的指定 key。
(integer) 1
192.168.24.74:6379> del v5
(integer) 0
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Ⅲ、type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型。

192.168.24.74:6379> type k1
string
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Ⅳ、expire 命令可以为给定的 key 设置过期时间

192.168.24.74:6379> expire k1 10  #设置 k1 键的过期时间为 10 秒
(integer) 1
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Ⅴ、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

192.168.24.74:6379> expire k2 10
(integer) 1
192.168.24.74:6379> ttl k2
(integer) 5
192.168.24.74:6379> ttl k2
(integer) 3
192.168.24.74:6379> ttl k2
(integer) -2

键值对设置完时间之后会消失
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Ⅵ、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
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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。

192.168.24.74:6379> keys *
1) "v1"
2) "v2"
192.168.24.74:6379> get v1
"10"
192.168.24.74:6379> get v2
"20"
192.168.24.74:6379> rename v1 v2
OK
192.168.24.74:6379> get v1
(nil)
192.168.24.74:6379> get v2
"10"
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Ⅶ、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
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192.168.24.74:6379> keys *
192.168.24.74:6379> get teacher
"zhangsan"
192.168.24.74:6379> get v2
"4"
192.168.24.74:6379> renamenx v2 teacher
(integer) 0
192.168.24.74:6379> keys *
192.168.24.74:6379> get teacher
"zhangsan"
192.168.24.74:6379> get v2
"4"
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Ⅷ、dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。

192.168.24.74:6379> dbsize
(integer) 1  #只有一个key
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Ⅸ、使用config set requirepass 命令设置密码

192.168.24.74:6379> config set requirepass 密码
 ## 使用config get requirepass命令查看密码
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Ⅹ、使用append返回value的长度

192.168.24.74:6379> keys *
1) "v2"
192.168.24.74:6379> append kk 'hello'  ##该键并不存在,因此append命令返回当前Value的长度。
(integer) 5
192.168.24.74:6379> append v2 'hello'  ##该键已经存在,因此返回追加后Value的长度。
(integer) 7
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通过get命令获取该键,以判断append的结果。
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ⅩⅠ 、strlen获取指定Key的字符长度。

192.168.24.74:6379> strlen 键值对
  • 1

在这里插入图片描述

ⅩⅡ、批量设置键和查看键

192.168.24.74:6379>mset 键名1 "值1" 键名2 "值2"
192.168.24.74:6379>mget 键1 键2
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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。

Ⅰ、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。
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192.168.24.74:6379> select 10			#切换至序号为 10 的数据库

192.168.24.74:6379[10]> select 15		#切换至序号为 15 的数据库

192.168.24.74:6379[15]> select 0	    #切换至序号为 0 的数据库
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Ⅱ、多数据库间移动数据

在这里插入代码片格式:move 键值 序号
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192.168.24.74:6379> set k1 100
OK
192.168.24.74:6379> get k1
"100"
192.168.24.74:6379> select 1
OK
192.168.24.74:6379[1]> get k1
(nil)
192.168.24.74:6379[1]> select 0			#切换至目标数据库 0
OK
192.168.24.74:6379> get k1				#查看目标数据是否存在
"100"
192.168.24.74:6379> move k1 1			#将数据库 0 中 k1 移动到数据库 1 中
(integer) 1
192.168.24.74:6379> select 1			#切换至目标数据库 1
OK
192.168.24.74:6379[1]> get k1			#查看被移动数据
"100"
192.168.24.74:6379[1]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> get k1				    #在数据库 0 中无法查看到 k1 的值
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Ⅲ、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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