NoSQL之Redis配置与优化

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了NoSQL之Redis配置与优化相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、关系数据库和非关系数据库

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

    ③、对事务性的支持不同

  • 在数据操作需要高事物性或者复杂数据查询需要控制执行计划，可以选择传统的SQL数据库，从性能和稳定性方面传统SQL数据库支持对事物原子性细粒度控制，并且易于回滚事物
  • 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

    4、几种常用的数据库（额外补充）

    ①、elasticsearch （ES）

    ==索引性数据库==

    Elasticsearch和MongoDB/Redis/Memcache一样，是非关系型数据库。是一个接近实时的搜索平台，从索引这个文档到这个文档能够被搜索到只有一个轻微的延迟，企业应用定位：采用Restful API标准的可扩展和高可用的实时数据分析的全文搜索工具

    ②、MongoDB

    ==文档型数据库==

    MongoDB是一个基于分布式文件存储 [1] 的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

    ③、Redis

    ==键值存储数据库==

    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，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

    ④、Prometheus

    ==容器，云原生，监控系统==

    Prometheus是一个开源的系统监控和报警系统，现在已经加入到CNCF基金会，成为继k8s之后第二个在CNCF托管的项目，在kubernetes容器管理系统中，通常会搭配prometheus进行监控，同时也支持多种exporter采集数据，还支持pushgateway进行数据上报，Prometheus性能足够支撑上万台规模的集群。

二、Redis简介

1.什么是Redis

  • 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，==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。

    2.Redis的单线程模式

  • 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。

    3.Redis的优点

  • ==具有极高的数据读写速度：数据读写的速度最高可达到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、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）
    • hash ：++hash散列值++（hash的key必须是唯一的）
    • set /ordered set ：++集合/有序集合++
  • 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.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，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

5.常用场景

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常见的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

三、Redis部署

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0

准备好Redis安装包

[root@localhost ~]# cd /opt
[root@localhost opt]# rz -E
rz waiting to receive.
[root@localhost opt]# ls

[root@localhost opt]# yum install -y gcc gcc-c++ make

[root@localhost opt]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz 

cd /opt/redis-5.0.7/   切换到解压出来的文件里
make && make PREFIX=/usr/local/redis install   编译安装并指定安装目录

cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
……
慢慢回车
Please select the redis executable path []
手动输入  /usr/local/redis/bin/redis-server
#要一次性输入正确，不然还要重新执行
Selected config:
Port           : 6379                               #默认侦听端口为6379
Config file    : /etc/redis/6379.conf               #配置文件路径
Log file       : /var/log/redis_6379.log            #日志文件路径
Data dir       : /var/lib/redis/6379                #数据文件路径
Executable     : /usr/local/redis/bin/redis-server  #可执行文件路径
Cli Executable : /usr/local/bin/redis-cli           #客户端命令工具







四、Redis 命令工具

redis-server        #用于启动 Redis 的工具
redis-cli           #Redis命令行工具
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

1、redis-cli 命令行工具

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  指定米玛，未设置数据库米玛可以省略-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

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==

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。

例：
向 IP 地址为 192.168.93.18、端口为 6379 的 Redis 服务器发送 100 个并发连接与 10 万个请求测试性能
redis-benchmark -h 192.168.93.18 -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 192.168.93.18 -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


五、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

#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。
keys *    #查看当前数据库中所有的数据
keys v*   #查看当前数据库中以v开头的数据
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
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

#exists     命令可以判断键值是否存在。
exists  [键]
返回值为1表示存在，0表示不存在

#del    命令可以删除当前数据库的指定 key。
del  [键]

#type   命令可以获取 key 对应的 value 值类型。
type  [键]

#dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。

#设置米玛
config set requirepass password

#查看米玛（一旦设置米玛，必须先验证通过米玛，否则所有操作不可用）
auth 米玛
config get requirepass

#删除米玛
auth 米玛
config get requirepass 

例：
config set requirepass 010230
auth 010230
config get requirepass
auth 010230
config get requirepass



以上是关于NoSQL之Redis配置与优化的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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