Redis数据库（安装部署及高可用持久化性能管理基础理论）
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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Redis数据库（安装部署及高可用持久化性能管理基础理论）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、redis理论概述
1.1 redis简介
- redis是一款开源的、使用C语言编写的NoSQL数据库
- redis是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服务程序时单进程模型，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赖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还会给服务器的CPU造成很大压力。所以在实际生成环境中，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，则会考虑在同一台服务器上开启多个进程，但是如果CPU资源比较紧张，则采用单进程即可
- 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、日志记录等等
1.2 redis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：key-value、Strings、Lists、Hashes、Sets、Ordered Sets等等
- Strings：字符串（可以为整形、浮点型和字符串，统称为元素）
- 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：集合
- Ordered Sets：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：master-salve模式的数据备份
1.3 redis与memcached区别
| 数据库 | 类型 | 过期策略 | 数据类型 | 持久化 | 主从复制 | 虚拟内存 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| rdis | K-V | 支持 | 五大数据类型 | 支持 | 支持 | 支持 |
| memcached | K-V | 支持 | 单一数据类型 | 不支持 | 不支持 | 不支持 |
1.4 关系型数据库与非关系型数据库
- 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等等。
- 非关系型数据库
- NoSQL（Not Only SQL，不仅仅是SQL，是非关系数据库的总称）
- 除了主流的关系型数据库外的数据库都认为是非关系型数据库
- 主流的NoSQL数据库有Redis、MongDB、Hbase、Memcached等等
- 因为Web2.0纯动态网站类型的会出现三高问题，所以有了非关系数据库
- High performance（对数据库高并发读写需求）
- HugeStorage（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，但两者的紧密结合给Web2.0数据库发展带来了新的思路。让关系型数据库更多关注在关系上，非关系型数据库更多关系在存储上。当我们在读写分离的MySQL数据库环境中，可以把进程访问的数据存储在非关系型数据库中，从而提升访问速度
- 关系型数据库和非关系型数据库区别（3个方向）
- 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。
- 非关系数据通常存储在数据集中，就像文档、键值对或者图结构
- ②扩展方式不同
- SQL和NoSQL数据库最大的差别是在扩展方式上
- 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设计很多个表，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
- 但是NoSQL数据库是横向扩展的。因为非关系型数据存储本来就是分布式的，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最佳选项。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，但是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数据存储方式不同
二、安装部署redis
[root@localhost ~]# cd /opt/
[root@localhost opt]# systemctl stop firewalld.service
[root@localhost opt]# setenforce 0
[root@localhost opt]# systemctl disable firewalld.service
[root@localhost opt]# ls
redis-5.0.7.tar.gz rh
[root@localhost opt]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz
[root@localhost opt]# cd redis-5.0.7/
[root@localhost redis-5.0.7]# yum -y install gcc gcc-c++ make
[root@localhost redis-5.0.7]# make
[root@localhost redis-5.0.7]# make PREFIX=/usr/local/redis install 【编译并且编译安装目录为/usr/local/redis】
【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，不用再执行./configure进行配置，可直接执行make与make install命令进行安装】
[root@localhost redis-5.0.7]# cd utils/
[root@localhost utils]# ls
build-static-symbols.tcl create-cluster hashtable lru redis_init_script.tpl speed-regression.tcl
cluster_fail_time.tcl generate-command-help.rb hyperloglog redis-copy.rb redis-sha1.rb whatisdoing.sh
corrupt_rdb.c graphs install_server.sh redis_init_script releasetools
[root@localhost utils]# ./install_server.sh 【执行软件包提供的./install_server.sh 脚本文件设置redis服务所需要的相关配置文件】
Welcome to the redis service installer
This script will help you easily set up a running redis server
Please select the redis port for this instance: [6379] 【回车确认端口号6379】
Selecting default: 6379
Please select the redis config file name [/etc/redis/6379.conf] 【回车确认配置文件目录】
Selected default - /etc/redis/6379.conf
Please select the redis log file name [/var/log/redis_6379.log] 【回车确认日志文件目录】
Selected default - /var/log/redis_6379.log
Please select the data directory for this instance [/var/lib/redis/6379] 【回车确认数据文件目录】
Selected default - /var/lib/redis/6379
【回车到这里的时候需要在[]后面手动输入可执行文件路径（需要一次性输入正确）】
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
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/redis/bin/redis-cli 【客户端命令工具】
Is this ok? Then press ENTER to go on or Ctrl-C to abort.
Copied /tmp/6379.conf => /etc/init.d/redis_6379
Installing service...
Successfully added to chkconfig!
Successfully added to runlevels 345!
Starting Redis server...
Installation successful!
【把redis的可执行程序文件放入路径环境变量的目录中便于系统识别】
[root@localhost utils]# ln -s /usr/local/redis/bin/ * /usr/local/bin/
【当install_server.sh脚本运行完毕，redis服务就已开启，默认监听端口为6379 】
[root@localhost utils]# netstat -tanp | grep 6379 【查看tcp协议6379端口是否打开】
tcp 0 0 127.0.0.1:6379 0.0.0.0:* LISTEN 9796/redis-server 1
2.1redis服务控制
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 status 【查看redis服务状态】
Redis is running (9796)
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 stop 【停止redis服务】
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 start 【启动redis服务】
Starting Redis server...
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart 【重启redis服务】
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 status
Redis is running (48085)
2.2 修改配置参数
[root@localhost utils]# cd /etc/redis/
[root@localhost redis]# ls
6379.conf
[root@localhost redis]# vim 6379.conf 【修改配置文件，70行添加监听主机，其他都为默认配置选项】
70 bind 192.168.131.10 【70行，添加监听的主机地址】
93 port 6379 【93行，redis默认的监听端口（6379）】
137 daemonize yes 【137行，启用守护进程】
159 pidfile /var/run/redis_6379.pid 【159行，指定PID文件】
167 loglevel notice 【167行，日志级别】
172 logfile /var/log/redis_6379.log 【172行，指定日志文件】
[root@localhost redis]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@localhost redis]# netstat -tanp | grep 6379
tcp 0 0 192.168.131.10:6379 0.0.0.0:* LISTEN 48182/redis-server
tcp 0 0 127.0.0.1:6379 127.0.0.1:47538 TIME_WAIT -
2.3 redis常用命令工具
- 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，未设置数据库密码则可以省略此选项
- 若不添加任何选项，则使用127.0.0.1:6379连接本机上的redis数据库
[root@localhost init.d]# redis-benchmark 【用于检测redis在本机的运行效率】
[root@localhost init.d]# redis-check-aof 【修复AOF持久化文件】
[root@localhost init.d]# redis-check-rdb 【修复RDB持久化文件】
[root@localhost init.d]# redis-server 【用于启动redis的工具】
[root@localhost init.d]# redis-cli 【redis命令行工具】
[root@localhost init.d]# redis-cli -h 192.168.131.10 -p 6379 【本地登录使用redis-cli】
192.168.131.10:6379>
2.4redis-benchmark测试工具
- 官方自带的redis性能测试工具，可有效的测试redis服务的性能
- 基本测试语法：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（套接字）
- -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（写/修改、存/获取）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（大写i）：idle模式。仅打开N个idle连接并等待
【向IP地址为192.168.131.10，端口6379的redis服务器发送100个并发连接与1万个请求，测试性能】
[root@localhost init.d]# redis-benchmark -h 192.168.131.10 -p 6379 -c 100 -n 10000
【测试存取大小为100字节的数据包的性能】
[root@localhost init.d]# redis-benchmark -h 192.168.131.10 -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】
[root@localhost init.d]# redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
2.5 redis数据库常用命令
- set（存放数据），格式：set key value
- get（获取数据），格式：get key
[root@localhost ~]# redis-cli -h 192.168.131.10 -p 6379
192.168.131.10:6379> set boss qz 【键：boss；值：qz】
OK
192.168.131.10:6379> get boss 【获取boss键的值】
"qz"
- keys：取符合规则的键值列表，通常情况可以结合*、?等选项来使用。
192.168.131.10:6379> set q1 10
OK
192.168.131.10:6379> set q2 20
OK
192.168.131.10:6379> set q3 30
OK
192.168.131.10:6379> set z4 40
OK
192.168.131.10:6379> set z5 50
OK
192.168.131.10:6379> set z66 50
OK
192.168.131.10:6379> set z6677 501
OK
192.168.131.10:6379> keys * 【查看当前数据库中所有键】
192.168.131.10:6379> keys *
1) "counter:__rand_int__"
2) "z66"
3) "z5"
4) "key:__rand_int__"
5) "boos"
6) "z4"
7) "mylist"
8) "q2"
9) "boss"
10) "q1"
11) "z6677"
12) "myset:__rand_int__"
13) "q3"
192.168.131.10:6379> keys q* 【查看当前数据库中键名以q开头的键】
1) "q2"
2) "q1"
3) "q3"
192.168.131.10:6379> keys z* 【查看当前数据库中键名以z开头且后面包含任意一位的键】
1) "z66"
2) "z5"
3) "z4"
4) "z6677"
192.168.131.10:6379> keys z?? 【查看当前数据库中键名以z开头且后面包含任意两位数的键】
1) "z66"
192.168.131.10:6379> keys z???? 【查看当前数据库中键名以z开头且后面包含任意四位数的键】
1) "z6677"
- exists：判断键值是否存在。
192.168.131.10:6379> exists q 【判断q键是否存在】
(integer) 0 【返回值0表示不存在】
192.168.131.10:6379> exists q1
(integer) 1 【返回值1表示存在】
- del：删除当前数据库的指定 key。
192.168.131.10:6379> keys *
1) "counter:__rand_int__"
2) "z66"
3) "z5"
4) "key:__rand_int__"
5) "boos"
6) "z4"
7) "mylist"
8) "q2"
9) "boss"
10) "q1"
11) "z6677"
12) "myset:__rand_int__"
13) "q3"
192.168.131.10:6379> del boos 【删除boos键】
(integer) 1
192.168.131.10:6379> get boos
(nil)
192.168.131.10:6379> keys * 【查看所有键无boos键】
1) "counter:__rand_int__"
2) "z66"
3) "z5"
4) "key:__rand_int__"
5) "z4"
6) "mylist"
7) "q2"
8) "boss"
9) "q1"
10) "z6677"
11) "myset:__rand_int__"
12) "q3"
- type：获取 key 对应的 value 值类型。
192.168.131.10:6379> type z6677
string 【string：字符串】
192.168.131.10:6379> type z1
none
192.168.131.10:6379> type q1
string
- rename：对已有key进行重命名（覆盖）
- 格式：rename 源key 目标key
- 在使用rename命令进行重命名时，无论目标key是否存在都将进行重命名，且源key的值会覆盖目标key的值。所以在实际使用时建议先用exists命令查看目标key是否存在，然后再决定是否执行rename命令，避免覆盖重要数据
192.168.131.10:6379> keys q* 【查看所有q开头的键】
1) "q4"
2) "q2"
3) "q3"
192.168.131.10:6379> get q4 【获取q4键的值】
"10"
192.168.131.10:6379> rename q4 q1 【将q4键重命名为q1键】
OK
192.168.131.10:6379> get q1 【查看q1键的值】
"10"
192.168.131.10:6379> get q4
(nil)
192.168.131.10:6379> keys q*
1) "q2"
2) "q1"
3) "q3"
- renamenx：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）
- 格式：renamenx 源key 目标key
192.168.131.10:6379> keys z* 【查看所有以z开头的键】
1) "z66"
2) "z5"
3) "z4"
4) "z6677"
192.168.131.10:6379> get z66 【获取z66键的值】
"50"
192.168.131.10:6379> renamenx z66 z5 【将z66键重命名为z5】
(integer) 0 【但是z5键本来就存在，所以执行失败，返回0】
192.168.131.10:6379> keys z*
1) "z66"
2) "z5"
3) "z4"
4) "z6677"
192.168.131.10:6379> get z66
"50"
192.168.131.10:6379> renamenx z66 z1 【将z66键重命名为z1】
(integer) 1 【z1键不存在，所以返回1】
192.168.131.10:6379> keys z* 【查看所有z开头的键，发现z66键不存在，多了个z1键】
1) "z1"
2) "z5"
3) "z4"
4) "z6677"
192.168.131.10:6379> get z1 【获取z1键的值就是之前z66键的值】
"50"
- dbsize：查看当前数据库中key的数目
192.168.131.10:6379> DBSIZE
(integer) 12
- 使用config set requi yourpassword命令设置密码（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用）
- 使用config get requirepass命令查看密码
192.168.131.10:6379> CONFIG SET requirepass 5514
OK
192.168.131.10:6379> key *
(error) ERR unknown command `key`, with args beginning with: `*`,
192.168.131.10:6379> config get requirepass
(error) NOAUTH Authentication required.
192.168.131.10:6379> auth 5514
OK
192.168.131.10:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) "5514"
- 删除密码
- 以上是关于Redis数据库（安装部署及高可用持久化性能管理基础理论）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章