NoSQL之Redis配置

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。
• 包括：Oracle、MySQL、SQLServer、Microsoft Access、DB2等

2、非关系型数据库

• 非关系型数据库（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

• 包括：Redis、MongBD、Hbase、CouhDB等

3、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需求

  High 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看可用性需求

4、关系型数据库和非关系型数据库的区别

4.1 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和合列中。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。

4.2 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。

4.3 对事务性的支持不同

• 如果数据操纵需要高事务型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。

5、总结

5.1 关系型数据库

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

5.2 非关系型数据库

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创建数据和集合（表）。

二、Redis的基础概念

1、Redis简介

• Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务，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程序

• 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。

3、Redis的优点

3.1 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/秒，数据写入速度最高可达到81000次/秒。

3.2 支持丰富的数据类型

• 支持key-value、String、Lists、Hashes、Sets及Stored Sets等数据类型操作。

3.3 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。

3.4 原子性

• Redis所有操作都是原子性的（要么都执行，要么都不执行）。

3.5 支持数据备份

• 即master-slave模式的数据备份。

4、Redis的使用场景

• Redis作为基于内存运行的数据库，缓存是最长应用的场景之一。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、计算器应用、存储关系、实时分析系统、日志记录等。

5、Redis速度快的原因

• Redis是纯内存结构，避免了磁盘的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。
• 采用了I/O多路复用机制，大大提升了并发效率。
• I/O多路复用程序虽然会同时监听多个socket连接，但是其会将监听的socket都放到一个队列里面，然后通过这个队列有序的，同步的将每个socket对应的时间传送到文件事件分派器，再由文件事件分派器给对应的事件处理器进行处理，只有当一个socket所对应的事件被处理完毕之后，I/O多路复用程序才会继续向文件事件分派器传送下一个socket所对应的的事件，这也可以验证上面的结论，处理客户端的命令请求是单线程的方式逐个处理，但是事件处理器内并不是只有一个线程。

6、Redis与Memcashed区别

说明	Memcached	Redis
类型	Key-value	Key-value
过期策略	支持	支持
数据类型	单一数据类型	五大数据类型
持久化	不支持	支持
主从复制	不支持	支持
虚拟内存	不支持	支持

三、Redis安装部署

1、关闭防火墙

systemctl stop firewalld
setenforce 0
#需要先关闭防火墙和防护中心

2、源码编译及安装

cd /opt
#切换目录

#上传需要的安装包

yum install -y gcc gcc-c++ make
#安装依赖环境

tar xf redis-5.0.7.tar.gz
#解压

cd redis-5.0.7/
#切换目录

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

cd utils/
#执行软件包提供的install_server.sh脚本文件设置Redis服务所需要相关配置文件

./install_server.sh
......
#一直回车

Please select the redis executable path []
#需要手动修改为/usr/local/redis/bin/redis-server，注意要一次性正确输入

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.
#确认并回车

3、优化路径

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin
#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

ss -natp |grep redi
#当install_server.sh脚本运行完毕，Redis服务就已经启动，默认监听端口为6379

4、Redis服务控制

/etc/init.d/redis_6379 stop
#停止

/etc/init.d/redis_6379 start
#开启

/etc/init.d/redis_6379 restart
#重启

/etc/init.d/redis_6379 status
#状态

5、修改/etc/redis/6379.conf配置参数

#修改配置文件
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.10.15
#70行，添加监听的主机地址
port 6379
#93行，Redis默认的监听端口
daemonize yes
#137行，启用守护进程
pidfile /var/run/redis_6379.pid
#159行，指定PID文件
loglevel notice
#167行，日志级别
logfile /var/log/redis_6379.log
#172行，指定日志文件

/etc/init.d/redis_6379 restart
#重启

ss -natp | grep redis
#查看redis端口号

四、Redis管理控制

1、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

2、redis-cli命令行工具

语法

redis-cli -h root -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 192.168.10.15 -p 6379
#连接远程主机192.168.10.15

redis-cli
#默认连接本机

3、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]

常用选项	说明
-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
-I	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

redis-benchmark -h 192.168.10.15 -p 6379 -c 100 -n 100000
#向IP地址为192.168.10.15，端口号为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 192.168.10.15 -p 6379 -q -d 100
#测试存取大小为100字节的数据包的性能

redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
#测试本机上Redis服务在进行set与lpush操作时的性能