- 一、关系型数据库与非关系型数据库
- 二、非关系型数据库产生背景
- 三、总结关系型数据库与非关系型数据库
- 四、了解Redis
- 五、Redis优点及应用场景
- 六、Redis快的原因
- 七、Redis安装部署
- 八、Redis 命令工具
一、关系型数据库与非关系型数据库
关系型数据库
- 一个结构化的数据库,创建在关系模型基础上
- 一般面向于记录
- 包括Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2等
- 非关系型数据库
- 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、Memcached等
区别
- 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。
- 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,SOL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个表,这都需要通过提高计算机性能来。
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: 纵向比如说硬件中添加内存
非关系型:横向天然分布式
- 对事务的支持不同
- 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。
二、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。
(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。
三、总结关系型数据库与非关系型数据库
- 关系型数据库
1、安全性高(持久化)
2、事务处理能力强
3、任务控制能力强
4、可以做日志备份、恢复、容灾的能力更强一点
- 非关系型数据库
1、数据保存在缓存中,利于读取速度/查询数据
2、架构位置灵活
3、分布式、扩展性高
- 总结
关系数据库
实例-----》 数据库-----》表(table)----》记录行(row)、数据字段(column)—》存储数据
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建数据库和集合
四、了解Redis
- 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。
五、Redis优点及应用场景
- 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:支持 key-value(键值)、Strings(字符串)、Lists(列表)、Hashes(哈希散列值)、Sets(有序) 及 Sorted Sets(无序排序) 等数据类型操作。
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。
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。
六、Redis快的原因
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,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。
3、采用了 I/O 多路复用机制,大大提升了并发效率。
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。
七、Redis安装部署
systemctl stop firewalld setenforce 0 yum install -y gcc gcc-c++ make tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/ cd /opt/redis-5.0.7/ 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。 #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 cd /opt/redis-5.0.7/utils ./install_server.sh ...... #一直回车 Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server #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/bin/redis-cli #客户端命令工具
#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 ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/ #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 netstat -natp | grep redis
Redis 服务控制
/etc/init.d/redis_6379 stop #停止 /etc/init.d/redis_6379 start #启动 /etc/init.d/redis_6379 restart #重启 /etc/init.d/redis_6379 status #状态
修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
vim /etc/redis/6379.conf bind 127.0.0.1 192.168.147.100 #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
八、Redis 命令工具
工具 | 作用 |
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 |
8.1 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 #登录本机 redis-cli #远程登录 redis-cli -h 192.168.147.100 -p 6379
8.2 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<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。
示例1:
向 IP 地址为 192.168.147.100、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 192.168.147.100 -p 6379 -c 100 -n 100000
示例2:
测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.147.100 -p 6379 -q -d 100
示例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
九、Redis数据库常用命令
9.1 set、get 设置和获取键的值
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
9.2 keys 获取键值列表
keys命令可以获取符合规则的键值列表,通常情况可以结合 *、? 等选项来使用。
#先创建几个键 127.0.0.1:6379>set k1 1 127.0.0.1:6379>set k2 2 127.0.0.1:6379>set k3 3 127.0.0.1:6379>set v1 4 127.0.0.1:6379>set v5 5 127.0.0.1:6379>set v22 6 127.0.0.1:6379>set v33 7 127.0.0.1:6379>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开头的键 127.0.0.1:6379>keys v? #查看当前数据库中以v开头,后面包含任意一位字符的键 127.0.0.1:6379>keys v?? #查看当前数据库中以v开头,后面包含任意两位字符的键
9.3 exists 判断键是否存在
exists 命令可以判断键是否存在。
返回1,表示键存在。
返回0,表示键不存在。
127.0.0.1:6379> exists teacher #判断teacher键是否存在,返回1表示存在 (integer) 1 127.0.0.1:6379> exists student #判断studen键是否存在,返回0表示存在 (integer) 0
9.4 del 删除键
del 命令可以删除当前数据库的指定key。
127.0.0.1:6379> get k1 "1" 127.0.0.1:6379> del k1 #删除k1键 (integer) 1 127.0.0.1:6379> get k1 (nil) 127.0.0.1:6379> exists k1 #k1键已不存在 (integer) 0
9.5 type 查看键存储的数据类型
type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型。
127.0.0.1:6379> get k2 "2" 127.0.0.1:6379> type k2 string #字符串类型
9.6 rename 重命名
rename 命令是对已有 key 进行重命名。(覆盖)
- 使用rename命令进行重命名时,无论目标key是否存在都会进行重命名,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。
127.0.0.1:6379> keys * 1) "k3" 2) "v1" 3) "v33" 4) "v5" 5) "mylist" 6) "v22" 7) "teacher" 8) "key:__rand_int__" 9) "counter:__rand_int__" 10) "k2" 11) "myset:__rand_int__" 127.0.0.1:6379> rename v33 v30 #将键v33重命名为v30 OK 127.0.0.1:6379> keys * 1) "k3" 2) "v1" 3) "v30" 4) "v5" 5) "mylist" 6) "v22" 7) "teacher" 8) "key:__rand_int__" 9) "counter:__rand_int__" 10) "k2" 11) "myset:__rand_int__"
9.7 renamenx 会检查目标键名是否已存在
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)
127.0.0.1:6379> keys * 1) "k3" 2) "v1" 3) "v30" 4) "v5" 5) "mylist" 6) "v22" 7) "teacher" 8) "key:__rand_int__" 9) "counter:__rand_int__" 10) "k2" 11) "myset:__rand_int__" 127.0.0.1:6379> renamenx v1 k3 #因为k3键存在,所以重命名不成功。返回0表示执行不成功。 (integer) 0 127.0.0.1:6379> renamenx v1 v100 #重命名成功。返回1表示成功。 (integer) 1 127.0.0.1:6379> keys * 1) "k3" 2) "v100" 3) "v30" 4) "v5" 5) "mylist" 6) "v22" 7) "teacher" 8) "key:__rand_int__" 9) "counter:__rand_int__" 10) "k2" 11) "myset:__rand_int__"
9.8 dbsize查看键数目
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中key的数目。
127.0.0.1:6379> dbsize #查看键数目 (integer) 11 #一共11个键
9.9 设置和清空密码
1、设置和查看密码
使用 config set requirepass password
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。
127.0.0.1:6379> config set requirepass 123456 #设置密码 OK 127.0.0.1:6379> config get requirepass (error) NOAUTH Authentication required. #设置密码后,需要先验证密码才能操作其他命令 127.0.0.1:6379> auth 123456 #验证密码 OK 127.0.0.1:6379> config get requirepass #查看密码 1) "requirepass" 2) "123456" #设置密码后,使用密码登录可以直接操作,不需要二次验证 [root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.147.100 -p 6379 -a 123456 Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe. 192.168.147.100:6379> get teacher "zhangsan"
2、清空密码:
使用 config set requirepass ''
清空密码。
192.168.147.100:6379> config set requirepass '' #清空密码 OK 192.168.147.100:6379> config get requirepass 1) "requirepass" 2) "" #密码已为空
十、Redis多数据库操作
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。
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。
多数据库相互独立,
0.1 多数据库间切换select
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。 127.0.0.1:6379>select 10 #切换至序号为10的数据库 OK 127.0.0.1:6379[10]>select 15 #切换至序号为15的数据库 OK 127.0.0.1:6379[15]>select 0 #切换至序号为0的数据库 OK 127.0.0.1:6379>
10.2 多数据库间移动数据
命令格式:move 键值 序号 #示例: 127.0.0.1:6379> set k1 100 #在数据库0中设置键k1 OK 127.0.0.1:6379> get k1 #查看键k1的值,为100 "100" 127.0.0.1:6379> select 1 #切换至目标数据库1 OK 127.0.0.1:6379[1]> get k1 #数据库1无法查看到k1的值 (nil) 127.0.0.1:6379[1]> select 0 #切换至目标数据库0 OK 127.0.0.1:6379> get k1 #查看目标数据是否存在 "100" 127.0.0.1:6379> move k1 1 #将数据库0中k1移动到数据库1中 (integer) 1 127.0.0.1:6379> select 1 #切换至目标数据库1 OK 127.0.0.1:6379[1]> get k1 #查看被移动数据 "100" 127.0.0.1:6379[1]> select 0 #切换到数据库0 OK 127.0.0.1:6379> get k1 #在数据库0中无法查看到k1的值 (nil)
10.3 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!!!