Redis配置与优化

本文涉及的产品
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: Redis配置与优化

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

image.pngimage.png

image.png

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

image.png

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

image.png

image.png

image.png

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

image.png

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

image.png

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

image.png

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

image.png

九、Redis数据库常用命令

image.png

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 

image.png

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

image.png

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

image.png

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

image.png

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

image.png

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__"

image.png

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__"

image.png

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

image.png

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"

image.png

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

image.png

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>

image.png

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)

image.png

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!!!

image.png

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