缓存概念
缓存是为了调节速度不一致的两个或多个不同的物质的速度，在中间对速度较慢的一方起到加速作用，比如CPU的一级、二级缓存是保存了CPU最近经常访问的数据，内存是保存CPU经常访问硬盘的数据，而且硬盘也有大小不一的缓存，甚至是物理服务器的raid 卡有也缓存，都是为了起到加速CPU 访问硬盘数据的目的，因为CPU的速度太快了，CPU需要的数据由于硬盘往往不能在短时间内满足CPU的需求，因此CPU缓存、内存、Raid 卡缓存以及硬盘缓存就在一定程度上满足了CPU的数据需求，即CPU 从缓存读取数据可以大幅提高CPU的工作效率。
系统缓存
buffer与cache：
- buffer： 缓冲也叫写缓冲，一般用于写操作，可以将数据先写入内存再写入磁盘，buffer 一般用于写缓冲，用于解决不同介质的速度不一致的缓冲，先将数据临时写入到里自己最近的地方，以提高写入速度，CPU会把数据先写到内存的磁盘缓冲区，然后就认为数据已经写入完成看，然后由内核在后续的时间在写入磁盘，所以服务器突然断电会丢失内存中的部分数据。
- cache： 缓存也叫读缓存，一般用于读操作，CPU读文件从内存读，如果内存没有就先从硬盘读到内存再读到CPU，将需要频繁读取的数据放在里自己最近的缓存区域，下次读取的时候即可快速读取。
缓存保存位置及分层结构
互联网应用领域，提到缓存为王。
- 用户层：浏览器DNS缓存,应用程序DNS缓存,操作系统DNS缓存客户端
- 代理层：CDN,反向代理缓存
- Web层：Web服务器缓存
- 应用层：页面静态化
- 数据层：分布式缓存,数据库
- 系统层：操作系统cache
- 物理层：磁盘cache, Raid Cache
关系型数据库与非关系型数据库
关系型数据库：特别适合高事务性要求和需要控制执行计划的任务，事务细粒度控制更好。
非关系型数据库：事务控制会稍显弱势，其价值点在于高扩展性和大数据量处理方面。
关系型数据库（SQL）
- 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、PostgreSQL 等。
以上数据库在使用的时候必须先建库建表设计表结构，然后存储数据的时候按表结构去存，如果数据与表结构不匹配就会存储失败。
非关系型数据库（NoSQL）
- NoSQL（NoSQL=NotonlysQL），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。
- 不需要预先建库建表定义数据存储表结构，每条记录可以有不同的数据类型和字段个数(比如微信群聊里的文字、图片、视频、音乐等)。
- 主流的NOSQL 数据库有Redis、MongBD、 Hbase（分布式非关系型数据库，大数据使用）、Memcached、ElasticSearch（简称ES，索引型数据库）、TSDB（时续型数据库） 等。
关系型数据库和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。（很容易切换数据类型，一个数据集当中有多种数据类型）
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SQI数据库有很大打展空间，但最终肯定会达到纵向扩展的上限。（数据一般存储在本地的文件系统中。读可以通过读写分离、负载均衡来分摊性能，但读写仍然很消耗IO性能）
- 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。（数据分布存储在不同服务器上，可以并发地读写，加快效率）
3. 对事务性的支持不同
- 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。
- 非关系型数据库在事务的处理和稳定性方面，不如关系型数据库。但读写性能好、易于扩展，处理大数据方面占优势。
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）Hugestorage——对海量数据高效存储与访问需求。
（3）HighScalability&&HighAvailability——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。让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障，非关系型数据库关注在存储和高效率上。例如，在读写分离的MySQI数据库环境中，可以把经常访问的数据（即高热数据）存储在非关系型数据库中，提升访问速度。
Redis简介
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。
Redis的优点
（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/s，数据写入速度最高可达到81000次/s。
（2）支持的数据结构： key-value，支持丰富的数据类型：Strings、 Lists、Hashes、 Sets 及Sorted Sets 等数据类型操作。
- Strings 字符串型
- Lists 列表型
- Hashes 哈希（散列）
- Sets 无序集合
- Sorted Sets 有序集合（或称zsets）
（redis也可以做消息队列，可以通过Sorted Sets实现）
（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。
（4）原子性： Redis所有操作都是原子性的。（支持事务，所有操作都作为事务）
（5）支持数据备份： 即 master-salve 模式的数据备份。（支持主从复制）
Redis的缺点
- 缓存和数据库双写一致性问题
- 缓存雪崩问题
- 缓存击穿问题
- 缓存的并发竞争问题
Redis的适用场景
- Redis作为基于内存运行的数据库，是一个高性能的缓存，一般应用在session缓存、 队列、排行榜、计数器、最近最热文章、最近最热评论、发布订阅等。
- Redis适用于数据实时性要求高、数据存储有过期和淘汰特征的、不需要持久化或者只需要保证弱一致性、逻辑简单的场景。
Redis速度快的原因
- 基于内存运行
- 采用单线程处理数据的读写（减少锁竞争和线程切换的消耗）
- 采用IO多路复用机制（可以让单线程处理多个连接请求，减少网络IO的消耗）
Redis安装部署
1. 关闭防火墙和安全功能
systemctl stop firewalld setenforce 0
2. 编译安装redis
cd /opt/ yum install -y gcc gcc-c++ make tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz cd /opt/redis-5.0.7/ make && make PREFIX=/usr/local/redis install
3. 执行软件包自带的install_server.sh脚本文件设置redid服务相关配置
cd /opt/redis-5.0.7/utils ./install_server.sh …… 慢慢回车4次 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
4. 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，默认侦听端口为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
5. 修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
vim /etc/redis/6379.conf #70行;添加;监听的主机地址 bind 127.0.0.1 192.168.136.10 #93行;Redis默认的监听端口 port 6379 #137行;启用守护进程 daemonize yes #159行;指定 PID 文件 pidfile /var/run/redis_6379.pid #167行;日志级别 loglevel notice #172行;指定日志文件 logfile /var/log/redis_6379.log #重启redis服务 /etc/init.d/redis_6379 restart
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
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 例： redis-cli -h 192.168.136.10 -p 6379 #此时无密码，不需要-a直接登陆
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 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 向 IP 地址为 192.168.136.10、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 192.168.136.10 -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 192.168.136.10 -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 redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
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 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 向 IP 地址为 192.168.136.10、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 192.168.136.10 -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 192.168.136.10 -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 redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
Redis 数据库常用命令
1. 存放/获取数据——set/get
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 例： redis-cli -p 6379 set name zhangsan #存放数据name值为张三 get name #获取name的值
2. 结合通配符查看键值列表——keys
#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
3. 判断键值是否存在——exists
语法：exists [键] 返回值为1表示存在，0表示不存在 exists name exists aaaa
4. 删除当前数据库的指定key——del
语法：del [键] keys * del name keys *
5. 获取key对应的value值类型——type
语法：type [键]
6. 对已有key进行重命名(覆盖)——rename
命令格式：rename 源key 目标key 使用rename命令进行重命名时，无论目标key是否存在都进行重命名，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。
7. 对已有key进行重命名(不覆盖)——renamex
语法：renamex 源key 目标key #renamenx 命令是对已有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）
8. 查看当前数据库中key的数目——dbsize
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。 例： keys * dbsize
9. 设置密码
#设置密码 config set requirepass password #查看密码（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用） auth 密码 config get requirepass #删除密码 auth 密码 config get requirepass '' 例： config set requirepass abc123 auth abc123 config get requirepass quit redis-cli keys * auth abc123 keys *
Redis多数据库之间常用命令
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，互不干扰。
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 127.0.0.1:6379[10]>select 15 #切换至序号为15的数据库 127.0.0.1:6379[15]>select 0 #切换至序号为0的数据库 127.0.0.1:6379[0]>
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 a1 100 #在数据库0中设置键k1 OK 127.0.0.1:6379> get a1 #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 a1 #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 a1 #查看目标数据是否存在 "100" 127.0.0.1:6379> move a1 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 a1 #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 a1 #在数据库0中无法查看到k1的值 (nil)
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！！！
例：
192.168.136.10:6379[1]> keys * #数据库1中有1个键 1) "a1" 192.168.136.10:6379[1]> flushdb #清空当前数据库的数据 OK 192.168.136.10:6379[1]> keys * #数据库1已无数据 (empty list or set) 192.168.136.10:6379[1]> select 0 #切换到数据库0 OK 192.168.136.10:6379> keys * #数据库0的数据仍然存在 192.168.136.10:6379>
Redis 运维的故障与处理方法
Redis常见运维故障
- 使用
keys*把库堵死。——建议使用别名把这个命令改名。 - 超过内存使用后,部分数据被删除。——这个有删除策略的,选择适合自己的即可。
- 没开持久化，却重启了实例,数据全掉。——记得非缓存的信息需要打开持久化。
- RDB的持久化需要
Vm.overcommit_memory=1，否则会持久化失败。 - 没有持久化情况下,主从,主重启太快,从还没认为主挂的情况下,从会清空自己的数据，人为重启主节点前,先关闭从节点的同步。
Redis故障排查
- 结合Redis 监控查看QPS、缓存命中率、内存使用率等信息。
- 确认机器层面的资源是否有异常。
- 故障时及时上机，使用
redis-cli monitor打印出操作日志，然后分析（事后分析此条失效）。 - 和研发沟通，确认是否有大Key在堵塞（大Key也可以在日常的巡检中获得） 和组内同事沟通，确实是否有误操作。
- 和运维同事、研发一起排查流量是否正常，是否存在被刷的情况。
标签：缓存,NoSQL,Redis,数据库,redis,6379,数据 From： https://www.cnblogs.com/fengxia6/p/16951745.html