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NoSQL之Redis配置与优化
本章结构
- 关系数据库和非关系数据库
- Redis安装部署
- Redis数据库常用命令
- Redis持久化
- Redis性能管理
1. 关系数据库和非关系型数据库
- 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
- 包括 Redis、MongBD、Hbase、Memcached等
2. SQL 与 NoSQL 的区别
| SQL | NoSoSQL | |
|---|---|---|
| 存储方式 | 二维表格结构 | 不固定的，键值对、文档、索引、图形结构、时间序列等 |
| 扩展方式 | 纵向扩展（提升硬件性能） | 横向扩展（增加服务器节点数量） |
| 事务支持 | 基于ACID原则，事务控制更稳定，细粒度更高 | 基于BASE原则，稳定性和细粒度控制方面不如SQL |
| 典型代表 | MySQL、MariaDB、Oracle、SQL-Server、PostgreSQL | Redis、MongBD、Hbase、Memcached、ElasticSearch、Prometheus |
3. Redis
3.1 Redis概述
-
C语言开发的 、开源的、基于内存运行的 NoSQL
-
数据存储结构 键值对（Key = Value K/V）
-
优点：
- 具有极高的数据读写速度
- 支持丰富的数据类型
- 支持数据的持久化
- 原子性
- 支持数据备份
-
数据类型
-
五大基础类型
-
String 字符串
-
List 列表
-
Hash 哈希/散列
-
Set 无序集合
-
Sorted Set/Zset 有序集合
-
-
三种特殊数据类型
- HyperLogLogs 基数统计
- Bitmaps 位图
- geospatial 地理位置
-
-
端口号：6379
问题
Redis支持几种数据类型？
五种
String 字符串
List 列表
Hash 哈希/散列
Set 无序集合
Sorted Set/Zset 有序集合
3.2 Redis 为什么那么快？
1. redis 基于内存运行，数据操作都是内存中完成的
2. 数据读写采用单线程模型，避免了多线程切换的CPU性能消耗，同时也不用考虑各种锁的问题
3. 采用IO多路复用模型，可以使线程处理更多的网络连接请求，提高并发能力
3.3 Redis安装部署
3.3.1 环境准备
systemctl stop firewalld
systemctl disable --now firewalld
setenforce 0
vim /etc/sysconfig/selinux
SELINUX=disabled
yum install -y gcc gcc-c++ make
3.3.2 修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1
net.core.somaxconn = 2048
sysctl -p
3.3.3 安装redis
yum install -y gcc gcc-c++ make
cd /opt
tar xf redis-7.0.13.tar.gz
cd redis-7.0.13/
ls
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 /usr/local/
cd redis/
ls bin/
ls
mkdir conf log data
ls
cd /opt/redis-7.0.13/
ls
cp redis.conf /usr/local/redis/conf/
useradd -M -s /sbin/nologin redis
cd /usr/local
ll
chown -R redis:redis redis/
ll redis/
cd redis/bin/
ls
pwd
#环境变量
vim /etc/profile
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin #增加一行
source /etc/profile
3.3.4 修改配置文件
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.175.101 #87行，添加 监听的主机地址
protected-mode no #111行，将本机访问保护模式设置no。如果开启了，那么在没有设定bind ip且没有设密码的情况下，Redis只允许接受本机的响应
port 6379 #138行，Redis默认的监听6379端口
tcp-backlog 511 #147 1024/2048
daemonize yes #309行，设置为守护进程，后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid #341行，指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log" #354行，指定日志文件
dir /usr/local/redis/data #504行，指定持久化文件所在目录
requirepass abc123 #1037行，增加一行，设置redis密码
ls
3.3.5 定义systemd服务管理脚本
vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
[Unit]
Description=Redis Server
After=network.target
[Service]
User=redis
Group=redis
Type=forking
TimeoutSec=0
PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
#启动服务
systemctl daemon-reload
systemctl start redis-server.service
systemctl enable redis-server.service
netstat -lntp | grep 6379
3.4 Redis 命令工具
redis-server：Redis 服务器启动命令
redis-benchmark：性能测试工具，用于检测 Redis 在本机的运行效率
redis-check-aof：修复有问题的 AOF 持久化文件
redis-check-rdb：修复有问题的 RDB 持久化文件
redis-cli：Redis 客户端命令行工具
redis-sentinel：Redis 哨兵集群使用
cd ..
cd conf/
ls
vim redis.conf
redis-cli
keys *
#登录失败
exit
redis-cli -h 192.168.175.101 -p 6379
#-h 指定地址 -p 指定端口号
keys *
#登录失败
auth abc123
keys *
#登录成功
exit
redis-cli -h 192.168.175.101 -p 6379 -a abc123
#-a指定密码可以直接登录
keys *
#没有报错
redis-cli
set name 777
get name
type name
lpush mykey a b c d
lrange mykey 0 1
lrange mykey 0 2
lpush mykey e
lrange mykey 0 2
lrange mykey 0 -1
rpush mykey f
#从右往左推
lrange mykey 0 -1
hset car color blue
hset car name bmw
hlen car
hset car price 50
hlen car
hget car name
hget car price
hget car color
sadd myset a b c d
smembers myset
#无序集合
zadd myzset 1 'cyw' 2 'ylc' 3 'fsj'
zrange myzset 0 -1
zrange myzset 0 -1 WITHSCORES
3.4.1 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
redis-cli -h 192.168.80.10 -p 6379 -a 'abc123'
3.4.2 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。
#向 IP 地址为 192.168.80.10、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 192.168.80.10 -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 192.168.80.10 -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