Redis 介绍

 Redis 介绍

        Redis 数据库是一个非关系型数据库，在正式学习 Redis 之前，先来了解关系型数据库与非关系型数据库的概念。

关系数据库与非关系型数据库

        数据库按照数据库的结构可以分为关系型数据库与其他数据库,而这些其他数据库我们将其统称非关系型数据库。

1.关系型数据库

        关系型数据库是一个结构化的数据库，创建在关系模型基础上，一般面向于记录。它借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据。关系模型就是指二维表格模型,因而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的联系组成的一个数据组织。现实世界中，各种实体与实体之间的各种联系都可以用关系模型来表示。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、SQLServer、Microsoft Access、DB2 等

2.非关系型数据库

        NoSQL(NoSQL= Not Only SQL),意思是“不仅仅是 SQL”,是非关系型数据库的总称。主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、CouhDB 等等。以上这些非关系型数据库，他们的存储方式、存储结构以及使用的场景都是完全不同的。所以我们认为它是一个非关系型数据库的集合，而不是像关系型数据库一样，是一个统称。换言之，除了主流的关系型数据库以外的数据库，都可以认为是非关系型的。NoSQL数据库凭借着其非关系型分布式、开源及横向扩展等优势，被认为是下一代数据库产品。

3.非关系型数据库产生背景

        关系型数据库已经诞生很久了，而且一直在使用。面对这样的情况，为什么还会产生NoSQL?那么，下面就来介绍一下 NoSQL产生的背景。
        随着 Web2.0 网站的兴起，关系型数据库在应对 Web2.0网站，特别是海量数据和高并发的SNS(Social Networking Services，即社交网络服务)类型的 Web2.0 纯动态网站时，暴露出很多难以解决的问题，例如三高问题。

(1)High performance--对数据库高并发读写需求

        Web2.0网站会根据用户的个性化信息来实时生成动态页面和提供动态信息，因此无法使用动态页面静态化技术。所以数据库的并发负载非常高，一般会达到10000 次/s 以上的读写请求。关系型数据库对于上万次的查询请求还是可以勉强支撑的，但出现上万次的写数据请求，硬盘 10 就已经无法承受了。对于普通的 BBS 网站，往往也会存在高并发的写数据请求。

(2)Huge Storage--对海量数据高效存储与访问需求

        类似于 Facebook、Friendfeed 这样的 SNS 网站，每天会产生大量的用户动态信息如 Friendfeed,一个月就会产生不少于 2.5 亿条用户动态信息，对于关系型数据库来说，在一个包含 2.5 亿条记录的表中执行 SQL 查询，查询效率是非常低的。

(3)High Scalability && High Availability--对数据库高可扩展性与高可用性需求

        在 Web 架构中，数据库是最难进行横向扩展的。当应用系统的用户量与访问量与日俱增时，数据库是没办法像 Web 服务一样，简单地通过添加硬件和服务器节点来扩展其性能和负载能力的。尤其对于一些需要 24 小时对外提供服务的网站来说，数据库的升级与扩展往往伴随着停机维护与数据迁移，其工作量是非常庞大的。
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 MVSQL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。

1.Redis 简介

        Redis(RemoteDictionaryServer，远程字典型)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 进程而 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 具有以下几个优点:

• 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，不仅仅支持简单的 key-value 类型的数据，还支持 Strings,ListsHashes, Sets 及 Ordered Sets 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。

2.Redis 安装部署

        Redis的安装相对于其他服务来说比较简单。首先需要到Redis 官网(https://www.redis.io)下载相应的源码软件包,然后上传至 Linux 系统的服务器中进行解压安装。本章中以 redis-4.0.9.tar.gz 为例进行 Redis 服务的安装和配置讲解。
        通常情况下，在 Linux 系统中进行源码编译安装，需要先执行./confiqure 进行环境检查与配置,从而生成 Makefile 文件,再执行 make && make instal 命令进行编译安装。而 Redis源码包中直接提供了 Makefile 文件，所以在解压完软件包后，可直接进入解压后的软件包目录，执行 make 与 make install 命令进行安装。

3.配置参数

        Redis 主配置文件为/etc/redis/6379.conf，由注释行与设置行两部分组成。与大多数Linux 配置文件一样，注释性的文字以"#"开始，包含了对相关配置内容进行的说明和解释。除了注释行与空行以外的内容即为设置行。可根据生产环境的需求调整相关参数，如下: 

        除了上述配置参数外，Redis 主配置文件中还包含很多其它的配置参数，具体内容如表所示。

4、Redis 命令工具

        Redis 软件提供了多个命令工具。安装 Redis 服务时，所包含的软件工具会同时被安装到系统中，在系统中可以直接使用。这些命令工具的作用分别如下所示。

• 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。

本小节只介绍redis-cli、redis-benchmark 命令工具的使用, 

1.redis-cli 命令行工具

        Redis 数据库系统也是一个典型的 C/S(客户端/服务器端)架构的应用，要访问 Redis数据库需要使用专门的客户端软件。Redis 服务的客户端软件就是其自带的redis-cli 命令行工具。使用redis-ci 连接指定数据库，连接成功后会进入提示符为"远程主机IP 地址:端口号>”的数据库操作环境，例如“127.0.0.1:6379>”。用户可以输入各种操作语句对数据库进行管理。如执行 ping 命令可以检测 Redis 服务是否启动。

 5、Redis 数据库常用命令

        前面提到 Redis 数据库采用 key-value(键值对)的数据存储形式。所使用的命令是 set与 get 命令。

• 存放数据，基本的命令格式为 set key value.set:
• get:获取数据，基本的命令格式为 get key。

        例如，在 Redis 的命令行模式下执行"set teacher zhanglong”，表示在当前数据库下存放一个 key 为 teacher，value 为zhanglong 的数据，而执行“getteacher“命令即可查看刚才存放的数据。

1.key 相关命令

        在 Redis 数据库中，与 key 相关的命令主要包含以下几种。

(1)keys

        使用 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。

 (2)exists

        exists 命令可以判断键值是否存在。

(3)del

        del 命令可以删除当前数据库的指定 key. 

(4)type

        使用 type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型。 

（5)rename

        rename 命令是对已有 key 进行重命名，其命令格式为: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。 

(6)renamenx

        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。其命令格式与rename 的命令格式除命令关键字不同外基本相同:renamenx 源key 目标 key。使用renamenx 命令进行重命名时，如果目标key 存在则不进行重命名。 

 (7)dbsize

        dbsize 命令的作用是査看当前数据库中 key 的数目。