今天我们学习Linux架构中的Redis数据库基础

一、关系数据库与非关系数据库

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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（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 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。

• 除了主流的关系型数据库外的数据库，都认为是非关系型。

• 主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached、Varnish 等。

二、Redis简介

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• Redis 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（支持存储在磁盘里），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。

1、Redis服务器程序的单进程模型

• 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。

• 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。

• 建议可以开2个线程

  • 原因：

  • 1、备份

  • 2、提高并发的同时尽量不要给CPU造成太大的压力

2、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）支持丰富的数据类型：支持 key-value、Strings、Lists、Hashes、Sets 及 Ordered Sets 等数据类型操作。

（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。

（5）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。

3、哪些数据适合放入缓存中？

• 即时性。例如查询最新的物流状态信息。

• 数据一致性要求不高。例如门店信息，修改后，数据库中已经改了，五分钟后缓存中才是最新的，但不影响功能使用。

• 访问量大且更新频率不高，例如网站首页的广告信息，访问量大，但是不会经常变化。

4、Redis为什么这么快？

• Redis是一款纯内存结构，避免了磁盘I/O等耗时操作。

• Redis命令处理的核心模块为单线程，不存在多线程切换而消耗CPU，不用考虑各种锁的问题，不存在加锁、释放锁的操作，没有因为可能出现死锁而导致性能消耗。

• 采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率。

5、Redis的数据类型

• String（字符串）

• list（双向列表）：

• Hash（哈希）：

• set（集合）：

• zset（有序集合）：

三、Redis部署

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环境准备

安装redis

yum install -y redis

环境变量

vim /etc/profile 
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin		#增加一行
source /etc/profile

Redis 命令工具

redis-server：     		 #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：        		 #客户端命令行工具
redis-sentinel：   		 #哨兵集群使用

redis-server

Usage: ./redis-server [/path/to/redis.conf] [options] [-]./redis-server - (read config from stdin)./redis-server -v or --version./redis-server -h or --help./redis-server --test-memory <megabytes>./redis-server --check-system
​
Examples:./redis-server (run the server with default conf)echo 'maxmemory 128mb' | ./redis-server -./redis-server /etc/redis/6379.conf./redis-server --port 7777./redis-server --port 7777 --replicaof 127.0.0.1 8888./redis-server /etc/myredis.conf --loglevel verbose -./redis-server /etc/myredis.conf --loglevel verbose
​
Sentinel mode:./redis-server /etc/sentinel.conf --sentinel

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 192.168.60.111 -p 6379 -a 'abc123'  

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 192.168.115.111、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 192.168.115.111 -p 6379 -c 100 -n 100000 -a 'abc123'#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.115.111 -p 6379 -q -d 100 -a 'abc123'#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 -a 'abc123'

3、Redis 数据库常用命令

• 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

192.168.115.111:6379> set play csgo
192.168.115.111:6379> get play

通过set命令为键设置新值，并覆盖原有值。

192.168.115.111:6379> get play
"csgo"
192.168.115.111:6379> set play lol
OK
192.168.115.111:6379> get play
"lol"

# 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。
​
192.168.115.111:6379:6379> set k1 1
192.168.115.111:6379:6379> set k2 2
192.168.115.111:6379:6379> set k3 3
192.168.115.111:6379:6379> set v1 4
192.168.115.111:6379:6379> set v5 5
192.168.115.111:6379:6379> set v22 5
​
192.168.115.111:6379:6379> KEYS *               #查看当前数据库中所有键
​
192.168.115.111:6379:6379> KEYS v*              #查看当前数据库中以 v 开头的数据
​
192.168.115.111:6379:6379> 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
​
192.168.115.111:6379:6379> KEYS v??             #查看当前数据库中以 v 开头 v 开头后面包含任意两位的数据

​

Ⅰ、exists 命令可以判断键值是否存在。

192.168.115.111:6379> exists k1  #判断 k1 键是否存在
(integer) 1                    # 1 表示 k1键是存在
192.168.115.111:6379> exists k0
(integer) 0                    # 0 表示 k0 键是不存在

Ⅱ、del 命令可以删除当前数据库的指定 key。

192.168.115.111:6379> keys *
"k2"
"k3"
"v22"
"v5"
"v1"
"k1"
192.168.115.111:6379> del v5  #删除当前数据库的指定 key。
(integer) 1
192.168.115.111:6379> del v5
(integer) 0

Ⅲ、type 命令可以获取 key 对应的 value 值类型

192.168.115.111:6379> type k1
string

Ⅳ、expire 命令可以为给定的 key 设置过期时间

192.168.115.111:6379> expire k1 10  #设置 k1 键的过期时间为 10 秒
(integer) 1

Ⅴ、ttl 命令可以查看 key 还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期

192.168.115.111:6379> expire k2 10
(integer) 1
192.168.115.111:6379> ttl k2
(integer) 5
192.168.115.111:6379> ttl k2
(integer) 3
192.168.115.111:6379> ttl k2
(integer) -2
​
#键值对设置完时间之后会消失

Ⅵ、rename 命令是对已有 key 进行重命名。（覆盖）

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。

192.168.115.111:6379> keys *
​
1) "v1"
2) "v2"192.168.115.111:6379> get v1"10"192.168.115.111:6379> get v2"20"192.168.115.111:6379> rename v1 v2OK192.168.115.111:6379> get v1(nil)192.168.115.111:6379> get v2"10"

Ⅶ、renamenx 命令

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）

命令格式：renamenx 源key 目标key192.168.115.111:6379> keys *
192.168.115.111:6379> get teacher
"zhangsan"
192.168.115.111:6379> get v2
"4"
192.168.115.111:6379> renamenx v2 teacher
(integer) 0
192.168.115.111:6379> keys *
192.168.115.111:6379> get teacher
"zhangsan"
192.168.115.111:6379> get v2
"4"

Ⅷ、dbsize 命令

作用是查看当前数据库中 key 的数目。

192.168.115.111:6379> dbsize
(integer) 1  #只有一个key

Ⅸ、使用config set requirepass 命令设置密码

192.168.115.111:6379> config set requirepass 密码
​## 使用config get requirepass命令查看密码##命令行验证密码
192.168.115.111:6379> auth

Ⅹ、使用append追加并返回value的长度

192.168.115.111:6379> keys *
​
1) "v2"192.168.115.111:6379> append kk 'hello'  ##该键并不存在，因此append命令返回当前Value的长度。(integer) 5192.168.115.111:6379> append v2 'hello'  ##该键已经存在，因此返回追加后Value的长度。(integer) 7

ⅩⅠ 、strlen获取指定Key的字符长度。

192.168.115.111:6379> strlen 键值对

ⅩⅡ、批量设置键和查看键

192.168.115.111:6379>mset 键名1 "值1" 键名2 "值2"
192.168.115.111:6379>mget 键1 键2

4、Redis 多数据库常用命令

• 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。

• 多数据库相互独立，互不干扰。

Ⅰ、多数据库间切换

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。192.168.115.111:6379> select 10         #切换至序号为 10 的数据库
​
192.168.115.111:6379[10]> select 15     #切换至序号为 15 的数据库
​
192.168.115.111:6379[15]> select 0      #切换至序号为 0 的数据库

Ⅱ、多数据库间移动数据

move 键值 序号192.168.115.111:6379> set k1 100
OK
192.168.115.111:6379> get k1
"100"
192.168.115.111:6379> select 1
OK
192.168.115.111:6379[1]> get k1
(nil)
192.168.115.111:6379[1]> select 0           #切换至目标数据库 0
OK
192.168.115.111:6379> get k1                #查看目标数据是否存在
"100"
192.168.115.111:6379> move k1 1         #将数据库 0 中 k1 移动到数据库 1 中
(integer) 1
192.168.115.111:6379> select 1          #切换至目标数据库 1
OK
192.168.115.111:6379[1]> get k1         #查看被移动数据
"100"
192.168.115.111:6379[1]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> get k1                  #在数据库 0 中无法查看到 k1 的值

Ⅲ、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！