NoSQL之 Redis配置与优化

目录

一、缓存概念

1.1 系统缓存

1.1.1buffer与cache

1.2 缓存保存位置及分层结构

1.2.1 DNS缓存

1.2.2 应用层缓存

1.2.3数据层缓存

1.2.4 硬件缓存

二、关系数据库和非关系数据库

2.1什么是关系型数据库

2.2 什么是非关系型数据库

2.3 非关系型数据库的产生背景

2.4 关系型数据库和非关系型数据库区别

2.5 总结

三 、Redis介绍

四 、Redis优点

五、单线程

六 、Redis安装部署

一、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。

1.1 系统缓存
1.1.1buffer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。

1.2 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

1.2.1 DNS缓存

浏览器的DNS缓存默认为60秒，即60秒之内在访问同一个域名就不在进行DNS解析

1.2.2 应用层缓存
Nginx、PHP等web服务可以设置应用缓存以加速响应用户请求，另外有些解释性语言，比如：PHP/Python/Java不能直接运行，需要先编译成字节码，但字节码需要解释器解释为机器码之后才能执行，因此字节码也是一种缓存，有时候还会出现程序代码上线后字节码没有更新的现象。所以一般上线新版前,需要先将应用缓存清理,再上线新版。

另外可以利用动态页面静态化技术,加速访问,比如:将访问数据库的数据的动态页面,提前用程序生成静态页面文件html 电商网站的商品介绍,评论信息非实时数据等皆可利用此技术实现。

1.2.3数据层缓存

• 分布式缓存服务

Redis

Memcached

• 数据库

MySQL 查询缓存

innodb缓存、MYISAM缓存

1.2.4 硬件缓存

• CPU缓存(L1的数据缓存和L1的指令缓存)、二级缓存、三级缓存

• 磁盘缓存:Disk Cache

• 磁盘阵列缓存: Raid Cache,可使用电池防止断电丢失数据

二、关系数据库和非关系数据库
2.1什么是关系型数据库
一个结构化的数据库，创建在关系模型基础上 (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。 包括：Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2等

2.2 什么是非关系型数据库

• 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。

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

2.3 非关系型数据库的产生背景

• High performance——对数据库高并发读写需求

• Huge Storage——对海量数据高效存储与访问需求

• High Scalability && High Availability——对数据库高可扩展性与高可用性需求

2.4 关系型数据库和非关系型数据库区别

2.5 总结

• 关系型数据库: 实例->数据库->表(table)->记录行(row)、数据字段(column)

• 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(表)。

三 、Redis介绍
官方网址：Redis

Redis是一个开源的、使用C语言编写的NoSOL数据库，Redis服务器程序是单进程模型。

Redis基于内存运行并支持持久化（支持存储在磁盘），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。 （一般建议开启2个，用作备份和抗高并发）

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。

四 、Redis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:支持key-value、 Strings、Lists、Hashes ( 散列值)、Sets及OrderedSets等数据类型操作。 pS : string 字符串(可以为整形、浮点和字符型，统称为元素) list列表:(实现队列，元素不唯一，先入先出原则) set 集合:(各不相同的元素) hash hash散列值:( hash的key必须是唯一的) set /ordered sets集合/有序集合

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。

五、单线程

Redis 6.0版本前一直是单线程方式处理用户的请求

单线程为何如此快?

• 纯内存

• 非阻塞

• 避免线程切换和竞态消耗

六 、Redis安装部署

6.1部署步骤

#关闭防火墙

systemctl  stop firewalld

setenforce 0

(2)#安装gcc gcc-c++ 编译器

yum install -y gcc gcc-c++ make

(3）#切换至/opt目录，把下载好的安装包上传进来并解压

cd /opt/

tar  zxvf  redis-5.0.7.tar.gz

4）#进入目录然后编译安装

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5）#执行install_server.sh脚本

5）#执行install_server.sh脚本

cd /opt/redis-5.0.7/utils

./install_server.sh #一路回车，指导让你输入路径这一步

#路径需要手动输入

Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/ redis-server

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/redis/bin/redis-cli #客户端命令工具

6)#优化路径并查端口是否打开
#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

7)#修改配置文件
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.200.50 #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

8) #重启redis查看监听的地址
/etc/init.d/redis_6379 restart #重启
ss -antp|grep redis

9)##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

1）# 关闭防火墙和SElinux

2）#安装gcc gcc-c++ 编译器

3）#切换至/opt目录，把下载好的安装包上传进来并解压

4）#进入目录然后编译安装

5）#执行install_server.sh脚本

6)#优化路径并查端口是否打开

7)#修改配置文件

8) #重启redis查看监听的地址

6.2Redis命令工具

rdb 和 aof 是redis服务中持久化功能的两种形式
redis-cli常用于登陆至redis数据库

6.3 redis-cli命令行工具（远程登录）

6.4 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]

示例1： 向IP地址为192.168.59.118、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 192.168.59.118 -p 6379 -c 100 -n 100000

redis命令工具

sed (创建） get（获取） key(查看）

* 所以        v*以开头所有    v?以v开头后面一个字符

exists 判断值存不存在      返回1结果代表存在  0不存在   type 查看类型

del 删除   rename （覆盖） renamenx( 不覆盖）

dbsize 统计数值多少条  auth 登入密码

config set requirepass 123456 设置 123456 密码    redis -cli-a XXX(密码）

select 设置序号（0-15） 默认只要16个库   move 移除 移除  flushdb 清空当前库里所有数据    flushall 清空所有数据 慎用