NoSQL 之 Redis(一)(关系数据库与非关系数据库、Redis 的简介、安装部署及常用工具)

文章目录

  • 一、关系数据库和非关系数据库
    • 1.关系型数据库
    • 2.非关系型数据库
    • 3.区别
      • 3.1 数据存储方式不同
      • 3.2 扩展方式不同
      • 3.3 对事务性的支持不同
    • 4.非关系型数据的产生背景
    • 5.小结
  • 二、Redis 简介
    • 1.Redis 概述
    • 2.Redis 的优点
    • 3.Redis 与 Memcached 的区别
  • 三、Redis 安装部署
    • 1.解压软件包
    • 2.源码编译安装
    • 3.设置 Redis 相关配置文件
    • 4.查看运行状态
  • 四、Redis 常用工具
    • 1.Redis 命令工具
    • 2.Redis-cli 命令行工具
    • 3.Redis-benchmark 测试工具


一、关系数据库和非关系数据库

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(二维表格模型)基础上
  • 一般面向于记录
  • 主流的关系型数据库包括 Ocacle、MySQL、SQL Server、Microsoft、Access、DB2 等
  • 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

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 等

3.区别

3.1 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

3.2 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客服。虽然 SQL 数据库有很大扩展空间,但最终肯定会达到纵向扩展的上限
  • 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

3.3 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,并且易于回滾事务
  • 虽然 NoSQL 数据库也可以使用事务操作,但稳定性方而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而

4.非关系型数据的产生背景

  • 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
  • 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 MySQL 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
  • 需求驱动发展:
    • 对数据库高并发读写的需求
    • 对海量数据高效存储与访问的需求
    • 对数据库高扩展性与高可用性的需求

5.小结

  • 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)

二、Redis 简介

NoSQL 之 Redis(一)(关系数据库与非关系数据库、Redis 的简介、安装部署及常用工具)_第1张图片

1.Redis 概述

  • 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,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,也就是说,在一台服务器上可以同时启动多个 Redis 进程,但 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,但有多个客户端同时访问时,服务器的处理能力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也会给服务器的 CPU 造成很大压力
  • 总结: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,而若 CPU 资源比较紧张,采用单进程即可

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最之一
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

3.Redis 与 Memcached 的区别

/ Memcached Redis
类型 Key-value 数据库 Key-value 数据库
过期策略 支持 支持
数据类型 单一数据类型 五大数据类型
持久化 不支持 支持
主从复制 不支持 支持
虚拟内存 不支持 支持

三、Redis 安装部署

在这里插入图片描述

1.解压软件包

  • 下载软件包传送门:redis-5.0.7.tar.gz(提取码:qwer)
  • 将下载好的软件包传至 /opt/ 目录下
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

yum -y install gcc gcc-c++ make

cd /opt
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/

2.源码编译安装

cd redis-5.0.7/
make -j 4
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  make install 命令进行安装

3.设置 Redis 相关配置文件

cd /opt/redis-5.0.7/utils/

#执行软件包提供的 install_server.sh 脚本文件来设置 Redis 服务所需要的相关配置文件
./install_server.sh
......
Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server
#一直回车,直到出现以下选项,手动修改为“/usr/local/bin/redis-server”
#注意,需要一次性正确输入,且输入错误了无法更改,只能重来

NoSQL 之 Redis(一)(关系数据库与非关系数据库、Redis 的简介、安装部署及常用工具)_第2张图片

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
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
# 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
#这里可看看到,配置完成后是已默认完成了这一步

NoSQL 之 Redis(一)(关系数据库与非关系数据库、Redis 的简介、安装部署及常用工具)_第3张图片

netstat -natp | grep "redis"
#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

vim /etc/redis/6379.conf
#修改配置参数

bind 127.0.0.1 192.168.126.15       #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,指定日志文件

4.查看运行状态

/etc/init.d/redis_6379 restart
#重启服务,使配置生效

/etc/init.d/redis_6379 status
#查看状态

NoSQL 之 Redis(一)(关系数据库与非关系数据库、Redis 的简介、安装部署及常用工具)_第4张图片

Redis 服务控制(命令行) 解释
/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

四、Redis 常用工具

1.Redis 命令工具

命令行 解释
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

2.Redis-cli 命令行工具

语法:

redis-cli -h host -p port -a password

例:
redis-cli -h 192.168.126.15 -p 6379

在这里插入图片描述

常用选项 解释
-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此选项

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

3.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]
常用选项 解释
-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
redis-benchmark -h 192.168.126.15 -p 6379 -c 100 -n 100000
#向 IP 地址为 192.168.126.15,端口为 6379  Redis 服务器发送 100 个并发连接与 100000 个请求以测试性能

redis-benchmark -h 192.168.126.15 -p 6379 -q -d 100
#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能

redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
#测试本机上 Redis 服务在进行 set  lpush 操作时的性能

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