一、关系型数据库与非关系型数据库

1.关系型数据库

2. 非关系型数据库

3. 关系型数据库和非关系型数据库区别

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.非关系型数据库产生背景

5.总结

二、Redis简介

1.redis的工作过程

编辑

2.Redis优点

3.使用场景

4.哪些数据适合放入缓存中？

5. Redis为什么这么快？

6.Redis与MySQL、PostgerSQL关系型数据库的关系

7.Redis的数据类型

三、Redis与Memcached的对比

四、Redis安装部署

1. 环境准备

2.修改内核参数

3.安装redis

4.创建redis工作目录

5.环境变量

6.修改配置文件

7.定义systemd服务管理脚本

五、Redis命令工具

1.redis-cli 命令行工具

2.redis-benchmark 测试工具

六、Redis 数据库常用命令

1.keys命令

2.exists命令

3.del命令

4.type命令

5.expire命令

6.ttl命令

7.rename命令

8.renamenx命令

9.dbsize命令

10.设置密码

七、Redis 多数据库常用命令

1.多数据库间切换

2.多数据库间移动数据

3.清空数据库内数据

一、关系型数据库与非关系型数据库

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（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、PostgreSQL 等。
以上数据库在使用的时候必须先建库建表设计表结构，然后存储数据的时候按表结构去存，如果数据与表结构不匹配就会存储失败。

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。
不需要预先建库建表定义数据存储表结构，每条记录可以有不同的数据类型和字段个数（比如微信群聊里的文字、图片、视频、音乐等）。
主流的 NoSQL 数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached、ElasticSearch、TSDB 等。

3. 关系型数据库和非关系型数据库区别

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克服。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，并且易于回滚事务。
虽然NoSQL数据库也可以使用事务操作，但稳定性方面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面。

4.非关系型数据库产生背景

可用于应对 Web2.0 纯动态网站类型的三高问题（高并发、高性能、高可用）。

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

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。让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障，非关系型数据库关注在存储和高效率上。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。

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）。

二、Redis简介

Redis（远程字典服务器）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，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。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。

1.redis的工作过程

用户第一次访问数据，数据从mysql中获取，然后数据返还给用户
访问数据写入缓存中（redis）
当用户后面再访问时，直接从缓存中读取。降低MySQL负载压力，提高读取效率。

2.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、Sets 及 Sorted 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。

3.使用场景

Redis作为基于内存运行的数据库，是一个高性能的缓存，一般应用在Session缓存、队列、排行榜、计数器、最近最热文章、最近最热评论、发布订阅等。
Redis 适用于数据实时性要求高、数据存储有过期和淘汰特征的、不需要持久化或者只需要保证弱一致性、逻辑简单的场景。

我们通常会将部分数据放入缓存中，来提高访问速度，然后数据库承担存储的工作。

4.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。

5. 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。

注：在 Redis 6.0 中新增加的多线程也只是针对处理网络请求过程采用了多线性，而数据的读写命令，仍然是单线程处理的。

6.Redis与MySQL、PostgerSQL关系型数据库的关系

Redis 首先它是一种内存数据库，最大的优势在于效率高。尤其在某些特定场合下，例如热点数据量非常大，而数据从内存和磁盘之间的换入换出代价比较高的情况下，Redis 就会体现它的价值。
传统关系型数据库在于它对数据的一致性保障，它的数据模型范式是遵循严格事务规则的结构化数据，由于其数据的高度抽象化，它调度到内存的数据一般场合下不会占用很大的内存空间。
总的来说，两种数据库各有各的优点和缺点。不同的业务场合有特定的追求目标，redis 首要的是效率，适用的是一些单纯二维结构化数据无法表达的数据模型，而关系型数据库处理的是可以用范式模型表达的二维数据，追求的是数据的高度一致性。随着 T 的发展，每一类型的数据库都会在其特定的场合内发挥出无可比拟的优势，最终的趋势是大家趋于平衡，没有最好，只有最适合。

7.Redis的数据类型

结构类型	结构存储的值	结构的读写能力
String	可以是字符串，整数，浮点数	对整个字符串或者字符串的其中一部分进行操作，对整数和浮点数执行自增或者自减操作
list	一个链表，链表上每个节点都包含了一个字符串	从链表的俩端推入或者弹出元素：根据便移量对链表进行修剪:读取单个或多个元素，根据值查找或者移除元素
set	包含字符串的无序收集器，并且被包含的每个字符串都是独一无二各不相同的	添加、获取、移除单个元素，检查一个元素是否存在与集合中，计算交集，并集，差集，从集合里面随机获取元素
hash	包含键值对的无序散列表	添加、获取、移除单个键值对，获取所有键值对
zset	字符串成员与浮点数分值之间的有序映射，元素的排列顺序由分值的大小决定	添加、获取、删除单个元素，根据分值范围或者成员来获取元素

三、Redis与Memcached的对比

Memcached：是一个免费开源的、高性能的、具有分布式内存对象的缓存系统，它通过减轻数据库负载加速动态Web应用。

	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

数据结构支持：
- Redis：支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合和有序集合等。这使得Redis在处理复杂数据和实现更多功能方面更加灵活。
- Memcached：仅支持简单的键值对结构，只能存储字符串类型的数据。
持久化：
- Redis：提供持久化机制，支持快照（snapshotting）和AOF（Append-only file）两种方式。这样可以在服务器重启后恢复数据，防止数据丢失。
- Memcached：不提供持久化支持，数据只存在于内存中。服务器重启后，所有数据将被清空。
内存管理：
- Redis：采用灵活的内存管理策略，可以将数据持久化到磁盘上，并在需要时从磁盘中加载数据。可以设置最大内存限制，并支持内存淘汰策略，如LRU（最近最少使用）。
- Memcached：将所有数据存储在内存中，并且没有内存淘汰机制。当内存满时，新的数据无法存储，需要通过删除旧的数据来释放内存。
多线程支持：
- Redis：采用单线程模型，通过异步I/O来实现高性能。它可以处理并发请求，并且没有锁竞争，因此具有较低的线程开销。
- Memcached：采用多线程模型，使用线程池来处理并发请求。在高并发情况下，可以通过多线程处理请求提高吞吐量。
数据一致性：
- Redis：支持主从复制和Sentinel哨兵机制，可以实现数据的自动备份和故障转移，提供更高的可用性和数据一致性。
- Memcached：不支持自动备份和故障转移，不具备数据一致性保障。
生态系统和社区支持：
- Redis：拥有庞大的开源社区和丰富的生态系统，提供了许多工具、扩展和解决方案。有大量的文档和教程可用于参考。
- Memcached：社区相对较小，生态系统相对简单。文档和教程相对较少。

四、Redis安装部署

1. 环境准备

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

2.修改内核参数

vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1     #内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何
net.core.somaxconn = 10240    #监控队列长度

sysctl -p
vm.overcommit_memory用来设置内存分配策略，有三个可选值，如表：可用内存代表物理内存与swap之和

0，表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用；如果有足够的可用内存，内存申请允许；否则，内存申请失败，并把错误返回给应用进程。
1，表示内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何。
2，表示内核允许分配超过所有物理内存和交换空间总和的内存

3.安装redis

yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-7.0.9
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。

4.创建redis工作目录

mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}

cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/conf/

useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/

5.环境变量

vim /etc/profile 
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin		

source /etc/profile

6.修改配置文件

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.88.90					#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 10240                               #147行，建议设置于监控队列长度相同
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 123456								#1037行，增加一行，设置redis密码

7.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 start redis-server
systemctl enable redis-server

netstat -lntp | grep 6379

五、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

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 192.168.88.90 -p 6379 -a '123456'

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 192.168.88.90、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 192.168.88.90 -p 6379 -a '123456' -c 100 -n 100000

#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.88.90 -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

六、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

set name zhangsan
get name

1.keys命令

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。

KEYS *				#查看当前数据库中所有键，在生产环境不建议使用，生产环境键太多，查询影响效率

KEYS v*				#查看当前数据库中以 v 开头的数据

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

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

192.168.88.90:6379> set k1 1
192.168.88.90:6379> set k2 2
192.168.88.90:6379> set k3 3
192.168.88.90:6379> set v1 4
192.168.88.90:6379> set v2 5
192.168.88.90:6379> set v22 6

2.exists命令

exists 命令可以判断键值是否存在。
exists k1		   #判断 k1 键是否存在
exists k5          #判断 k5 键是否存在
返回值为 1 代表键存在
返回值为 0 代表键不存在

3.del命令

del 命令可以删除当前数据库的指定 key。
keys *
del k2
get k2

4.type命令

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

5.expire命令

expire 命令可以为给定的 key 设置过期时间
expire v2 10		#设置 k1 键的过期时间为 10 秒

6.ttl命令

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
ttl v2

7.rename命令

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。

keys s*
rename s12 s33
get s33
rename s33 s22
get s22

8.renamenx命令

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，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key

keys *
get s11
get s22
renamenx s11 s22
keys *
renamenx s11 s2
keys *

9.dbsize命令

dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。

dbsize

10.设置密码

使用config set requirepass yourpassword命令设置密码

config set requirepass abc123

使用config get requirepass命令查看密码（一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用）

auth abc123

config get requirepass
#清空密码
config set requirepass ''

七、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。

1.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。

select 10			#切换至序号为 10 的数据库

select 15		    #切换至序号为 15 的数据库

select 0			#切换至序号为 0 的数据库

2.多数据库间移动数据

格式：move 键值 序号

move s22 10

3.清空数据库内数据

FLUSHDB ：清空当前数据库数据
FLUSHALL ：清空所有数据库的数据，慎用！

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一、关系型数据库与非关系型数据库

1.关系型数据库

2. 非关系型数据库

3. 关系型数据库和非关系型数据库区别

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.非关系型数据库产生背景

5.总结

二、Redis简介

1.redis的工作过程

2.Redis优点

3.使用场景

4.哪些数据适合放入缓存中？

5. Redis为什么这么快？

6.Redis与MySQL、PostgerSQL关系型数据库的关系

7.Redis的数据类型

三、Redis与Memcached的对比

四、Redis安装部署

1. 环境准备

2.修改内核参数

3.安装redis

4.创建redis工作目录

5.环境变量

6.修改配置文件

7.定义systemd服务管理脚本

五、Redis命令工具

1.redis-cli 命令行工具

2.redis-benchmark 测试工具

六、Redis 数据库常用命令

1.keys命令

2.exists命令

3.del命令

4.type命令

5.expire命令

6.ttl命令

7.rename命令

8.renamenx命令

9.dbsize命令

10.设置密码

七、Redis 多数据库常用命令

1.多数据库间切换

2.多数据库间移动数据

3.清空数据库内数据

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