五分鐘了解Redis

內(nèi)容要點(diǎn)：

一、Redis 簡介：

二、安裝部署 Redis：

三、Redis 配置文件：

四、Redis 數(shù)據(jù)庫常用命令：

五、Redis 持久化：

六、Redis 性能管理：

補(bǔ)充：

一、關(guān)系數(shù)據(jù)庫（SQL）和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫（NoSQL）簡要分析：

二、Redis 和 Memcache 的比較

一、Redis 簡介：

• Redis 基于內(nèi)存運(yùn)行并支持持久化；

• 采用 key-value （鍵值對） 的存儲形式；

• 優(yōu)點(diǎn)：

• 具有極高的數(shù)據(jù)讀寫速度；
  

• 支持豐富的數(shù)據(jù)類型；

• 支持?jǐn)?shù)據(jù)的持久化；

• 原子性；

• 支持?jǐn)?shù)據(jù)備份

二、安裝部署 Redis：

（1）安裝 redis：

安裝包：redis-5.0.7.tar.gz

系統(tǒng)：Linux

操作步驟總覽：

第一步：通過遠(yuǎn)程掛載的辦法將 windows上的安裝包下載到 Linux本地。

第二步：安裝編譯工具

?yum?install?gcc?gcc-c++?make?-y

第三步：解壓

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

第四步：安裝

cd?redis-5.0.7/
make
make?PREFIX=/usr/local/redis?install

第五步：創(chuàng)建軟連接

ln?-s?/usr/local/redis/bin/*?/usr/local/bin/

第五步：啟動安裝腳本，查看端口狀態(tài)

cd??/redis-5.0.7/utils/

./install_server.sh??//啟動腳本，注意：這步一路回車到底就行了

netstat?-natp?|?grep?6379

除此之外，還可以用 redis_6379 控制其開啟關(guān)閉：

/etc/init.d/redis_6379?stop???????//關(guān)閉

/etc/init.d/redis_6379?start??????//開啟

/etc/init.d/redis_6379?restart????//重啟

（2）redis-cli 遠(yuǎn)程連接：

1、先修改配置文件，添加主機(jī)的IP地址

vim?/etc/redis/6379.conf

bind?127.0.0.1?192.168.220.131
//添加主機(jī)的IP地址

2、重啟服務(wù)

3、遠(yuǎn)程連接

redis-cli?-h?192.168.220.131?-p?6379
//-h：指定主機(jī)IP地址，-p：指定端口

三、Redis 配置文件：

配置參數(shù)
vim?/etc/redis/6379.conf
bind：監(jiān)聽的主機(jī)地址
port：端口
daemonize?yes：啟用守護(hù)進(jìn)程
pidfile：指定PID文件
loglevel?notice：日志級別
logfile：指定日志文件

四、Redis 數(shù)據(jù)庫常用命令：

（一）常用命令：

（1）redis-cli 命令行工具：

1、連接本地數(shù)據(jù)庫：

/usr/local/redis/bin/redis-cli

2、連接遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫：

redis-cli?-h?192.168.220.131?-p?6379

3、存放數(shù)據(jù)（set）：

4、獲取數(shù)據(jù)（get）：

（2）key 相關(guān)命令：

1、keys ：獲取符合規(guī)則的鍵值列表

>keys?*????????//查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中所有的鍵

>keys?v*???????//查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中以v開頭的鍵

>keys?v????????//查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中以v開頭后面包含任意一個字符的鍵

>keys?v????????//查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中以v開頭后面包含任意二個字符的鍵

2、exists：判斷鍵值是否存在

3、del ：刪除當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的指定 key

4、type ：獲取 key 對應(yīng)的 value 值類型

5、rename（覆蓋）/ renamenx（不覆蓋）：對已有的 key 進(jìn)行重命名：

6、dbsize ：查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中 key 的數(shù)目

（3）redis-benchmark 測試工具：

-h:指定服務(wù)器主機(jī)名
-p:指定服務(wù)器端口
-c:指定并發(fā)連接數(shù)
-n:?指定請求數(shù)
-d:以字節(jié)的形式指定SET/GET值的數(shù)據(jù)大小
-q:強(qiáng)制推出redis。僅顯示query/sec值

redis-benchmark?-h?192.168.220.131?-p?6379?-c?100?-n?100000
//向IP地址為192.168.220.131、端口為6379的redis服務(wù)器發(fā)送?100個并發(fā)連接與?100000個請求測試性能

redis-benchmark?-h?192.168.220.131?-p?6379?-q?-d?100
//測試存取大小為100字節(jié)的數(shù)據(jù)包的性能

（二）Redis 多數(shù)據(jù)操作：

（1）Redis 支持多數(shù)據(jù)庫，默認(rèn)支持16個數(shù)據(jù)庫，0-15 命名；

（2）多數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，互不干擾；

（3）多數(shù)據(jù)常用命令；

1、select：多數(shù)據(jù)庫間的切換（默認(rèn)是在數(shù)據(jù)庫0中）

2、move：多數(shù)據(jù)庫間移動數(shù)據(jù)

3、flushdb：清除數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)

五、Redis 持久化：

（1）持久化概述：

• Redis 是運(yùn)行在內(nèi)存中，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)斷電就會丟失；

• 為了能重用 Redis 數(shù)據(jù)，或者防止系統(tǒng)故障，需要將 Redis 中的數(shù)據(jù)寫入到磁盤空間中，即持久化。

（2）持久化分類：

1、RDB 方式：創(chuàng)建快照的方式獲取某一時刻 Redis 中所有數(shù)據(jù)的副本。

2、AOF 方式：將執(zhí)行的寫命令寫到文件的末尾，以日志的方式來記錄數(shù)據(jù)的變化。

（3）RDB持久化：

1、它是 Redis的默認(rèn)持久化方式，默認(rèn)文件名為 dump.rdb

2、觸發(fā)條件：

• 在指定的時間間隔內(nèi)，執(zhí)行指定次數(shù)的寫操作（配置文件控制）；

• 執(zhí)行 save 或者是 bgsave （異步）命令；

• 執(zhí)行 flushall 命令，清除數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)；

• 執(zhí)行 shutdown 命令，保證服務(wù)器正常關(guān)閉且不丟失任何數(shù)據(jù)。

3、優(yōu)缺點(diǎn)：

• 適合大規(guī)模的數(shù)據(jù)恢復(fù)；

• 如果業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)完整性和一致性要求不高，RDB 是很好的選擇；

• 數(shù)據(jù)的完整性和一致性不高；

• 備份時占用內(nèi)存。

4、通過 RDB 文件恢復(fù)數(shù)據(jù)：

• 將 dump.rdb 文件拷貝到 redis 的安裝目錄的 bin 目錄下，重啟 redis 服務(wù)即可。

5、配置文件選項：

vim /etc/redis/6379.conf

save?900?1??????????????
save?300?10
save?60?10000
//900秒之內(nèi)至少一次寫操作、300秒之內(nèi)至少發(fā)生10次寫操作、60秒之內(nèi)發(fā)生至少10000次寫操作，只要滿足其一都會觸發(fā)快照操作，注釋所有的save項表示關(guān)閉?RDB

dbfilename?dump.rdb?????????//?RDB文件名稱
dir?/var/lib/redis/6379?????//?RDB文件路徑
rdbcompression?yes??????????//?是否進(jìn)行壓縮

（4）AOF 持久化：

• Redis 默認(rèn)是不開啟的；

• 彌補(bǔ) RDB 的不足（數(shù)據(jù)的不一致性）；

• 采用日志的形式來記錄每個寫操作，并追加到文件中；

• Redis 重啟會根據(jù)日志文件的內(nèi)容將寫指令從前到后執(zhí)行一次以完成數(shù)據(jù)的恢復(fù)工作。

1、根據(jù) AOF 文件恢復(fù)數(shù)據(jù)：

• 將 appendonly.aof 文件拷貝到 redis 的安裝目錄的 bin 目錄下，重啟 redis 訪問即可。

2、配置文件選項：

vim?/etc/redis/6379.conf

appendonly?yes?????????????????????//開啟AOF持久化
appendfilename?"appendonly.aof"????//AOF文件名稱
appendfsync?always????
appendfsync?everysec
appendfsync?no
//解釋：always：同步持久化，每次發(fā)生數(shù)據(jù)變化會立刻寫入磁盤；
???????everysec：默認(rèn)推薦，每秒異步記錄一次（默認(rèn)值）；
???????no：不同步，交給操作系統(tǒng)決定如何同步。

???????aof-load-truncated?yes?????????//忽略最后一條可能存在問題的指令

3、AOF 的重寫機(jī)制：

• AOF 的工作原理是將寫操作追加到文件中，文件的冗余會越來越多；

• 當(dāng) AOF 文件的大小超過所設(shè)定的閾值時，Redis 就會對 AOF 文件的內(nèi)容壓縮；

4、AOF 的重寫原理：

• Redis 會 fork 出一條新進(jìn)程，讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)（并沒有讀取舊文件），并重新到一個臨時文件中，最后替換舊的 aof 文件。

5、AOF 的重寫配置：

vim?/etc/redis/6379.conf

在日志進(jìn)行?BGREWRITEAOF?時，如果設(shè)置為?yes?表示新寫操作不進(jìn)行同步?fsync，只是暫存在緩沖區(qū)里，避免造成磁盤?IO?操作沖突，等重寫完成后在寫入。redis?中默認(rèn)為?no
no-appendfsync-on-rewrite?no

//當(dāng)前?AOF文件大小是上次日志重寫時?AOF?文件大小兩倍時，發(fā)生?BGREWRITEAOF操作
auto-aof-rewrite-percentage?100

//當(dāng)前?AOF文件執(zhí)行?BGREWRITEAOF命令的最小值，避免剛開始啟動?redis?時由于文件尺寸較小導(dǎo)致頻繁的?BGREWRITEAOF
auto-aof-rewrite-min-szie?64mb

六、Redis 性能管理：

（1）內(nèi)存碎片率：

1、操作系統(tǒng)分配的內(nèi)存值 used_memory_rss 除以 redis 使用的內(nèi)存值 used_memory 計算得出的；

2、內(nèi)存碎片是由操作系統(tǒng)低效的分配/回收物理內(nèi)存導(dǎo)致的；

• 不連續(xù)的物理內(nèi)存分配

3、跟蹤內(nèi)存碎片率對理解 redis 實(shí)例的資源性能是非常重要的；

• 內(nèi)存碎片率稍大于 1 是合理的，這個值表示內(nèi)存碎片率比較低；

• 內(nèi)存碎片率超過 1.5 ，說明 redis 消耗了實(shí)際需要物理內(nèi)存的 150% ，其中 50% 是內(nèi)存碎片率；

• 內(nèi)存碎片率低于 1 的，說明 Redis 內(nèi)存分配超出了物理內(nèi)存，操作系統(tǒng)正在進(jìn)行內(nèi)存交換。

（2）內(nèi)存使用率：

1、 redis 實(shí)例的內(nèi)存使用率超過可用最大內(nèi)存，操作系統(tǒng)開始進(jìn)行內(nèi)存與 swqp 空間交換；

2、避免內(nèi)存交換：

• 針對緩存數(shù)據(jù)大小選擇；

• 盡可能的使用 Hash 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

• 設(shè)置 key 的過期時間

（3）回收 Key：

1、保證合理分配 redis 有限的內(nèi)存資源；

2、當(dāng)內(nèi)存使用達(dá)到設(shè)置的最大閾值時，需要選擇一種 key 的回收策略：

• 默認(rèn)情況下回收策略是禁止刪除的；

• redis.conf 配置文件中修改 maxmemory-policy 屬性值

--volatile-lru:使用L?.RU算法從已設(shè)置過期時間的數(shù)據(jù)集合中淘汰數(shù)據(jù)
--voltil-tt:從已設(shè)置過期時間的數(shù)據(jù)集合中挑選即將過期的數(shù)據(jù)淘汰
--volatile-random:從已設(shè)置過期時間的數(shù)據(jù)集合中隨機(jī)挑選數(shù)據(jù)淘汰
--allkeys-lru:使用LRU算法從所有數(shù)據(jù)集合中淘汰數(shù)據(jù)
--allkeys-random:從數(shù)據(jù)集合中任意選擇數(shù)據(jù)淘汰
--no-enviction:禁止淘汰數(shù)據(jù)

補(bǔ)充：

一、關(guān)系數(shù)據(jù)庫（SQL）和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫（NoSQL）簡要介紹：

（1）關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（SQL）：

1、一個結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建在關(guān)系模型基礎(chǔ)上，一般面向于記錄；

2、包括 Oracle 、Mysql 、 SQL Server 、Microsoft Access 、DB2 等。

優(yōu)點(diǎn)：

1、易于維護(hù)：都是使用表結(jié)構(gòu)，格式一致；

2、使用方便：SQL語言通用，可用于復(fù)雜查詢；

3、復(fù)雜操作：支持SQL，可用于一個表以及多個表之間非常復(fù)雜的查詢。

缺點(diǎn)：

1、讀寫性能比較差，尤其是海量數(shù)據(jù)的高效率讀寫；

2、固定的表結(jié)構(gòu)，靈活度稍欠；

3、對于高并發(fā)讀寫需求，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來說，硬盤I/O是一個很大的瓶頸。

（2）非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（NoSQL）：

1、除了主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫以外的數(shù)據(jù)庫，都認(rèn)為是非關(guān)系型的；

2、包括 Redis 、 MongBD 、 Hbase 、 CouhDB 、Memcache 等；

3、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫嚴(yán)格上不是一種數(shù)據(jù)庫，應(yīng)該是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲方法的集合，可以是文檔或者鍵值對等。

優(yōu)點(diǎn)：

1、格式靈活：存儲數(shù)據(jù)的格式可以是 key-value（鍵-值）形式、文檔形式、圖片形式等等，文檔形式、圖片形式等等，使用靈活，應(yīng)用場景廣泛，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫則只支持基礎(chǔ)類型；

2、速度快：nosql可以使用硬盤或者隨機(jī)存儲器作為載體，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫只能使用硬盤；

3、高擴(kuò)展性；

4、成本低：nosql數(shù)據(jù)庫部署簡單，基本都是開源軟件。

缺點(diǎn)：

1、不提供sql支持，學(xué)習(xí)和使用成本較高；

2、不支持事務(wù)，容錯率低；

3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，復(fù)雜查詢方面稍欠。

（3）非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生的背景：

High performance ：對數(shù)據(jù)庫高并發(fā)讀寫需求；

Huge Storage：對海量數(shù)據(jù)高效存儲與訪問需求；

High Scalability && High Availability：對數(shù)據(jù)庫高可擴(kuò)展性與高可用性需求。

如本文主角redis便為非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

二、Redis 和 Memcache 的比較：

1、存儲方式：

Memecache把數(shù)據(jù)全部存在內(nèi)存之中，斷電后會掛掉，數(shù)據(jù)不能超過內(nèi)存大?。?/p>

Redis有部份存在硬盤上，這樣能保證數(shù)據(jù)的持久性。

2、數(shù)據(jù)支持類型：

Memcache對數(shù)據(jù)類型支持相對簡單；

Redis有復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。

3、使用底層模型不同：

它們之間底層實(shí)現(xiàn)方式以及與客戶端之間通信的應(yīng)用協(xié)議不一樣；

Redis直接自己構(gòu)建了VM 機(jī)制 ，因?yàn)橐话愕南到y(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)的話，會浪費(fèi)一定的時間去移動和請求。

4、value大小：

redis最大可以達(dá)到1GB，而memcache只有1MB。

5、使用redis有哪些好處？

1、速度快，因?yàn)閿?shù)據(jù)存在內(nèi)存中，類似于HashMap，HashMap的優(yōu)勢就是查找和操作的時間復(fù)雜度都是O(1)

2、支持豐富數(shù)據(jù)類型，支持string，list，set，sorted set，hash

3、支持事務(wù)，操作都是原子性，所謂的原子性就是對數(shù)據(jù)的更改要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行。

4、豐富的特性：可用于緩存，消息，按key設(shè)置過期時間，過期后將會自動刪除。

redis 相比 memcached 的優(yōu)勢：

• memcached所有的值均是簡單的字符串，redis作為其替代者，支持更為豐富的數(shù)據(jù)類型；

• redis的速度比memcached快很多；

• redis可以持久化其數(shù)據(jù)；

• Memcache 支持結(jié)構(gòu)化，但是 Redis支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化。