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
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
- 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 Ordered 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
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
1.解压软件包
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 与 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/redis/bin/redis-server”
#注意,需要一次性正确输入,且输入错误了是无法更改的
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/
#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
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
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
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 的 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 与 lpush 操作时的性能