NoSQL 之 Redis配置与优化(上)

本文涉及的产品
云原生数据库 PolarDB MySQL 版,Serverless 5000PCU 100GB
云数据库 Redis 版,社区版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: 1、关系数据库与非关系型数据库概述2、关系数据库与非关系型数据库区别3、非关系型数据库产生背景4、Redis简介5、Redis安装部署

1、关系数据库与非关系型数据库概述 :


  a)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 等。

 

  b)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。

 

2、关系数据库与非关系型数据库区别:

a)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。

 

b)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。


c)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

 

 

3、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。


(1)High performance——对数据库高并发读写需求

(2)Huge Storage——对海量数据高效存储与访问需求

(3)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。


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)。

 

 

4、Redis简介 :


  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。

 

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:String、List、Hash、SET、Sorted Set(zset、有序集合)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景之一。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。

 

 

 

5、Redis安装部署:

 

可以看我上一个的博客一键部署:详细见:

https://www.cnblogs.com/lvrui/p/15237579.html

 

 

6、Redis 命令工具:


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

redis-cli 命令行工具

image.png


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

不添加任何选项表示,则使用 20.0.0.20:6379 连接本机上的 Redis 数据库


redis-cli -h 20.0.0.20 -p 6379

此时无密码,不需要-a直接登陆


2387773-20210910142337091-1493036198.png


查看指定端口:

netstat -natp | grep redis


2387773-20210910150256221-137974012.png

redis-benchmark 测试工具:

edis-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。


-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<numred>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 20.0.0.20、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 20.0.0.20 -p 6379 -c 100 -n 100000


2387773-20210910150256221-137974012.png


测试存取大小为 100 字节的数据包的性能


redis-benchmark -h 20.0.0.20 -p 6379 -q -d 100

2387773-20210910142440384-515156217.png


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
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。
exists  命令可以判断键值是否存在。
del     命令可以删除当前数据库的指定 key。
type    命令可以获取 key 对应的 value 值类型。

例子:


redis-cli -p 6379
set teacher zhangsan
get teacher
set h1 1
set h2 2
set h3 3
set h1 4
set a2 5
keys *
keys h*
keys a?
keys *
del a2
keys *
exists teacher
exists haha


2387773-20210910143252343-57621311.png

2387773-20210910143257172-464735482.png

2387773-20210910143302212-1268780578.png

2387773-20210910143306978-1728204832.png


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。


例子:


keys a*
rename a22 a2
keys a*
get a1
get a2
rename a1 a2
keys a*
get a2


2387773-20210910144921664-977809445.png


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
例:
keys h*
renamenx h1 h2
keys h*
renamenx h1 h5
keys h*
dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目。
例:
keys *
dbsize


2387773-20210910144912148-465972316.png

2387773-20210910144921664-977809445.png


使用config set requirepass password命令设置密码
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)
例:
config set requirepass abc123
auth abc123
config get requirepass
quit
redis-cli
keys *
auth bc123
keys *

2387773-20210910144921664-977809445.png



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