网站开发哪里好,淘宝客网站素材,网站开发中界面,青岛市北建设集团网站目录 一. 知识了解
1. 关系型数据库与非关系型数据库
1.1 关系型数据库
1.2 非关系型数据库
1.3 区别
1.4 非关系型数据库产生背景
1.5 NOSQL 与 SQL的数据记录对比
2. 缓存相关知识
2.1 缓存概念
2.2 系统缓存
2.3 缓存保存位置及分层结构
二 . redis 相关知识
1.…目录 一. 知识了解
1. 关系型数据库与非关系型数据库
1.1 关系型数据库
1.2 非关系型数据库
1.3 区别
1.4 非关系型数据库产生背景
1.5 NOSQL 与 SQL的数据记录对比
2. 缓存相关知识
2.1 缓存概念
2.2 系统缓存
2.3 缓存保存位置及分层结构
二 . redis 相关知识
1. redis 的简介
2. redis 的五大数据类型
3. redis 的优缺点
4. redis 的适用场景
5. redis 采用单线程的原因
6. redis 为什么运行速度快
7. redis 和 memcache 的比较
三. Redis 安装部署
四 redis使用
4.1 Redis 命令工具
4.2 redis-cli 命令行工具
4.3 redis-benchmark 测试工具
4.4 Redis 数据库常用命令 一. 知识了解
1. 关系型数据库与非关系型数据库
1.1 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。
1.2 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 等
1.3 区别
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
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个表这都需要通过提高计算机性能来。 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。 关系纵向 比如说硬件中添加内存 非关横向 天然分布式
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。
1.4 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。 1High performance——对数据库高并发读写需求 2Huge Storage——对海量数据高效存储与访问需求 3High 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。
1.5 NOSQL 与 SQL的数据记录对比
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)。
2. 缓存相关知识
2.1 缓存概念
缓存是为了调节速度不一致的两个或多个不同的物质的速度在中间对速度较慢的一方起到加速作用比如CPU的一级、二级缓存是保存了CPU最近经常访问的数据内存是保存CPU经常访问硬盘的数据而且硬盘也有大小不一的缓存甚至是物理服务器的raid 卡有也缓存都是为了起到加速CPU 访问硬盘数据的目的因为CPU的速度太快了CPU需要的数据由于硬盘往往不能在短时间内满足CPU的需求因此CPU缓存、内存、Raid 卡缓存以及硬盘缓存就在一定程度上满足了CPU的数据需求即CPU 从缓存读取数据可以大幅提高CPU的工作效率。
2.2 系统缓存
buffer与cache
buffer 缓冲也叫写缓冲一般用于写操作可以将数据先写入内存再写入磁盘buffer 一般用于写缓冲用于解决不同介质的速度不一致的缓冲先将数据临时写入到里自己最近的地方以提高写入速度CPU会把数据先写到内存的磁盘缓冲区然后就认为数据已经写入完成看然后由内核在后续的时间在写入磁盘所以服务器突然断电会丢失内存中的部分数据。cache 缓存也叫读缓存一般用于读操作CPU读文件从内存读如果内存没有就先从硬盘读到内存再读到CPU将需要频繁读取的数据放在里自己最近的缓存区域下次读取的时候即可快速读取。
2.3 缓存保存位置及分层结构
互联网应用领域缓存是服务响应速度提升的关键
用户层浏览器DNS缓存,应用程序DNS缓存,操作系统DNS缓存客户端代理层CDN,反向代理缓存Web层Web服务器缓存应用层页面静态化数据层分布式缓存,数据库系统层操作系统cache物理层磁盘cache, Raid Cache
DNS缓存 浏览器的DNS缓存默认为60秒即60秒之内在访问同一个域名就不在进行DNS解析。
应用层缓存 Nginx、PHP等web服务可以设置应用缓存以加速响应用户请求另外有些解释性语言比如PHP/Python/Java不能直接运行需要先编译成字节码但字节码需要解释器解释为机器码之后才能执行因此字节码也是一种缓存有时候还会出现程序代码上线后字节码没有更新的现象。所以一般上线新版前,需要先将应用缓存清理,再上线新版。
另外可以利用动态页面静态化技术,加速访问,比如:将访问数据库的数据的动态页面,提前用程序生成静态页面文件html 电商网站的商品介绍,评论信息非实时数据等皆可利用此技术实现。
数据层缓存 分布式缓存服务
RedisMemcached
数据库
MySQL 查询缓存innodb缓存、MYISAM缓存 硬件缓存
CPU缓存L1的数据缓存和L1的指令缓存、二级缓存、三级缓存磁盘缓存Disk Cache磁盘阵列缓存Raid Cache可使用电池防止断电丢失数据
二 . redis 相关知识
1. redis 的简介
Redis是一个开源、基于内存、使用C语言编写的key-value数据库并提供了多种语言的API。它的数据结构十分丰富主要可以用于数据库、缓存、分布式锁、消息队列等...
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。 2. redis 的五大数据类型
基础数据类型包括string字符串、list列表双向链表、hash散列键值对集合、set集合不重复和 sorted set 也可以称为 Zset有序集合
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两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
3. redis 的优缺点
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支持的数据结构 key-value支持丰富的数据类型Strings、 Lists、Hashes、 Sets 及Sorted Sets 等数据类型操作。
Strings 字符串型Lists 列表型Hashes 哈希散列Sets 无序集合Sorted Sets 有序集合或称zsets
redis也可以做消息队列可以通过Sorted Sets实现
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。支持事务所有操作都作为事务
5支持数据备份 即 master-salve 模式的数据备份。支持主从复制
缺点
缓存和数据库双写一致性问题缓存雪崩问题缓存击穿问题缓存的并发竞争问题
4. redis 的适用场景
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。
5. redis 采用单线程的原因
首先要明确的是Redis单线程指的是网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的但Redis持久化、集群数据等是由额外的线程执行的。了解Redis使用单线程之前可以先了解一下多线程的开销。
通常情况下使用多线程可以增加系统吞吐率或者可以增加系统扩展性但多线程通常会存在同时访问某些共享资源为了保证访问共享资源的正确性就需要有额外的机制进行保证这个机制首先会带来一定的开销。其实对于多线程并发访问的控制一直是一个难点问题如果没有精细的设计比如说只是简单地采用一个粗粒度互斥锁就会出现不理想的结果。即使增加了线程大部分线程也在等待获取访问共享资源的互斥锁并行变串行系统吞吐率并没有随着线程的增加而增加。
此外
值得注意的是在Redis6.0中引入了多线程。在Redis6.0之前从网络IO处理到实际的读写命令处理都是由单个线程完成的但随着网络硬件的性能提升Redis的性能瓶颈有可能会出现在网络IO的处理上也就是说单个主线程处理网络请求的速度跟不上底层网络硬件的速度。针对此问题Redis采用多个IO线程来处理网络请求提高网络请求处理的并行度但多IO线程只用于处理网络请求对于读写命令Redis仍然使用单线程处理
6. redis 为什么运行速度快
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减少了锁竞争以及频繁创建线程和销毁线程的代价减少了线程上下文切换的消耗。Redis具有高效的底层数据结构为优化内存对每种类型基本都有两种底层实现方式采用了 I/O 多路复用机制大大提升了并发效率
7. redis 和 memcache 的比较
比较的种类MemcachedRedis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. 关闭防火墙和核心防护
systemctl stop firewalldsetenforce 02. 安装编译环境解压编译
yum install -y gcc gcc-c maketar zxvf redis-5.0.7.tar.gzcd redis-5.0.7/
make -j2
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。 执行软件包提供的 install_server.sh 脚本文件设置 Redis 服务所需要的相关配置文件
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh.....一直回车 代表默认最后空白添加
/usr/local/redis/bin/redis-server#解释
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 [rootlocalhost utils]#ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/ netstat -natp | grep redis #Redis 服务控制
/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 #修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.44.60 #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 四 redis使用
4.1 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-cliRedis 命令行工具
4.2 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 4.3 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]
-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 1keep alive 0reconnect 。
-r SET/GET/INCR 使用随机 key, SADD 使用随机值。
-P 通过管道传输numreq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 192.168.44.60、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 192.168.44.60 -p 6379 -c 100 -n 100000测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
[rootlocalhost utils]#redis-benchmark -h 192.168.44.60 -p 6379 -q -d 100#
-h 192.168.44.60: 指定Redis服务器的IP地址为192.168.44.60。
-p 6379: 指定Redis服务器监听的端口号为6379这是Redis默认的端口。
-q: 这是Quiet模式表示在输出结果时不打印任何额外信息只显示基准测试的结果数据使输出更简洁。
-d 100: 设置数据集大小为100字节。这意味着在执行写操作如SET时键值对的value部分大小为100字节。
所以这个命令是用来针对IP地址为192.168.44.60端口为6379的Redis服务器进行基准测试其中每次写操作的数据大小为100字节。基准测试会模拟多个客户端同时对Redis进行读写操作以此来评估Redis在高并发情况下的性能。 测试本机上 Redis 服务在进行 set 与 lpush 操作时的性能
[rootlocalhost utils]#redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q#解释
-t set,lpush: 指定要测试的操作类型这里包含了set和lpush两种操作。set用于测试设置键值对的性能而lpush则是测试将元素推入列表头部的性能。-n 100000: 指定每个测试命令执行的总次数为100000次。这意味着对于set和lpush这两种操作都会各自执行100000次。-q: 启用Quiet模式这会让基准测试工具只输出最终的性能统计结果不展示中间过程的详细信息使得输出更为简洁。综上所述该命令行主要用于测量Redis服务器在执行100000次set和lpush操作时的性能表现这对于评估和优化Redis在大规模数据操作中的性能具有重要意义。 4.4 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 注意
如果你想更改一个key的数据类型你需要根据新的数据类型执行相应的操作通常这涉及删除原有的key并使用新类型相关的命令重新创建key。例如
如果你有一个String类型的key而你想将其改为Hash类型你不能直接修改类型而是应该先删除原StringDEL oldKey然后用Hash类型的数据重新创建HSET newKey field value。
如果你有一个List类型key想改为Set类型你也需要先删除ListDEL listKey再创建一个SetSADD setKey item。
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#注意
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。renamenx 命令的作用是对已有 key 进行重命名不覆盖命令格式renamenx 源key 目标key#注意
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 dbsize 命令的作用是查看当前数据库中 key 的数目 使用config set requirepass yourpassword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auth yourpassword
验证密码 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。
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 多数据库间移动数据
格式move 键值 序号 清除数据库内数据
FLUSHDB 清空当前数据库数据
FLUSHALL 清空所有数据库的数据慎用
