一。关系数据库和非关系型数据库

关系型数据库

SQL，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、PostqreSQL 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。

关系数据库的存储结构是二维表格，关系型数据库大部分将数据存放到硬盘中，可以将有关系的表放在一个库中

在每个二维表格中

每一行称为一条记录，用来描述一个对象的信息

每一列称为一个字段，用来描述对象的一个属性

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 （比如微信群聊甲的文字、图片、视频、音乐等）

主流的 NoSQL数据库有 Redis、MongBD、Hbase、Memcached 等。

二。关系型数据库和非关系型数据库区别

（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。

非关系型数据库

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。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。

（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赖支持更多并发量。

SQL数据库

是纵向扩展，扩展CPU等性能磁盘空间空间，也就是提高处理能力，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SOL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。

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）对事务性的支持不同

SQL数据库

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。

NoSQL数据库

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。

#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）Highperformance——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略。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。

（4）SQL和NoSQL数据的存储过程

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）、文档、图结构

非关系型数据库不需要手动建数据库和集合 （表）。

三。Redis数据库

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。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。

*Redis6.0之前都是单线程，6.0版本之后支持多线程，但一般只针对网络，读写方面还是使用单线程

1. Redis的优点

（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）支持丰富的数据类型∶使用key-value存储模式，Strings、Lists、Hashes、Sets 及 Sorted Sets 等数据类型操作。

（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。

（5）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（根据不同的数据类型实现不同场景的支持）。

五种数据类型

String数据类型

概述：String是redis最基本的类型，最大能存储512MB的数据，String类型是二进制安全的，即可以存储任何数据、比如数字、图片、序列化对象等

List数据类型

概述：列表的元素类型为string，按照插入顺序排序，在列表的头部或尾部添加元素

Hash数据类型（散列类型）

概述：hash用于存储对象。可以采用这样的命名方式：对象类别和ID构成键名，使用字段表示对象的属性，而字段值则存储属性值。如：存储ID为2的汽车对象。

如果Hash中包含很少的字段，那么该类型的数据也将仅占用很少的磁盘空间。每一个Hash可以存储4294967295个键值对。

Set数据类型（无序集合）

概述：无序集合，元素类型为String类型，元素具有唯一性，不允许存在重复的成员。多个集合类型之间可以进行并集、交集和差集运算。

应用范围：

1.可以使用Redis的Set数据类型跟踪一些唯一性数据，比如访问某一博客的唯一IP地址信息。对于此场景，我们仅需在每次访问该博客时将访问者的IP存入Redis中，Set数据类型会自动保证IP地址的唯一性。

2.充分利用Set类型的服务端聚合操作方便、高效的特性，可以用于维护数据对象之间的关联关系。比如所有购买某一电子设备的客户ID被存储在一个指定的Set中，而购买另外一种电子产品的客户ID被存储在另外一个Set中，如果此时我们想获取有哪些客户同时购买了这两种商品时，Set的intersections命令就可以充分发挥它的方便和效率的优势了。

Sorted Set数据类型（zset、有序集合）

概述：有序集合，元素类型为Sting，元素具有唯一性，不能重复。

每个元素都会关联一个double类型的分数score(表示权重)，可以通过权重的大小排序，元素的score可以相同。

应用范围：

1)可以用于一个大型在线游戏的积分排行榜。每当玩家的分数发生变化时，可以执行ZADD命令更新玩家的分数，此后再通过ZRANGE命令获取积分TOP10的用户信息。当然我们也可以利用ZRANK命令通过username来获取玩家的排行信息。最后我们将组合使用ZRANGE和ZRANK命令快速的获取和某个玩家积分相近的其他用户的信息。

2)Sorted-Set类型还可用于构建索引数据。

2. Redis效率快的原因

（1）Redis 是一款纯内存结构，避免了磁盘I/O等耗时操作。

（2）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。

（3）采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率。

I/O多路复用程序虽然会同时监听多个 Socket 连接，但是其会将监听的 Socket 都放到一个队列里面，然后通过这个队列有序的，同步的将每个 Socket 对应的事件传送给文件事件分派器，再由文件事件分派器分派给对应的事件处理器进行处理，只有当一个 Socket 所对应的事件被处理完毕之后，I/O多路复用程序才会继续向文件事件分派器传送下一个 Socket所对应的事件，这也可以验证上面的结论，处理客户端的命令请求是单线程的方式逐个处理，但是事件处理器内并不是只有一个线程。

3. Memcached和Redis两款主流NoSQL数据库对比

四。Redis安装部署

systemctl disable --now firewalld                       #关闭防火墙开机自启并且现在关闭防火墙

setenforce 0

1. 源码编译安装

yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/

cd /opt/redis-5.0.7/

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。

2. 设置配置文件

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

Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server

#需要手动修改为/usr/local/redis/bin/redis-server可以执行文件路径，注意要一次性正确输入，无法删除输错的字符

配置解析

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

3. 把redis的可执行程序文件放入路径环境变量的目录中

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

4. 服务控制

#当install_server.sh脚本运行完毕，Redis服务就已经启动，默认监听端口为 6379

netstat -natp | grep redis

/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

chmod +x /etc/init.d/redis_6379                                #加入全局系统环境，使用systemctl命令管理

chkconfig --add /etc/init.d/redis_6379     

systemctl start redis_6379.service

5. 修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数

vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.150.30                   #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


systemctl restart redis_6379.service
netstat -natp | grep redis

五。Redis 命令工具

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 192.168.150.30 -p 6379

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<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 192.168.150.30、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 192.168.150.30 -p 6379 -c 100 -n 100000

#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能

redis-benchmark -h 192.168.150.30 -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）创建一个键并存储数据

192.168.150.30:6379>set AAA 10

192.168.150.30:6379>set BBB 20

get）获取某个键的值

192.168.150.30:6379>get AAA

192.168.150.30:6379>get BBB

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

（*）：代表任意零个或多个字符

（？）：代表必须存有一个字符

192.168.150.30:6379> keys *

192.168.150.30:6379> keys A*

192.168.150.30:6379> keys A??

192.168.150.30:6379> keys A?

192.168.150.30:6379> keys AAA*

192.168.150.30:6379> keys AAA?

exists）判断键值是否存在，返回0为不存在，1为存在

192.168.150.30:6379> exists A

192.168.150.30:6379> exists AAA

del）删除指定的key

192.168.150.30:6379> del AAA

192.168.150.30:6379> keys *

type）查看key对应的value值类型

192.168.150.30:6379> type BBB

rename）对已有的key进行重命名（覆盖）

*更改的名如果已经存在会将同名的key及值覆盖

192.168.150.30:6379> RENAME BBB CCC

192.168.150.30:6379> get CCC

192.168.150.30:6379> set AAA 10

192.168.150.30:6379> get AAA

192.168.150.30:6379> RENAME CCC AAA

192.168.150.30:6379> keys *

192.168.150.30:6379> get AAA

renamenx）对已有的key进行重命名（不覆盖）

*会判断新名字是否存在，如果存在则不执行重命名操作

192.168.150.30:6379> set BBB 30

192.168.150.30:6379> renamenx AAA BBB             

192.168.150.30:6379> get BBB

192.168.150.30:6379> get AAA

192.168.150.30:6379> renamenx AAA CCC

192.168.150.30:6379> keys *

dbszie）查看当前数据库key的数目

192.168.150.30:6379> DBSIZE

(integer) 6

config set requirepass）设置密码

192.168.150.30:6379> config set requirepass 123456       #设置密码为123456

OK

192.168.150.30:6379> keys *                                                #不验证无法进行操作

(error) NOAUTH Authentication required.

192.168.150.30:6379> get BBB

(error) NOAUTH Authentication required.

auth）设置密码后需要验证否则无法进行任何操作

192.168.150.30:6379> AUTH 123456                             #验证密码

OK

192.168.150.30:6379> keys *

或者退出重新登录时加上密码登录

config get requirepass）查看密码

192.168.150.30:6379> config get requirepass

1) "requirepass"

2) "123456"

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。

192.168.150.30:6379> SELECT 10                      #切换至序号为10的数据库

OK

192.168.150.30:6379[10]> SELECT 5                 #切换至序号为5的数据库

OK

192.168.150.30:6379[5]> SELECT 0                   #切换至序号为0的数据库

OK

192.168.150.30:6379>                                         #为默认连接的数据库

（2）多数据库间移动数据

命令格式∶move 键值 序号

192.168.150.30:6379> move BBB 1              #将BBB键移动到序号1数据库

(integer) 1

192.168.150.30:6379> select 1                       #切换到序号1的数据库

OK

192.168.150.30:6379[1]> keys *

（3）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!

192.168.150.30:6379[1]> flushdb                                    #清空当前数据库

OK

192.168.150.30:6379[1]> keys *

(empty list or set)