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前言
一、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
1.3两者的区别
1.4非关系型数据库产生的背景
1.5总结
二、Redis介绍
2.1Redis是什么
2.2Redis的优点
2.3Redis的使用场景
2.4那些数据适合放在缓存中
2.5Redis为什么那么快(重点!!)
三、Redis的安装和部署
四、Redis的命令工具
4.1各种命令工具的功能
4.2Redis-cli命令行工具
4.3Redis-benchmark测试工具
五、lnmp与Redis对接
前言
一、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、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(键值对)、MongDB(文档)、Hbase(列式)、Memcached(键值对)、ElasticSearch(搜索) 等。
1.3两者的区别
(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。
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。
(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。
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、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。
总结概括:
1、针对存储方式:关系型数据库是二维表结构,非关系数据库表结构不固定,很多如键值对、文档、时间序列等
2、针对扩展方式:关系型数据库支持纵向扩展提升服务器的硬件性能,非关系型数据库可以横向扩展添加服务器数量
3、针对事务:关系型数据库事务遵守ACID特性,更稳定且细粒度高,非关系型数据库遵寻BASE原则,稳定性不如关系型数据库
1.4非关系型数据库产生的背景
可用于应对 Web2.0 纯动态网站类型的三高问题(高并发、高性能、高可用)。
(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。让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障,非关系型数据库关注在存储和高效率上。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)。
二、Redis介绍
2.1Redis是什么
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。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。
2.2Redis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。因为Redis是基于内存运行的!!!!
(2)支持丰富的数据类型:支持 key-value、Strings、Lists、Hashes、Sets 及 Sorted Sets 等数据类型操作。
(3)支持数据的持久化:当服务意外宕机,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。支持主从复制
2.3Redis的使用场景
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。
我们通常会将部分数据放入缓存中,来提高访问速度,然后数据库承担存储的工作。
2.4那些数据适合放在缓存中
●即时性。例如查询最新的物流状态信息。
●数据一致性要求不高。例如门店信息,修改后,数据库中已经改了,五分钟后缓存中才是最新的,但不影响功能使用。
●访问量大且更新频率不高,例如网站首页的广告信息,访问量大,但是不会经常变化。
2.5Redis为什么那么快(重点!!)
1)redis是基于内存运行的,数据读写都是在内存中完成的
2)数据读写采用单线程模式,避免了多线程切换带来的CPU性能消耗,同时也不要考虑各种锁的问题
3)采用IO多路复用模型,可以使线程处理更多的网络连接请求,提高并发能力
注:在 Redis 6.0 中新增加的多线程也只是针对处理网络请求过程采用了多线性,而数据的读写命令,仍然是单线程处理的。
三、Redis的安装和部署
//环境准备
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config#修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1
##允许给到所有物理内存,无论当前的内存状态如何
net.core.somaxconn = 2048
##表示允许TCP连接等待长度sysctl -p//安装redis
yum install -y gcc gcc-c++ maketar zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-7.0.9
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。#创建redis工作目录
mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/conf/useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/#环境变量
vim /etc/profile
PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin #增加一行source /etc/profile//修改配置文件
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.80.10 #87行,添加 监听的主机地址
protected-mode no #111行,将本机访问保护模式设置no。如果开启了,那么在没有设定bind ip且没有设密码的情况下,Redis只允许接受本机的响应
port 6379 #138行,Redis默认的监听6379端口
daemonize yes #309行,设置为守护进程,后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid #341行,指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log" #354行,指定日志文件
dir /usr/local/redis/data #504行,指定持久化文件所在目录
requirepass abc123 #1037行,增加一行,设置redis密码//定义systemd服务管理脚本
vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
[Unit]
Description=Redis Server
After=network.target[Service]
User=redis
Group=redis
Type=forking
TimeoutSec=0
PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target#启动服务
systemctl start redis-server
systemctl enable redis-servernetstat -lntp | grep 6379
四、Redis的命令工具
4.1各种命令工具的功能
redis-server:Redis 服务器启动命令
redis-benchmark:性能测试工具,用于检测 Redis 在本机的运行效率
redis-check-aof:修复有问题的 AOF 持久化文件
redis-check-rdb:修复有问题的 RDB 持久化文件
redis-cli:Redis 客户端命令行工具
redis-sentinel:Redis 哨兵集群使用
4.2Redis-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 指定远程主机 -p 端口 -a 指定密码
4.3Redis-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。
-a:指定密码
-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。
-q :强制退出 redis。仅显示 query/sec 值。
-t :仅运行以逗号分隔的测试命令列表。-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。--csv :以 CSV 格式输出。
-l :生成循环,永久执行测试。
-I :Idle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待。
[root@localhost redis-7.0.13]# redis-benchmark -c 100 -n 10000 -h 192.168.20.12 -a abc123 -p 6379 -t set,rpush -q[root@localhost redis-7.0.13]# redis-benchmark -c 100 -n 10000 -h 192.168.20.12 -a abc123 -p 6379 -d 100 -q
拓展:你用过哪些网络压力测试工具
ab jmeter
五、lnmp与Redis对接
需要安装Redis扩展
准备测试文件
浏览器测试
LNMP平台对接redis服务1、安装 LNMP 各个组件2、安装 redis 服务3、安装 redis 扩展
官网:http://redis.io/下载包:
https://codeload.github.com/phpredis/phpredis/zip/develop
http://download.redis.io/releases/redis-3.2.5.tar.gztar -zxvf redis-4.0.2.tgz
cd /opt/redis-4.0.2//运行 phpize 脚本的用途是动态安装 php 扩展模块
/usr/local/php/bin/phpize//开始编译安装
./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-redis
make && make install
//Installing shared extensions: /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20160303/ls /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20160303/
redis.so4、修改 php 配置文件
vim /usr/local/php/lib/php.ini
extension_dir = "/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20160303/" #736行,指定redis模块目录
extension = "redis.so" #738行,修改参数项名称为extension,指定redis模块名称systemctl restart php-fpm.service
php -m | grep redis5、测试连接
cd /usr/local/nginx/html/
vim set.php
<?php
$redis = new redis();
$redis->connect('192.168.20.10',6379);
$redis->auth('abc123');
$redis->set('test',"1111111111");
echo $redis->get('test');
?>curl http://192.168.20.10/set.phpvim get.php
<?php
$redis = new redis();
$redis->connect('192.168.20.10', 6379);
$redis->auth('abc123');
$result = $redis->get('test');
var_dump($result);
?>curl http://192.168.20.10/get.php
//结果:string(10) "1111111111"注意:如果设置了redis需要密码登录,那么在测试文件中一定要加上密码验证,否则无法查看;或者设置无需密码日志查看:
[root@localhost /usr/local/nginx/logs]#tail -f error.log
[error] 55688#0: *12 FastCGI sent in stderr: "PHP message: PHP Fatal error: Uncaught RedisException: NOAUTH Authentication required. in /usr/local/nginx/html/set.php:4关键词NOAUTH Authentication required