Redis数据库：概念、安装及常用操作命令

键值存储：Redis是一种键值存储系统，每个键都与一个值相关联。这种简单的数据结构使得存储和检索数据非常高效
数据类型：Redis支持多种数据类型，包括字符串、哈希、列表、集合和有序集合。这些数据类型提供了丰富的操作，例如对字符串进行追加、对列表进行推入/弹出元素等
持久化：Redis提供了持久化功能，可以将内存中的数据保存到磁盘上，以防止数据丢失。它支持两种持久化方式：快照（Snapshot）和日志（Append-only file）
主从复制：Redis支持主从复制，即一个Redis服务器（主节点）可以将数据复制到多个其他Redis服务器（从节点），从而实现数据的备份和读取负载均衡
发布与订阅：Redis支持发布与订阅模式，允许客户端订阅多个频道，以便在消息发布到该频道时接收通知
事务：Redis支持事务操作，可以将一系列命令打包成一个原子操作，保证这些命令要么全部执行成功，要么全部失败
Lua脚本：Redis允许使用Lua脚本进行复杂的数据操作，这些脚本可以在服务器端执行，减少了网络通信的开销
LRU过期策略：Redis使用LRU（Least Recently Used）算法来管理内存，当内存不足时，会优先删除最近最少使用的数据

2、Redis的单线程模式

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

3、Redis的优缺点

优点

①高性能： Redis是基于内存的数据存储系统，因此读写速度非常快

②持久化支持： Redis支持多种持久化方式，包括快照和日志追加，确保数据在断电或重启后不会丢失

③丰富的数据结构： Redis支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合等，使得它适用于各种不同的应用场景

④原子性操作： Redis的许多操作都是原子性的，可以确保多个操作的一致性

⑤分布式： Redis支持分布式部署，可以实现数据的分片存储和集群部署。

缺点

①数据量受限： 由于Redis的数据通常存储在内存中，所以受到可用内存大小的限制

②单点故障： 在未经过良好设计的情况下，单个Redis节点发生故障可能导致整个服务不可用

③持久化效率： 持久化会对性能产生一定影响，尤其是在使用AOF（Append Only File）持久化方式时

④缺乏复杂查询支持： 相较于传统的关系型数据库，Redis的查询能力相对较弱，不支持复杂的查询操作

⑤内存成本高昂： 由于数据通常存储在内存中，使用大量内存可能导致较高的成本

4、Redis的适用场景

缓存系统： Redis作为缓存存储，能够快速读取数据并降低后端数据库的压力
会话管理： 用于存储用户会话信息，实现快速的用户登录状态管理
消息队列系统： Redis的发布订阅功能和列表结构可用于构建简单的消息队列系统
计数器应用： 适合用于实时计数统计，比如网站访问量、点赞数等
实时排行榜： 通过有序集合数据结构，可以方便地实现实时排行榜功能
分布式锁： 可以利用Redis的特性实现分布式锁，保证多个进程或服务器之间的互斥操作
地理位置应用： 利用Redis的地理位置功能，可以实现附近的人、地点查询等功能
在线游戏应用： 用于存储玩家状态、实时数据更新等
实时数据分析： 适合用于实时数据处理和分析，比如日志处理、实时监控等

5、Redis读取数据为什么那么快

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
采用了 I/O 多路复用机制，大大提升了并发效率

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数据库安装部署

1、环境部署

关闭防火墙和核心防护

[root@localhost ~]#systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]#setenforce 0

下载依赖包

[root@localhost ~]#yum install -y gcc gcc-c++ make

2、编译安装Redis-5.0.7

redis安装包官网下载：http://download.redis.io/releases/

#事先准备好安装包：redis-5.0.7.tar.gz
[root@localhost ~]#cd /opt
[root@localhost opt]#tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz
[root@localhost opt]#cd /opt/redis-5.0.7/
[root@localhost redis-5.0.7]#make
[root@localhost redis-5.0.7]#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、执行软件包提供的 install_server.sh 脚本文件

#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

[root@localhost redis-5.0.7]#cd /opt/redis-5.0.7/utils
[root@localhost utils]#./install_server.sh
……         一直回车
直到出现：Please select the redis executable path []
然后在这句话后面手动输入
/usr/local/redis/bin/redis-server   #注意要一次性正确输入
#没有一次性输入正确，那么要保证后面一定作软链接

#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
[root@localhost utils]#ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

#详细解释
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

4、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

5、修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数

#修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
[root@localhost utils]#vim /etc/redis/6379.conf
bind 127.0.0.1 192.168.10.23				#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
[root@localhost utils]#/etc/init.d/redis_6379 restart
#如果在redis开启状态，修改配置文件，需重启服务

四、Redis 操作命令工具

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

1、 redis-cli命令行工具

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

选项	说明
-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

在redis服务器本机上可直接使用redis-cli登录，使用的是127.0.0.1:6379

从客户端登录，需指定redis服务器的ip地址和端口号来连接

redis-cli -h 172.16.12.10 -p 6379

2、redis-benchmark测试工具

redis-benchmark是一个性能测试工具，用于评估Redis服务器的性能。通过redis-benchmark工具，用户可以模拟多个并发客户端向Redis服务器发送命令，并测量服务器在不同负载下的性能表现

格式：redis-benchmark 选项 选项值

-h	指定连接的Redis服务器主机名，默认为`127.0.0.1`
-p	指定连接的Redis服务器端口号，默认为`6379`
-s	指定服务器 socket
-c	指定并发客户端数，即同时向服务器发送请求的客户端数量
-n	指定总共发送的请求次数
-d	以字节的形式指定 SET/GET 值的数据大小
-k	是否使用keepalive参数，默认为不使用，1=keep alive 0=reconnect
-r	SET/GET/INCR 使用随机 key，SADD 使用随机值。指定key的数量，用于进行随机请求
-P	通过管道传输请求
-q	静默模式，只输出每秒完成的请求数
-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，指定测试类型，可以是PING、SET、GET等
-I	Idle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待

redis-benchmark -h 172.16.12.10 -p 6379 -c 100 -n 100000
#向 IP 地址为 172.16.12.10 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 172.16.12.10 -p 6379 -q -d 100
#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能

#-h 172.16.12.10: 指定Redis服务器的IP地址为172.16.12.10
#-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172.16.12.10，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

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

#-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

3、Redis 数据库常用命令

3.1 创建与获取键值

set：存放数据，格式为 set key value
get：获取数据，格式为 get key

incr key：将指定键的值递增1
decr key：将指定键的值递减1

3.2 删除指定键

del key：删除当前数据库的指定key键

3.3 模糊查询键

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

*：代表零个、一个或多个字符
?：代表单个字符

keys *				#查看当前数据库中所有键
keys y*				#查看当前数据库中以 y 开头的数据
keys y?				#查看当前数据库中以 y 开头后面包含任意一位的数据
keys y??		    #查看当前数据库中以 y 开头 y 开头后面包含任意两位的数据

keys *				#查看当前数据库中所有键
keys *1				#查看当前数据库中以 “1” 结尾的数据
keys ?1			    #查看当前数据库中以 “1” 结尾前包含任意一位的数据
keys ??1		    #查看当前数据库中以 “1” 结尾且“1”前包含任意两位的数据

#*、?可结合使用
keys ?1*          #查询”1“前有任意一个字符，"1”后有任意长度的字符(包含0个及以上）
keys *1?          #查询”1“前有任意长度的字符(包含0个及以上），"1”后有任意一个字符

3.4 判断指定键是否存在

exists  命令可以判断键值是否存在
格式：exists key

3.5 查看键值数据类型

Redis数据库有五种主要的数据类型，它们分别是字符串（String）、哈希表（Hash）、列表（List）、集合（Set）和有序集合（Sorted Set）

字符串（String）
- 最基本的数据类型，可以存储文本、整数或者浮点数
- 可以设置过期时间，支持丰富的操作如设置、获取、追加、递增、递减等
- 常用命令：set、get、del、incr、decr等
哈希表（Hash）
- 类似于Python中的字典，存储键值对的集合
- 适合存储对象的多个字段，每个字段都有自己的键值对
- 可以对单个字段进行操作，也可以对整个哈希表进行操作
- 常用命令：hset、hget、hdel、hgetall等
列表（List）
- 有序的字符串元素集合，可以在列表的两端进行插入和删除操作
- 可以用作栈（先进后出）或队列（先进先出）
- 支持按索引获取元素、修剪列表、获取子列表等操作
- 常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、lrange等
集合（Set）
- 无序的字符串元素集合，每个元素都是唯一的
- 支持集合间的交集、并集、差集等操作
- 可以添加、删除、判断元素是否存在等操作
- 常用命令：sadd、srem、smembers、sinter等
有序集合（Sorted Set）
- 类似于集合，但每个元素都关联一个分数，可以按照分数进行排序
- 支持根据分数范围获取元素、按分数增减获取排名等操作
- 可以用于排行榜、优先级队列等场景
- 常用命令：zadd、zrange、zrem、zincrby等

这些数据类型的灵活性和功能性使得Redis能够适用于各种不同的应用场景，提供高效的数据存储和操作功能

type    命令可以获取 key 对应的 value 值类型
格式：type key

3.6 查看当前库中键的总量

dbsize     #查询当前数据库中键的总量

3.7 重命名已有键

3.7.1 rename（覆盖数据）

rename 命令是对已有 key 进行重命名（覆盖）

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

格式：rename  源key  目标key

注：

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

3.7.2 renamenx（不覆盖数据）

格式：renamenx  源key  目标key

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）

3.8 设置redis密码

使用 config set requirepass password 命令设置密码

使用  auth password 命令认证登录

可使用 config get requirepass 命令查看密码

注：一旦设置密码，必须先验证通过密码，否则所有操作不可用

config set requirepass 123456   #设置密码为123456
auth 123456                     #通过密码认证，才能对redis数据库进行操作
config get requirepass          #可查看设定的密码
config set requirepass ""       #将 requirepass 设置为空字符串即可删除密码认证

3.9 多数据库间切换

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
格式：select 序号
#注：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

select 1     #切换至序号为 1 的数据库
select 10    #切换至序号为 10 的数据库
select 15    #切换至序号为 15 的数据库

3.10 多数据库间迁移数据

MOVE命令用于将指定的键从当前数据库移动到另一个数据库。这在需要在不同数据库之间重新组织数据或者清理数据时非常有用

格式：move key 序号

返回值：

如果键成功移动到目标数据库，MOVE命令返回1
如果键在目标数据库已经存在，或者键不存在于当前数据库，MOVE命令返回0

注：

移动操作是原子的，即要么成功移动，要么失败不移动，不会出现部分移动的情况。
移动键可能会导致一些性能开销，特别是当键包含大量数据时

3.11 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！

五、总结

1、键操作命令

set key value：设置键的值
get key：获取键的值
del key：删除指定的键
keys pattern：查找符合指定模式的键
exists key：检查键是否存在
tpye key：查询键值数据类型
dbsize：获取当前数据库键的总量
rename(覆盖)/renamenx(不覆盖) 源key 目的key：重命名已有键
config set requirepass password：设置密码 auth password：密码认证

2、数据库操作命令

select 序号：切换到指定序号的数据库
move key 序号：将键从当前数据库移动到另一个指定序号的数据库
flushdb：清除当前数据库数据
flushall：清除所有数据库数据

Redis数据库：概念、安装及常用操作命令

前言

一、数据库概述

1、关系型数据库（RDBMS）

1.1 产生背景

1.2 概念

1.3 特点

1.4 优缺点

1.5 常见主流关系型数据库

2、非关系型数据库（NoSQL）

2.1 产生背景

2.2 概念

2.3 特点

2.4 优缺点

2.5 常见主流非关系型数据库

3、两者区别

3.1 数据存储方式不同

3.2 扩展方式不同

3.3 对事务性的支持不同

二、Redis数据库概述

1、Redis数据库概念