關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：
一個機構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建在關(guān)系模型基礎上，一般面向于記錄
包括oracle,mysql,sqlserver,db2
非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：
除了主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫意外的數(shù)據(jù)庫，都人為是非關(guān)系型的
包括redis,mongdb,hbase,couhdb

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生背景

對數(shù)據(jù)庫高并發(fā)讀寫需求
對海量數(shù)據(jù)高效存儲與訪問需求
對數(shù)據(jù)庫高可擴展性與高可用需求

Redis簡介

Redis基于內(nèi)存運行并支持持久化

采用key-value（鍵值對）的存儲形式

優(yōu)點：

具有極高的數(shù)據(jù)讀寫速度
支持豐富的數(shù)據(jù)類型
支持數(shù)據(jù)的持久化
原子性
支持數(shù)據(jù)備份

1，安裝必要的環(huán)境組件，并安裝redis

[root@localhost ~]# yum install gcc gcc-c++ make -y  ##安裝環(huán)境組件
[root@localhost ~]# mount.cifs //192.168.100.3/LNMP-C7 /mnt/  ##掛載
Password for root@//192.168.100.3/LNMP-C7:  
[root@localhost ~]# cd /mnt/
[root@localhost mnt]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/  ##解壓
[root@localhost mnt]# cd /opt/redis-5.0.7/
[root@localhost redis-5.0.7]# make  ##編譯
[root@localhost redis-5.0.7]# make PREFIX=/usr/local/redis/ install  ##安裝

2，執(zhí)行配置Redis配置文件腳本，并進行配置

[root@localhost redis-5.0.7]# cd utils/
[root@localhost utils]# ./install_server.sh    ##執(zhí)行腳本進行配置
Welcome to the redis service installer
This script will help you easily set up a running redis server

Please select the redis port for this instance: [6379]   ##默認端口
Selecting default: 6379
Please select the redis config file name [/etc/redis/6379.conf]   ##配置文件
Selected default - /etc/redis/6379.conf
Please select the redis log file name [/var/log/redis_6379.log]   ##日志文件
Selected default - /var/log/redis_6379.log
Please select the data directory for this instance [/var/lib/redis/6379]   ##數(shù)據(jù)文件
Selected default - /var/lib/redis/6379
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
##可執(zhí)行文件路徑
[root@localhost utils]# ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/   ##便于系統(tǒng)識別
[root@localhost utils]# netstat -ntap | grep 6379
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      44510/redis-server  
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 stop  ##關(guān)閉redis
Stopping ...
Redis stopped
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 start  ##開啟redis
Starting Redis server...
[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf   ##修改配置文件
bind 127.0.0.1 192.168.13.128  ##設置監(jiān)聽地址
[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart  ##重啟redis服務
Stopping ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.13.128 -p 6379   ##登錄redis
192.168.13.128:6379> help set  ##help幫助

    SET key value [expiration EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX]
    summary: Set the string value of a key
    since: 1.0.0
    group: string

192.168.13.128:6379> set teacher zhangsan   ##設置鍵值對
OK
192.168.13.128:6379> set tea red
OK
192.168.13.128:6379> KEYS *   ##查看所有的鍵
1) "teacher"
2) "tea"
192.168.13.128:6379> keys t??  ##查看鍵是t開頭后面是兩個字符的
1) "tea"
192.168.13.128:6379> get tea   ##查看鍵的值
"red"
192.168.13.128:6379> EXISTS tea  ##查看鍵是否存在
(integer) 1     ##1是存在，0是不存在
192.168.13.128:6379> EXISTS teas
(integer) 0
192.168.13.128:6379> del teacher  ##刪除鍵
(integer) 1
192.168.13.128:6379> KEYS *
1) "tea"
192.168.13.128:6379> type tea   ##查看鍵的類型
string
192.168.13.128:6379> rename tea t1   ##給鍵重命名
OK
192.168.13.128:6379> keys *
1) "t1"
192.168.13.128:6379> get t1
"red"
192.168.13.128:6379> exit   ##退出

3，進行壓測

[root@localhost utils]# redis-benchmark -h 192.168.13.128 -p 6379 -c 100 -n 100000
##并發(fā)100，100000個請求
====== SET ======
    100000 requests completed in 1.14 seconds   ##請求花費的時間
    100 parallel clients
    3 bytes payload
    keep alive: 1

84.66% <= 1 milliseconds
98.48% <= 2 milliseconds
99.69% <= 3 milliseconds
99.90% <= 18 milliseconds
100.00% <= 18 milliseconds
87642.41 requests per second

====== GET ======
    100000 requests completed in 1.13 seconds
    100 parallel clients
    3 bytes payload
    keep alive: 1
    [root@localhost utils]# redis-benchmark -h 192.168.13.128 -p 6379 -q -d 100
    ##以字節(jié)形式指定set/get值的數(shù)據(jù)大小
    SET: 90497.73 requests per second
    GET: 90991.81 requests per second

4，移動鍵值對到其他的庫中（一共16個庫）

[root@localhost utils]# redis-cli -h 192.168.13.128 -p 6379         ##進入Redis            
192.168.13.128:6379> select 10  ##進入第11個庫
OK
192.168.13.128:6379[10]> keys *
(empty list or set)
192.168.13.128:6379[10]> select 0  ##進入第1個庫
OK
192.168.13.128:6379> move t1 10  ##移動鍵值對到第11個庫
(integer) 1
192.168.13.128:6379> select 10  ##進入第11個庫
OK
192.168.13.128:6379[10]> keys *   ## 查看鍵
1) "t1"
192.168.13.128:6379[10]> get t1
"red"
192.168.13.128:6379[10]> flushdb  ##清除庫中數(shù)據(jù)
OK
192.168.13.128:6379[10]> keys *     ##查看所有鍵
(empty list or set)
192.168.13.128:6379[10]> select 0   ##切換到第一個庫
OK
192.168.13.128:6379> keys *      ##查看所有的鍵
1) "myset:__rand_int__"
2) "mylist"
3) "key:__rand_int__"
4) "counter:__rand_int__"
192.168.13.128:6379>

Redis持久化

Redis是運行在內(nèi)存中，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)斷電丟失
為了能后重用Redis數(shù)據(jù)，或者防止系統(tǒng)故障，我們需要將Redis中的數(shù)據(jù)寫入到磁盤空間中，即持久化

持久化分類

RDB方式：創(chuàng)建快照的方式獲取某一時刻Redis中所有數(shù)據(jù)的副本
AOF方式：將執(zhí)行的寫命令寫到文件的末尾，以日志的方式來記錄數(shù)據(jù)的變化

RDB持久化

Redis的默認持久化方式

默認文件名dump.rdb

觸發(fā)條件：

在指定的時間間隔內(nèi)，執(zhí)行指定次數(shù)的寫操作（配置文件控制）
執(zhí)行save或者是bgsave（異步）命令
執(zhí)行flushall命令，清空數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)
執(zhí)行shutdown命令，保證服務器正常關(guān)閉且不丟失任何數(shù)據(jù)

優(yōu)缺點：

適合大規(guī)模的數(shù)據(jù)恢復
如果業(yè)務對數(shù)據(jù)完整性和一致性要求不高，RDB是很好的選擇
數(shù)據(jù)的完整性和一致性不高
備份時占用內(nèi)存

通過RDB文件恢復數(shù)據(jù)

將dump.rdb文件拷貝到redis的安裝目錄的bin目錄下，重啟redis服務即可

配置RDB持久化

[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf 

#900秒之內(nèi)至少一次寫操作
save 900 1

#300秒之內(nèi)至少發(fā)生10次寫操作
save 300 10

#60秒之內(nèi)發(fā)生至少10000次寫操作
save 60 10000

#只要滿足其一都會觸發(fā)快照操作，注釋所有的save項表示關(guān)閉RDB

#RDB文件名稱
dbfilename dump.rdb

#RDB文件路徑
dir /var/lib/redis/6379

#開啟壓縮功能
rdbcompression yes

AOF持久化

Redis默認不開啟
彌補RDB的不足（數(shù)據(jù)的不一致性）
采用日志的形式來記錄每個寫操作，并追加到文件中
Redis重啟會根據(jù)日志文件的內(nèi)容將寫指令從前到后執(zhí)行一次以完成數(shù)據(jù)的恢復工作

根據(jù)AOF文件恢復數(shù)據(jù)

將appendonly.aof文件拷貝到redis安裝目錄的bin目錄下，重啟redis服務即可

AOF持久化配置

[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf 

#開啟AOF持久化
appendonly yes

#AOF文件名稱
appendfilename "appendonly.aof"

#always:同步持久化，每次發(fā)生數(shù)據(jù)變化會立刻寫入磁盤
# appendfsync always

#everysec:默認推薦，每秒異步記錄次(默認值)
appendfsync everysec

#no:不同步，交給操作系統(tǒng)決定如何同步
# appendfsync no

#忽略最后一條可能存在問題的指令
aof-load-truncated yes

AOF的重寫機制

AOF的工作原理是將寫操作追加到文件中，文件的冗余內(nèi)容會越來越多
當AOF文件的大小超過所設定的閥值時，Redis就會對AOF文件的內(nèi)容壓縮

AOF重寫的原理

Redis會fork出一條新進程，讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)(并沒有讀取舊文件)，并重新寫到一個臨時文件中，最后替換舊的aof文件

AOF重寫配置

[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
#在日志進行BGREWRITEAOF時， 如果設置為yes表示新寫操作不進行同步fsync,
#只暫存在緩沖區(qū)里，避免造成磁盤I0操作沖突，等重寫完成后在寫入。redis中默認為no
no-appendfsync-on-rewrite no

#當前AOF文件大小是上次日志重寫時AOF文件大小兩倍時，發(fā)生BGREWRITEAOF操作
auto-aof-rewrite-percentage 100

#當前AOF文件執(zhí)行BGREWRITEAOF命令的最小值，
#避免剛開始啟動Reids時由于文件尺寸較小導致頻繁的BGREWRITEAOF
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

Redis性能管理

##查看redis內(nèi)存使用
[root@localhost utils]# /usr/local/redis/bin/redis-cli
127.0.0.1:6379> info memory

內(nèi)存碎片率

●操系統(tǒng)分配的內(nèi)存值used_ _memory_ _rss除以redis使用的內(nèi)存值
used_ _memory計算得出
●內(nèi)存碎片是由操作系統(tǒng)低效的分配/回收物理內(nèi)存導致的
不連續(xù)的物理內(nèi)存分配
●跟蹤內(nèi)存碎片率對理解redis實例的資源性能是非常重要的
內(nèi)存碎片率稍大于1是合理的，這個值表示內(nèi)存碎片率比較低
內(nèi)存碎片率超過1.5,說明redis消耗了實際需要物理內(nèi)存的150%，其中50%是內(nèi)存碎片率
內(nèi)存碎片率低于1的，說明Redis內(nèi)存分配超出了物理內(nèi)存,操作系統(tǒng)正在進行內(nèi)存交換

內(nèi)存使用率

●redis實例的內(nèi)存使用率超過可用大內(nèi)存，操作系統(tǒng)將開始進行
內(nèi)存與swap空間交換
●避免內(nèi)存交換
針對緩存數(shù)據(jù)大小選擇
盡可能的使用Hash數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
設置key的過期時間

回收key

●保證合理分配redis有限的內(nèi)存資源
●當內(nèi)存使用達到設置的大閥值時，需要選擇一種key的回收策略
默認情況下回收策略是禁止刪除
redis.conf配置文件中修改maxmemory-policy屬性值
- volatile-lru:使用LRU算法從已設置過期時間的數(shù)據(jù)集合中淘汰數(shù)據(jù)
- volatile-ttl:從已設置過期時間的數(shù)據(jù)集合中挑選即將過期的數(shù)據(jù)淘汰（建議使用）
- volatile-random:從已設置過期時間的數(shù)據(jù)集合中隨機挑選數(shù)據(jù)淘汰
- allkeys-lru:使用LRU算法從所有數(shù)據(jù)集合中淘汰數(shù)據(jù)
- allkeys-random:從數(shù)據(jù)集合中任意選擇數(shù)據(jù)淘汰
- no-enviction:禁止淘汰數(shù)據(jù)

謝謝閱讀

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