NoSQL 開發中或多或少都會用到，也是面試必問知識點。最近這幾天的面試每一場都問到了。但是感覺回答的並不好，還有很多需要梳理的知識點。這裡通過幾篇 Redis 筆記整個梳理一遍，後面再加上面試題。 Redis 系列： 1. Redis系列（一）Redis入門 2. Redis系列（二）Redi... ...
NoSQL 開發中或多或少都會用到，也是面試必問知識點。最近這幾天的面試每一場都問到了。但是感覺回答的並不好，還有很多需要梳理的知識點。這裡通過幾篇 Redis 筆記整個梳理一遍，後面再加上面試題。
Redis 系列：
- Redis系列（一）Redis入門
- Redis系列（二）Redis的8種數據類型
- Redis系列（三）Redis的事務和Spring Boot整合
- Redis系列（四）Redis配置文件和持久化
- Redis系列（五）發佈訂閱模式、主從複製和哨兵模式
- Redis系列（六）Redis 的緩存穿透、緩存擊穿和緩存雪崩
- Redis命令參考
1、什麼是 NoSQL
NoSQL = Not Only SQL（不僅僅是 SQL）
關係型資料庫：表格，行，列
泛指非關係型資料庫的，隨著 web 2.0 互聯網的誕生！傳統的關係型資料庫很難對付 web 2.0 時代！尤其是超大規模的高併發的社區！暴露出來很多難以剋服的問題 NoSQL 在當今大數據環境下發展的十分迅速，Redis 是發展最快，而且是我們當下必須要掌握的一個技術！
很多的數據類型比如用戶的個人信息，社交網路，地理位置。這些數據類型的存儲不需要一個固定的格式！不需要多餘的操作就可以橫向擴展的。Map<String, Object> 使用鍵值對來控制。
NoSQL 的特點：
1、方便擴展（數據之間沒有關係，很好擴展）
2、大數據量高性能（Redis一秒寫8萬次，讀取 11 萬次，NoSQL的緩存記錄級，是一種細粒度的緩存，性能會比較高）
3、數據類型是多樣型的（不需要事先設計資料庫，隨取隨用）
傳統 RDBMS 和 NoSQL的比較：
傳統的 RDBS
- 結構化組織
- SQL
- 數據和關係都存在單獨的表中
- 操作語言，資料庫定義語言
- 嚴格的一致性
- 基礎的事務
- ...
NoSQL
- 不僅僅是數據
- 沒有固定的查詢語言
- 鍵值對存儲，列存儲，文檔存儲，圖形資料庫
- 最終一致性
- CAP 定理和 BASE （異地多活）
- 高性能，高可用，高可擴
2、NoSQL 的四大分類
KV 鍵值對：Redis
文檔型資料庫（bson 和 json 一樣）：
- MongoDB：
- MongoDB 是一個基於分散式文件儲存的資料庫，使用 C++編寫，主要用來處理大量的文檔。
- MongoDB 是一個介於關係型資料庫和非關係型數據中間的產品！MongoDB 是非關係型數據中功能最豐富，最像關係型資料庫的。
- ConthDB
列存儲資料庫：
- HBase
- 分散式文件系統
圖關係資料庫：
- 他不是存圖形，放的是關係，比如：朋友圈社交網路，廣告推薦
- Neo4j、InfoGrid
3、Redis 入門
Redis （Remote Dictionary Server），即遠程字典服務！
是一個開源的使用 ANSI C語言編寫、支持網路、可基於記憶體亦可持久刷的日誌型、key-value 資料庫，並提供多種語言的 API。免費和開源！是當下最熱門的NoSQL 技術之一，也被人們稱之為機構化資料庫。
Redis 的作用：
1、記憶體存儲、持久化（RDB 和 AOF）
2、效率高，可以用於高速緩存
3、發佈訂閱系統
4、地圖信息分析
5、計數器、計時器（比如瀏覽量）
Redis 的特征：
1、多樣化的數據類型
2、持久化
3、集群
4、事務
Redis 官網： https://redis.io/
Redis 中文網： http://www.redis.cn/
4、Redis 安裝啟動
到官網下載壓縮包，上傳到伺服器
[root@itzhouc opt]# ll
-rw-r--r-- 1 root root 2002463 Apr 29 00:18 redis-5.0.8.tar.gz
[root@itzhouc opt]# tar -zxvf redis-5.0.8.tar.gz # 解壓
[root@itzhouc redis-5.0.8]# yum install gcc-c++ # 增加環境支持
[root@itzhouc redis-5.0.8]# make # 安裝
[root@itzhouc redis-5.0.8]# make install
[root@itzhouc redis-5.0.8]# cd /usr/local/bin # 進入Redis的預設安裝目錄
[root@itzhouc bin]# ls
jemalloc-config jeprof luajit mcrypt redis-benchmark redis-check-rdb redis-sentinel
jemalloc.sh libmcrypt-config luajit-2.0.4 mdecrypt redis-check-aof redis-cli redis-server
拷貝配置文件：
[root@itzhouc bin]# mkdir kconfig
[root@itzhouc bin]# cp /opt/redis-5.0.8/redis.conf kconfig/
[root@itzhouc bin]# cd kconfig/
[root@itzhouc kconfig]# ls
redis.conf
修改配置文件為後臺啟動：
[root@itzhouc kconfig]# pwd
/usr/local/bin/kconfig
[root@itzhouc kconfig]# vim redis.conf
修改配置項：
-
daemonize為yes。 -
註釋掉
bind 127.0.0.1 -
修改
protected-mode no
啟動 Redis
[root@itzhouc bin]# ls
jemalloc-config jeprof libmcrypt-config luajit-2.0.4 mdecrypt redis-check-aof redis-cli redis-server
jemalloc.sh kconfig luajit mcrypt redis-benchmark redis-check-rdb redis-sentinel
[root@itzhouc bin]# redis-server kconfig/redis.conf #通過特定的配置文件啟動Redis
8178:C 29 Apr 2020 08:43:40.043 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
8178:C 29 Apr 2020 08:43:40.043 # Redis version=5.0.8, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=8178, just started
8178:C 29 Apr 2020 08:43:40.043 # Configuration loaded
使用客戶端連接和測試：
[root@itzhouc bin]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> set name test
OK
127.0.0.1:6379> get name
"test"
127.0.0.1:6379>
查看 Redis 進程：再開一個視窗
[root@itzhouc ~]# ps -ef|grep redis
root 8179 1 0 08:43 ? 00:00:00 redis-server 127.0.0.1:6379
root 8210 3437 0 08:44 pts/1 00:00:00 redis-cli -p 6379
root 8306 8281 0 08:48 pts/2 00:00:00 grep --color=auto redis
退出Redis：
127.0.0.1:6379> shutdown # 關閉Redis
not connected> exit # 退出
[root@itzhouc bin]# ps -ef|grep redis
root 8330 3437 0 08:49 pts/1 00:00:00 grep --color=auto redis
[root@itzhouc bin]#
後面可能會用到單機多 Redis 啟動集群測試。
5、Redis 性能測試
redis-benchmark 是官網自帶的壓力測試工具。
| 序號 | 選項 | 描述 | 預設值 |
|---|---|---|---|
| 1 | -h | 指定伺服器主機名 | 127.0.0.1 |
| 2 | -p | 指定伺服器埠 | 6379 |
| 3 | -s | 指定伺服器 socket | |
| 4 | -c | 指定併發連接數 | 50 |
| 5 | -n | 指定請求數 | 10000 |
| 6 | -d | 以位元組的形式指定 SET/GET 值的數據大小 | 2 |
| 7 | -k | 1=keep alive 0=reconnect | 1 |
| 8 | -r | SET/GET/INCR 使用隨機 key, SADD 使用隨機值 | |
| 9 | -P | 通過管道傳輸 |
1 |
| 10 | -q | 強制退出 redis。僅顯示 query/sec 值 | |
| 11 | --csv | 以 CSV 格式輸出 | |
| 12 | -l | 生成迴圈，永久執行測試 | |
| 13 | -t | 僅運行以逗號分隔的測試命令列表。 | |
| 14 | -I | Idle 模式。僅打開 N 個 idle 連接並等待。 |
使用方式：
# 測試 100 個併發連接，100000 個請求
redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 100000
分析舉例：
====== SET ======
100000 requests completed in 1.97 seconds # 對 10萬個請求進行寫入測試
100 parallel clients # 100 個併發客戶端
3 bytes payload # 每次寫入 3 個位元組
keep alive: 1 # 只有一臺伺服器來處理這些請求，即單機性能
19.56% <= 1 milliseconds
98.70% <= 2 milliseconds
99.82% <= 3 milliseconds
99.85% <= 9 milliseconds
99.94% <= 10 milliseconds
99.95% <= 126 milliseconds
99.96% <= 127 milliseconds
100.00% <= 127 milliseconds # 所有請求在127 毫秒處理完成
50761.42 requests per second # 每秒處理 50761.42 個請求
6、基礎知識
Redis 預設有 16 個資料庫，這個可以在配置文件中查看。
[root@itzhouc bin]# vim kconfig/redis.conf
# Set the number of databases. The default database is DB 0, you can select
# a different one on a per-connection basis using SELECT <dbid> where
# dbid is a number between 0 and 'databases'-1
databases 16
預設使用的是第 0 個。
使用 select 命令切換資料庫，使用 dbsize查看資料庫大小：
[root@itzhouc bin]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> select 3 # 切換資料庫
OK
127.0.0.1:6379[3]> dbsize # 查看資料庫大小
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]> set name jack
OK
127.0.0.1:6379[3]> dbsize
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]>
查看資料庫中所有的key：
127.0.0.1:6379[3]> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379[3]>
清除當前資料庫：
127.0.0.1:6379[3]> flushdb
OK
127.0.0.1:6379[3]> keys *
(empty list or set)
清除所有資料庫：
127.0.0.1:6379> flushall
OK
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)
7、Redis 是單線程的什麼這麼快（面試題）
Redis 是很快的，官方表示，Redis 是基於記憶體操作，CPU 不是 Redis 的性能瓶頸，Redis 的性能瓶頸是機器的記憶體和網路帶寬。既然可以單線程來實現，就使用單線程。
Redis 是 C 語言寫的，官方提供的數據為 100000+ 的 QPS ，完全不比同樣是使用 key-value 的Memecache 差。
Redis 為什麼單線程還這麼快呢？
1、誤區1：高性能的伺服器一定是多線性的？
2、誤區2：多線程一定比單線程的效率高？
要瞭解在執行效率上 CPU > 記憶體 > 硬碟
核心：Redis 是將所有的數據全部放在記憶體中的，所有說使用單線程去操作執行效率就是最高的，多線程在執行過程中需要進行 CPU 的上下文切換，這個是耗時操作。對於記憶體系統來說，如果沒有上下文切換效率就是最高的，多次讀寫都是在一個 CPU 上的，在記憶體情況下，這個就是最佳方案。
redis 採用網路IO多路復用技術來保證在多連接的時候， 系統的高吞吐量。 參考文章
下一篇筆記將介紹 Redis 的五大數據類型和三個特殊類型。
