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• Redis概述與安裝使用

Redis概述與安裝使用

Author:SimpleWu
GitHub-redis

Redis簡介

Redis英語全稱：（ REmote DIctionary Server ） 遠程字典伺服器。

是完全開源免費的，用C語言編寫的，遵守BSD協議，是一個高性能的(key/value)分散式記憶體資料庫，基於記憶體運行並支持持久化的NoSQL資料庫，是當前最熱門的NoSql資料庫之一,也被人們稱為數據結構伺服器

Redis通常被稱為數據結構伺服器，因為值（value）可以是 字元串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等類型。

• Redis 官網：https://redis.io/
• Redis中文網站：http://www.redis.cn
• Redis 線上測試工具：http://try.redis.io/

什麼是NoSQL?

概念 : NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不僅僅是SQL”－泛指非關係型的資料庫

解析：泛指非關係型的資料庫。隨著互聯網web2.0網站的興起，傳統的關係資料庫在應付web2.0網站，特別是超大規模和高併發的SNS類型的web2.0純動態網站已經顯得力不從心。

傳統單機 MySQL 瓶頸

1. 數據量的總大小，一個機器1放不下，單表數據達到500萬時MySQL性能低
2. 數據的索引(B + Tree) 一個機器的記憶體放不下時
3. 訪問量（讀寫混合）一個實例不能承受

為什麼需要NoSQL

今天我們可以通過第三方平臺（如：Baidu,Google,Facebook等）可以很容易的訪問和抓取數據。用戶的個人信息，社交網路，地理位置，用戶生成的數據和用戶操作日誌已經成倍的增加。我們如果要對這些用戶數據進行挖掘，那SQL資料庫已經不適合這些應用了，NoSQL資料庫的發展能很好的處理這些大數據。和傳統的關係型資料庫相比，NoSQL具有以下的優勢：

• high performance ，高併發讀寫，動態頁面展示與交互，比如微博點贊評論等操作，實時統計線上人數排行榜等
• huge storage，海量數據的高效存儲和訪問，大型網站的用戶登錄系統
• high scalability && high availability，高可擴展性和高可用性

互聯網的瓶頸

高併發讀寫:

針對短時間內具有高併發的情況，特別是短時間內大量的寫入操作。傳統資料庫針對這種情況就有些力不從心了。

海量數據的高效率存儲和訪問:

現在的數據已經是非常龐大了，一些大型網站每天產生的數據量是相當恐怖的。存儲了這麼多的數據，查詢效率就會受到很大的影響。

高科擴展性和高可用性:

基於傳統資料庫的結構，我們的資料庫表是非常難以橫向擴展的，比如增加一個新的欄位時或者修改某個欄位時，牽一發而動全身。

數據存儲的方式單一:

在資料庫中針對形形色色的數據，我們都只有採用表結構的方式來存儲數據。

No-Sql能幹什麼？

易擴展:

NoSQL資料庫種類繁多，但是一個共同的特點都是去掉關係資料庫的關係型特性。數據之間無關係，這樣就非常容易擴展。也無形之間，在架構的層面上帶來了可擴展的能力。

大數據量性能高:

NoSQL資料庫都具有非常高的讀寫性能，尤其在大數據量下，同樣表現優秀。這得益於它的無關係性，資料庫的結構簡單。

一般MySQL使用Query Cache，每次表的更新Cache就失效，是一種大粒度的Cache，在針對web2.0的交互頻繁的應用，Cache性能不高。而NoSQL的Cache是記錄級的，是一種細粒度的Cache，所以NoSQL在這個層面上來說就要性能高很多了

多樣靈活的數據模型:

NoSQL無需事先為要存儲的數據建立欄位，隨時可以存儲自定義的數據格式。而在關係資料庫里，增刪欄位是一件非常麻煩的事情。如果是非常大數據量的表，增加欄位簡直就是一個噩夢

NoSQL資料庫的四大分類

• 鍵值(Key-Value)存儲資料庫
• 文檔型資料庫(bson)
• 列存儲資料庫
• 圖形(Graph)資料庫

對比：

• key-value：內容緩存，主要用於處理大量數據的高訪問負載，也用於一些日誌系統等。優點：查詢速度快。缺點：數據無結構化，通常只被當做字元串或者二進位數據。
• 列存儲：分散式文件系統。優點：查找速度快，可擴展性強，更容易進行分散式擴展。缺點：功能相對局限。
• 文檔型：與key-value類似，不同的是資料庫能夠瞭解value的內容。優點：數據結構要求不嚴格，表結構可變，不需要預先定義表結構。缺點：查詢效率不高，缺乏統一的語法。
• 圖形：社交網路，推薦系統。專註於構建關係圖譜。優點：利用圖形結構相關演算法，來尋求最短路徑。缺點：很多時候需要對整個圖形計算才能得出需要的信息。

Redis能幹嘛？

• 緩存
• 網站訪問統計
• 任務隊列
• 數據過期處理
• 應用排行榜
• 分散式集群架構中的session分離

Redis的特點？

• Redis支持數據的持久化，可以將記憶體中的數據保持在磁碟中，重啟的時候可以再次載入進行使用。
• Redis不僅僅支持簡單的key-value類型的數據，同時還提供list，set，zset，hash等數據結構的存儲。
• Redis支持數據的備份，即master-slave模式的數據備份。

Redis的安裝

Redis 支持多種平臺，大多數情況下考慮到記憶體會在Linux下搭建Redis伺服器。

下載地址：

Linux版本
http://www.redis.cn/download.html
windowns版本
https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases

Linxu環境下安裝redis

下載：

[root@localhost ~]# cd /usr/local/src/
[root@localhost src]# wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.6.tar.gz

解壓：

[root@localhost src]# tar -zxf redis-4.0.6.tar.gz 
[root@localhost src]# ll
total 1688
drwxrwxr-x. 6 root root    4096 Dec  4  2017 redis-4.0.6
-rw-r--r--. 1 root root 1723533 Dec  4  2017 redis-4.0.6.tar.gz

編譯：

[root@localhost redis-4.0.6]# make
# 如果編譯失敗請先下載編譯依賴，編譯成功不需要執行以下命令
yum install wget make gcc tcl

安裝：

# 將redis安裝到/usr/local/redis目錄
[root@localhost redis-4.0.6]# make PREFIX=/usr/local/redis install
# 進入redis安裝目錄
[root@localhost redis-4.0.6]# cd /usr/local/redis/bin/
[root@localhost bin]# ll
total 35432
-rwxr-xr-x. 1 root root 5597214 Aug 30 05:34 redis-benchmark
-rwxr-xr-x. 1 root root 8314825 Aug 30 05:34 redis-check-aof
-rwxr-xr-x. 1 root root 8314825 Aug 30 05:34 redis-check-rdb
-rwxr-xr-x. 1 root root 5736370 Aug 30 05:34 redis-cli
lrwxrwxrwx. 1 root root      12 Aug 30 05:34 redis-sentinel -> redis-server
-rwxr-xr-x. 1 root root 8314825 Aug 30 05:34 redis-server
# 如果出現以上文件說明redis安裝成功了

運行：

[root@localhost bin]# ./redis-server 

使用內置的客戶端命令redis-cli進行使用：

[root@localhost bin]# ./redis-cli
127.0.0.1:6379> set foo bar
OK
127.0.0.1:6379> get foo
"bar"
127.0.0.1:6379> 

修改redis配置文件

# 複製redis.conf文件到/etc目錄
[root@localhost redis-4.0.6]# cp /usr/local/src/redis-4.0.6/redis.conf /etc/redis.conf
# 編輯redis.conf文件
[root@localhost ~]# vim /etc/redis.conf 
# 設置redis為後臺啟動進程，將daemonize no 改為 daemonize yes
daemonize yes 
# 修改綁定的主機地址，將#bind 127.0.0.1改成自己的ip地址，去掉"#"號
bind 192.168.41.22

關閉redis服務，重新運行

[root@localhost bin]# ./redis-cli shutdown
# 重新啟動redis載入指定的配置文件
[root@localhost bin]# ./redis-server /etc/redis.conf 

將redis-server和redis-cli命令加入環境變數

vim /etc/proflie
# 在最後一行加入
export PATH=/usr/local/redis/bin:$PATH 

使其立即生效

source /etc/proflie

如果不想手動編輯redis.conf文件可以通過redis提供的服務工具生成這部分可以不執行

[root@localhost ~]# cd /usr/local/src/redis-4.0.6/utils
[root@localhost utils]# ./install_server.sh 
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] 
Selecting default: 6379
Please select the redis config file name [/etc/redis/6379.conf] 
Selected default - /etc/redis/6379.conf
Please select the redis log file name [/var/log/redis_6379.log] 
Selected default - /var/log/redis_6379.log
Please select the data directory for this instance [/var/lib/redis/6379] 
Selected default - /var/lib/redis/6379
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
Selected config:
Port           : 6379
Config file    : /etc/redis/6379.conf
Log file       : /var/log/redis_6379.log
Data dir       : /var/lib/redis/6379
Executable     : /usr/local/redis/bin/redis-server
Cli Executable : /usr/local/redis/bin/redis-cli
Is this ok? Then press ENTER to go on or Ctrl-C to abort.
Copied /tmp/6379.conf => /etc/init.d/redis_6379
Installing service...
Successfully added to chkconfig!
Successfully added to runlevels 345!
Starting Redis server...
Installation successful!

# 啟動redis
[root@localhost utils]# service redis_6379 start
Starting Redis server...
# 查看redis是否啟動
[root@localhost utils]# service redis_6379 status
Redis is running (23804)
# 關閉redis
[root@localhost utils]# service redis_6379 stop
Stopping ...
Redis stopped

windows下安裝Redis

在我們windows下安裝redis可以去微軟github上下載，但是只提供了64位操作系統的。

這裡我們下載 Redis-x64-xxx.zip壓縮包到 任意目錄，解壓後，將文件夾重新命名為 redis。Redis分為伺服器和客戶端兩種，必須啟動伺服器才能使用Redis。

啟動redis服務

啟動方式來到doc界面輸入：

redis-server

啟動後出現這種玩意：

[2900] 20 Nov 15:20:23.629 # Warning: no config file specified, using the defaul
t config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf

                _._
           _.-``__ ''-._
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 3.2.100 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in standalone mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 6379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 2900
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
      `-._    `-.__.-'    _.-'
          `-._        _.-'
              `-.__.-'

[2900] 20 Nov 15:20:23.637 # Server started, Redis version 3.2.100
[2900] 20 Nov 15:20:23.637 * The server is now ready to accept connections on po
rt 6379

其實解壓後我們可以直接運行redis-server.exe也是可以啟動的效果同上。

客戶端連接伺服器

doc界面輸入：

Redis-cli –h host –p port –a password

獲取直接打開redis-cli.exe效果一致。

Redis啟動後的配置

進程相關：單進程模型來處理客戶端的請求。對讀寫等事件的響應是通過對epoll函數的包裝來做到的。Redis的實際處理速度完全依靠主進程的執行效率。

密碼相關：統一密碼管理，16個庫都是同樣密碼，要麼全部連上，要麼一個也連接不上。

Redis索引資料庫索引從0開始

資料庫相關

• 預設16個資料庫，下標從0開始，初始預設使用0號庫，可以通過配置文件修改資料庫預設值。
• select：切換資料庫 如：select 1,則切換到1的資料庫
• dbsize：可查看當前資料庫key的數據
• flushdb：清空當前資料庫
• flushall：清空所有資料庫
• keys：獲取當前資料庫的key,如：keys 獲取所有，key k? 獲取字母以k開始且兩字元的，key k 以k開始的

Redis的五大類型

• String（字元串）
• Hash（哈希）
• List（列表）
• Set（集合）
• Zset(sorted set：有序集合)

Redis string類型

tring是redis最基本的類型,一個key對應一個value。String類型是二進位安全的。意思是redis的string可以包含任何數據。比如jpg圖片或者序列化的對象。string類型是Redis最基本的數據類型，一個redis中字元串value最多可以是512M。

詳細指令參考

Redis 哈希(Hash)

Redis Hash:是一個string類型的field和value（以鍵值）的映射表，hash特別適合用於存儲對象。

存儲大小：每個 hash 可以存儲 232 - 1 鍵值對（40多億）。

案例：設置了 redis 的一些描述信息(name, description, likes, visitors) 到哈希表的 runoobkey 中

詳細參考地址

Redis 列表(List)

Redis列表list：

Redis列表是簡單的字元串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）

存儲數據量：

一個列表最多可以包含 232 - 1 個元素 (4294967295, 每個列表超過40億個元素)

詳細參考地址

Redis 集合(Set)

Redis 集合-set

Redis的Set是string類型的無序集合。集合成員是唯一的，這就意味著集合中不能出現重覆的數據。

Redis 中 集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的複雜度都是O(1)。

存儲數據量：

集合中最大的成員數為 232 - 1 (4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。

詳細參考地址

Redis 有序集合(sorted set)

Redis 有序集合(sorted set)：

Redis 有序集合和集合一樣也是string類型元素的集合,且不允許重覆的成員。不同的是每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序。有序集合的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重覆。

存儲數量：集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的複雜度都是O(1)。 集合中最大的成員數為 232 - 1 (4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。

各個數據類型的應用場景