Redis系列（一）Redis入門

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，但是感徑訓答的并不好，還有很多需要梳理的知識點，這里通過幾篇 Redis 筆記整個梳理一遍，后面再加上面試題，

Redis 系列：

1. Redis系列（一）Redis入門
2. Redis系列（二）Redis的8種資料型別
3. Redis系列（三）Redis的事務和Spring Boot整合
4. Redis系列（四）Redis組態檔和持久化
5. Redis系列（五）發布訂閱模式、主從復制和哨兵模式
6. Redis系列（六）Redis 的快取穿透、快取擊穿和快取雪崩
7. Redis系列（七）Redis面試題
8. Redis命令參考

1、什么是 NoSQL

NoSQL = Not Only SQL（不僅僅是 SQL）

關系型資料庫：表格，行，列

泛指非關系型資料庫的，隨著 web 2.0 互聯網的誕生！傳統的關系型資料庫很難對付 web 2.0 時代！尤其是超大規模的高并發的社區！暴露出來很多難以克服的問題 NoSQL 在當今大資料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！

很多的資料型別比如用戶的個人資訊，社交網路，地理位置，這些資料型別的存盤不需要一個固定的格式！不需要多余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（資料之間沒有關系，很好擴展）

2、大資料量高性能（Redis一秒寫8萬次，讀取 11 萬次，NoSQL的快取記錄級，是一種細粒度的快取，性能會比較高）

3、資料型別是多樣型的（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
- 資料和關系都存在單獨的表中
- 操作語言，資料庫定義語言
- 嚴格的一致性
- 基礎的事務
- ...

NoSQL
- 不僅僅是資料
- 沒有固定的查詢語言
- 鍵值對存盤，列存盤，檔案存盤，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

檔案型資料庫（bson 和 json 一樣）：

• MongoDB：
  • MongoDB 是一個基于分布式檔案儲存的資料庫，使用 C++撰寫，主要用來處理大量的檔案，
  • MongoDB 是一個介于關系型資料庫和非關系型資料中間的產品！MongoDB 是非關系型資料中功能最豐富，最像關系型資料庫的，
• ConthDB

列存盤資料庫：

• HBase
• 分布式檔案系統

圖關系資料庫：

• 他不是存圖形，放的是關系，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語言撰寫、支持網路、可基于記憶體亦可持久刷的日志型、key-value 資料庫，并提供多種語言的 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、記憶體存盤、持久化（RDB 和 AOF）

2、效率高，可以用于高速快取

3、發布訂閱系統

4、地圖資訊分析

5、計數器、計時器（比如瀏覽量）

Redis 的特征：

1、多樣化的資料型別

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，上傳到服務器

[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的默認安裝目錄
[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

拷貝組態檔：

[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

修改組態檔為后臺啟動：

[root@itzhouc kconfig]# pwd
/usr/local/bin/kconfig
[root@itzhouc kconfig]# vim redis.conf 

修改配置項：

• daemonize為yes，

• 注釋掉 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 #通過特定的組態檔啟動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驗：

[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 行程：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]# 

后面可能會用到單機多 Redis 啟動集群測驗，

5、Redis 性能測驗

redis-benchmark 是官網自帶的壓力測驗工具，

使用方式：

# 測驗 100 個并發連接，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驗
  100 parallel clients							# 100 個并發客戶端 
  3 bytes payload								# 每次寫入 3 個位元組
  keep alive: 1									# 只有一臺服務器來處理這些請求，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 默認有 16 個資料庫，這個可以在組態檔中查看，

[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

默認使用的是第 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 是單執行緒的什么這么快（面試題）

Redis 是很快的，官方表示，Redis 是基于記憶體操作，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，既然可以單執行緒來實作，就使用單執行緒，

Redis 是 C 語言寫的，官方提供的資料為 100000+ 的 QPS ，完全不比同樣是使用 key-value 的Memecache 差，

Redis 為什么單執行緒還這么快呢？

1、誤區1：高性能的服務器一定是多線性的？

2、誤區2：多執行緒一定比單執行緒的效率高？

要了解在執行效率上 CPU > 記憶體 > 硬碟

核心：Redis 是將所有的資料全部放在記憶體中的，所有說使用單執行緒去操作執行效率就是最高的，多執行緒在執行程序中需要進行 CPU 的背景關系切換，這個是耗時操作，對于記憶體系統來說，如果沒有背景關系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 采用網路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 的五大資料型別和三個特殊型別，

標籤：NoSQL

上一篇：【趙強老師】在MongoDB中使用游標

下一篇：Redis系列（二）Redis的8種資料型別