数据库：Redis数据库-编程知识

一、非关系型数据库

1.什么是非关系型数据库

非关系型数据库（Non-relational Database）又称NoSQL数据库是一种不同于传统关系型数据库管理系统（RDBMS）的数据存储解决方案。NoSQL这个术语最初意味着"Not Only SQL"，强调的是这类数据库不完全依赖于SQL作为查询语言，并且通常不遵循关系模型的设计原则。

2.非关系型数据库的主要特征

非关系型数据库的主要特征包括：

数据模型多样性：

键值对存储（Key-Value Store）：如Redis，通过键快速检索对应的值。

文档型数据库（Document-Oriented）：如MongoDB，存储类似JSON或XML格式的文档集合，每个文档有自己的内部结构。

列族数据库（Column-Family）：如Cassandra和HBase，以列簇为单位存储数据，适合大量数据的分布式存储和分析。

图形数据库（Graph Database）：如Neo4J，关注实体间复杂关系的建模和查询。

灵活性：非关系型数据库允许更灵活的数据模型，能够轻松应对不断变化的应用需求，特别是在需要水平扩展时。

可扩展性与分布式计算：多数NoSQL数据库设计之初就考虑到横向扩展（Scale-out），可以在多个节点间分布数据和负载，从而处理海量数据和高并发请求。

弱一致性与CAP定理：很多NoSQL系统在设计上选择了可用性与分区容错性优先于强一致性，提供了最终一致性保证，而非传统RDBMS的ACID事务。

性能优化：某些非关系型数据库通过减少冗余、利用数据局部性以及针对特定场景优化数据结构和算法，提高了读写性能

3.关系型数据库和非关系型数据库区别

（1）数据存储方式不同

关系型和非关系型数据库的主要差异是数据存储的方式。关系型数据天然就是表格式的，因此存储在数据表的行和列中。数据表可以彼此关联协作存储，也很容易提取数据。
与其相反，非关系型数据不适合存储在数据表的行和列中，而是大块组合在一起。非关系型数据通常存储在数据集中，就像文档、键值对或者图结构。你的数据及其特性是选择数据存储和提取方式的首要影响因素。

（2）扩展方式不同

SQL和NoSQL数据库最大的差别可能是在扩展方式上，要支持日益增长的需求当然要扩展。
要支持更多并发量，SQL数据库是纵向扩展，也就是说提高处理能力，使用速度更快速的计算机，这样处理相同的数据集就更快了。因为数据存储在关系表中，操作的性能瓶颈可能涉及很多克服。虽然SQL数据库有很大扩展空间，但最终肯定会达到纵向扩展的上限个表，这都需要通过提高计算机性能来。
而NoSQL数据库是横向扩展的。因为非关系型数据存储天然就是分布式的，NoSQL数据库的扩展可以通过给资源池添加更多普通的数据库服务器(节点)来分担负载。
关系：纵向比如说硬件中添加内存
非关：横向天然分布式

（3）对事务性的支持不同

如果数据操作需要高事务性或者复杂数据查询需要控制执行计划，那么传统的SQL数据库从性能和稳定性方面考虑是你的最佳选择。SQL数据库支持对事务原子性细粒度控制，并且易于回滚事务。
虽然NoSQL数据库也可以使用事务操作，但稳定性方面没法和关系型数据库比较，所以它们真正闪亮的价值是在操作的扩展性和大数据量处理方面。

二、Redis数据库

1.什么是Redis数据库

Redis（远程字典服务器）是一个开源的、使用 C 语言编写的 NoSQL 数据库即非关系数据库。

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，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。

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。

2、Redis命中机制和淘汰机制

命中机制：查询数据可以查询到，例如查询100条可以查询到20条即命中20条

淘汰机制：Redis缓存的是高热数据，若负载高于限制则淘汰一些最近没有访问的数据，即删除

2.数据模型与操作命令

Redis支持多种数据结构，这使得它能灵活地处理不同类型的数据和场景

键值对（Strings）：简单的字符串类型，可以进行 GET、SET、INCR 等操作。

哈希表（Hashes）：内含多个字段的键值对集合，例如存储用户信息。

列表（Lists）：有序的字符串列表，可用于消息队列或者粉丝列表。

集合（Sets）：无序且不允许重复元素的集合，常用于标签系统、好友列表等。

有序集合（Sorted Sets）：具有排序特性的集合，每个成员有分数属性，可用于排行榜、带权重的索引等

3.Redis的优点

（1）具有极高的数据读写速度：数据读取的速度最高可达到 110000 次/s，数据写入速度最高可达到 81000 次/s。
（2）支持丰富的数据类型：支持 key-value、Strings、Lists、Hashes、Sets 及 Sorted Sets 等数据类型操作。
（3）支持数据的持久化：可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
（4）原子性：Redis 所有操作都是原子性的。
（5）支持数据备份：即 master-salve 模式的数据备份。

4.安装部署Redis

安装环境和Redis并解压

[root@localhost ~]#yum install -y gcc gcc-c++ make
#安装编译环境
[root@localhost opt]#ls /opt
redis-5.0.7.tar.gz
[root@localhost opt]#tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
#解压源码包
[root@localhost opt]#ls
redis-5.0.7  redis-5.0.7.tar.gz
[root@localhost opt]#cd  /opt/redis-5.0.7/
[root@localhost redis-5.0.7]#ls
00-RELEASENOTES  COPYING  Makefile   redis.conf       runtest-moduleapi  src
BUGS             deps     MANIFESTO  runtest          runtest-sentinel   tests
CONTRIBUTING     INSTALL  README.md  runtest-cluster  sentinel.conf      utils
#因为源码包中自带Makefile文件，所以不需要执行configure命令，直接执行make命令即可
[root@localhost redis-5.0.7]#make  -j 4
#进行编译
[root@localhost redis-5.0.7]#make PREFIX=/usr/local/redis  install
#安装redis

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
首先切入/opt/redis-5.0.7/utils

然后脚本设置文件

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

设置软连接把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

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

如果需要修改redis服务的配置，部分配置还需要修改启动文件，例如端口号与PID文件路径

修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数

修改配置 /etc/redis/6379.conf 参数
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

查看端口发