Nosql数据库之Redis

Nosql数据库之Redis
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Nosql数据库之Redis

非关系型数据库 NoSql (Not only SQL)
NoSql的应用场景:

  • 1.解决高并发读写(如动态网站、朋友圈、新闻内容…)
  • 2.海量数据存储和读写(SNS交互型网站)
  • 3.高扩展、高可用
  • 4.redis所有的操作都是原子性,多条指令作为一个整体要么都执行,要么都不执行。

redis 基本介绍:
核心功能:文件缓存系统、远程内存数据库
附加功能:发布与订阅、主从复制、持久化、脚本等
特性:复制、持久化、客户端分片

分片,将数据划分成多个部分的方法,可以获得线性级别的性能提升:

  • a.用户可以将数据存储到多台机器

  • b.从多台机器里获取数据

redis数据类型

  • 1.STRING 字符串、整数或者浮点数
  • 2.LIST 链表,每个节点都是一个字符串
  • 3.SET 无序收集器
  • 4.HASH 包含键值对的无序散列表
  • 5.ZSET 有序集合

这里写图片描述

举个栗子:利用 Hash 来存储对象
User对象 ——》 json(string) ——》 redis
这里写图片描述

redis.conf 配置
redis.conf 配置项说明如下:

  1. Redis默认不是以守护进程的方式运行,可以通过该配置项修改,使用yes启用守护进程
    daemonize no

  2. 当Redis以守护进程方式运行时,Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件,可以通过pidfile指定
    pidfile /var/run/redis.pid

  3. 指定Redis监听端口,默认端口为6379,作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用6379作为默认端口,因为6379在手机按键上MERZ对应的号码,而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字
    port 6379

  4. 绑定的主机地址
    bind 127.0.0.1
    5.当 客户端闲置多长时间后关闭连接,如果指定为0,表示关闭该功能
    timeout 300

  5. 指定日志记录级别,Redis总共支持四个级别:debug、verbose、notice、warning,默认为verbose
    loglevel verbose

  6. 日志记录方式,默认为标准输出,如果配置Redis为守护进程方式运行,而这里又配置为日志记录方式为标准输出,则日志将会发送给/dev/null
    logfile stdout

  7. 设置数据库的数量,默认数据库为0,可以使用SELECT 命令在连接上指定数据库id
    databases 16

  8. 指定在多长时间内,有多少次更新操作,就将数据同步到数据文件,可以多个条件配合
    save
    Redis默认配置文件中提供了三个条件:
    save 900 1
    save 300 10
    save 60 10000
    分别表示900秒(15分钟)内有1个更改,300秒(5分钟)内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

  9. 指定存储至本地数据库时是否压缩数据,默认为yes,Redis采用LZF压缩,如果为了节省CPU时间,可以关闭该选项,但会导致数据库文件变的巨大
    rdbcompression yes

  10. 指定本地数据库文件名,默认值为dump.rdb
    dbfilename dump.rdb

  11. 指定本地数据库存放目录
    dir ./

  12. 设置当本机为slav服务时,设置master服务的IP地址及端口,在Redis启动时,它会自动从master进行数据同步
    slaveof

  13. 当master服务设置了密码保护时,slav服务连接master的密码
    masterauth

  14. 设置Redis连接密码,如果配置了连接密码,客户端在连接Redis时需要通过AUTH 命令提供密码,默认关闭
    requirepass foobared

  15. 设置同一时间最大客户端连接数,默认无限制,Redis可以同时打开的客户端连接数为Redis进程可以打开的最大文件描述符数,如果设置 maxclients 0,表示不作限制。当客户端连接数到达限制时,Redis会关闭新的连接并向客户端返回max number of clients reached错误信息
    maxclients 128

  16. 指定Redis最大内存限制,Redis在启动时会把数据加载到内存中,达到最大内存后,Redis会先尝试清除已到期或即将到期的Key,当此方法处理 后,仍然到达最大内存设置,将无法再进行写入操作,但仍然可以进行读取操作。Redis新的vm机制,会把Key存放内存,Value会存放在swap区
    maxmemory

  17. 指定是否在每次更新操作后进行日志记录,Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘,如果不开启,可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的,所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no
    appendonly no

  18. 指定更新日志文件名,默认为appendonly.aof
    appendfilename appendonly.aof

  19. 指定更新日志条件,共有3个可选值:
    no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘(快)
    always:表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘(慢,安全)
    everysec:表示每秒同步一次(折衷,默认值)
    appendfsync everysec

  20. 指定是否启用虚拟内存机制,默认值为no,简单的介绍一下,VM机制将数据分页存放,由Redis将访问量较少的页即冷数据swap到磁盘上,访问多的页面由磁盘自动换出到内存中(在后面的文章我会仔细分析Redis的VM机制)
    vm-enabled no

  21. 虚拟内存文件路径,默认值为/tmp/redis.swap,不可多个Redis实例共享
    vm-swap-file /tmp/redis.swap

  22. 将所有大于vm-max-memory的数据存入虚拟内存,无论vm-max-memory设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis的索引数据 就是keys),也就是说,当vm-max-memory设置为0的时候,其实是所有value都存在于磁盘。默认值为0
    vm-max-memory 0

  23. Redis swap文件分成了很多的page,一个对象可以保存在多个page上面,但一个page上不能被多个对象共享,vm-page-size是要根据存储的 数据大小来设定的,作者建议如果存储很多小对象,page大小最好设置为32或者64bytes;如果存储很大大对象,则可以使用更大的page,如果不 确定,就使用默认值
    vm-page-size 32

  24. 设置swap文件中的page数量,由于页表(一种表示页面空闲或使用的bitmap)是在放在内存中的,,在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存。
    vm-pages 134217728

  25. 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的,可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4
    vm-max-threads 4

  26. 设置在向客户端应答时,是否把较小的包合并为一个包发送,默认为开启
    glueoutputbuf yes

  27. 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时,采用一种特殊的哈希算法
    hash-max-zipmap-entries 64
    hash-max-zipmap-value 512

  28. 指定是否激活重置哈希,默认为开启(后面在介绍Redis的哈希算法时具体介绍)
    activerehashing yes

  29. 指定包含其它的配置文件,可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件,而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件
    include /path/to/local.conf

补充1:如何防止服务器关闭丢失:
a.指定时间、指定数量写入硬盘
b.设置间隔时间同步写入硬盘

补充2: 什么是守护进程?
守护进程(Daemon Process),也就是通常说的 Daemon 进程(精灵进程),是 Linux 中的后台服务进程。它是一个生存期较长的进程,通常独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。
守护进程是个特殊的孤儿进程,这种进程脱离终端,为什么要脱离终端呢?之所以脱离于终端是为了避免进程被任何终端所产生的信息所打断,其在执行过程中的信息也不在任何终端上显示。由于在 linux 中,每一个系统与用户进行交流的界面称为终端,每一个从此终端开始运行的进程都会依附于这个终端,这个终端就称为这些进程的控制终端,当控制终端被关闭时,相应的进程都会自动关闭。

Redis 发布订阅
Redis 发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式:发送者(pub)发送消息,订阅者(sub)接收消息。
Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。
下图展示了频道 channel1 , 以及订阅这个频道的三个客户端 —— client2 、 client5 和 client1 之间的关系:
这里写图片描述
当有新消息通过 PUBLISH 命令发送给频道 channel1 时, 这个消息就会被发送给订阅它的三个客户端:这里写图片描述

Redis 事务
Redis 事务可以一次执行多个命令, 并且带有以下的保证:
1.批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。
2.收到 EXEC 命令后进入事务执行,事务中任意命令执行失败,其余的命令依然被执行。
3.在事务执行过程,其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段:
开始事务。
命令入队。
执行事务。

Redis管道技术:
Redis是一种基于客户端-服务端模型以及请求/响应协议的TCP服务。这意味着通常情况下一个请求会遵循以下步骤:
客户端向服务端发送一个查询请求,并监听Socket返回,通常是以阻塞模式,等待服务端响应。服务端处理命令,并将结果返回给客户端。

redis管道技术可以在服务端未响应时,客户端可以继续向服务端发送请求,并最终一次性读取所有服务端的响应。
(实现了并发操作)

在这里插入图片描述

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