Redis (NoSql数据库)

爱西考的王同学
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1 Redis介绍

1.1 什么是NoSql数据库

为了解决高并发、高可用、高可扩展，大数据存储等一系列问题而产生的数据库解决方案，就是NoSql。

NoSql，叫非关系型数据库，它的全名Not only sql。它不能替代关系型数据库，只能作为关系型数据库的一个良好补充。

1.2 NoSql的分类

  1. 键值(Key-Value)存储数据库
    • 相关产品： Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB
    • 典型应用： 内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。
    • 数据模型： 一系列键值对
    • 优势： 快速查询
    • 劣势： 存储的数据缺少结构化
  2. 列存储数据库
    • 相关产品：Cassandra, HBase, Riak
    • 典型应用：分布式的文件系统
    • 数据模型：以列簇式存储，将同一列数据存在一起
    • 优势：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展
    • 劣势：功能相对局限
  3. 文档型数据库
    • 相关产品：CouchDB、MongoDB
    • 典型应用：Web应用（与Key-Value类似，Value是结构化的）
    • 数据模型： 一系列键值对
    • 优势：数据结构要求不严格
    • 劣势： 查询性能不高，而且缺乏统一的查询语法
  4. 图形(Graph)数据库
    • 相关数据库：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph
    • 典型应用：社交网络
    • 数据模型：图结构
    • 优势：利用图结构相关算法。
    • 劣势：需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案。

1.3 什么是redis

Redis是使用c语言开发的一个高性能键值数据库。Redis可以通过一些键值类型来存储数据。

Redis有五种键值类型:

  • String字符类型
  • map散列类型
  • list列表类型
  • set集合类型
  • sortedset有序集合类型

2 Redis的安装

我是在VMwarm虚拟机中的CentOS7系统中安装的3.2.11版本.首先搞一个安装包,附上官网地址

2.1 Redis下载地址

2.2 Redis安装

  1. 首先你要有一个VMware虚拟机,然后将Redis的安装包copy进去
  2. 将安装包放进/opt中,解压缩.
  3. 因为Redis是C语言写的,所以你需要一个C语言的编译环境,我装的CentOS7中自带了C语言的环境,但是没事,运行一遍当更新了.命令行中输入 yum install gcc-c++
  4. 编译Redis,解压后在/opt中有一个Redis的文件夹,进入此文件夹,命令行输入 make 进行编译
  5. 安装redis.命令行输入 make install PREFIX=/usr/local/redis(指明安装到哪儿 默认安装在当前路径下)

2.3 Redis启动

进入Redis文件所安装的文件夹中/usr/local/redis

2.3.1 前端启动

前端启动的命令:./redis-server

前端启动的关闭:

  • 强制关闭：Ctrl+c
  • 正常关闭：[root@qf bin]# ./redis-cli shutdown

2.3.2 后端启动

因为Redis在实际使用中不会只是一个Redis单独工作,启动和关闭方式中的ip地址和端口号可以在配置文件中自行修改,下面会有修改方式.

启动方式

  1. 需要将redis解压之后的源码包中的redis.conf文件拷贝到bin目录下.直接复制粘贴啦
  2. 修改redis.conf文件，将daemonize改为yes(vi ./redis.conf进去,/daemonize搜索).
  3. 使用命令后端启动redis.命令行 ./redis-server redis.conf(以配置文件启动)
  4. 查看是否启动成功.命令行 ps -aux | grep redis (直接查看redis的进程)

关闭方式

  • 强制关闭：kill -9 5071
  • 正常关闭:./redis-cli -h ip地址 -p 端口号(默认端口号是6379) shutdown

在项目中，建议使用正常关闭。 因为redis作为缓存来使用的话，将数据存储到内存中，如果使用正常关闭，则会将内存数据持久化到本地之后，再关闭。如果是强制关闭，则不会进行持久化操作，可能会造成部分数据的丢失。

3 Redis客户端

3.1 Redis自带客户端

启动客户端命令：[root@qf bin]# ./redis-cli -h ip地址 -p 端口号
退出:127.0.0.1:6379> quit

4 Redis配置文件修改

4.1 配置文件修改:

进入usr/local/redis/bin中,命令行输入vi ./redis.conf进入.找到bind和port直接修改就可以.bind是ip地址,如果使用默认的127.0.0.1,远程连接是连接不上的.port是端口号,起一个没被占用的就行.

5 Redis的16个默认数据库

Redis既然是存储在内存中缓存的,那么为什么还需要数据库呢?

如果哪天redis宕机了(挂了),那么没有数据库的情况下内村中的数据就会消失,有数据库是为了redis宕机的时候防止数据消键被失,将数据存到数据库中,如果redis发生宕机,那么重新启动后还会将数据库中的数据恢复到内存中,不至于数据消失.

5.1 Redis的两种持久数据的方式

  1. 默认持久化方式RDB
    默认持久化方式是rdb方式,(RDB也指关系数据库（RelationalDatabase，RDB），关系数据库就是基于关系型的数据库，是利用数据库进行数据组织的一种方式，是现代的数据库管理系统中应用最为普遍的一种，也是最有效的数据组织形式之一。)但是必须满足持久化条件,在Redis的配置文件中可以看到rdb的三个默认条件,只需要满足任意一个条件就会持久化.
  • save 900 1 在15分钟内至少一个键被改变
  • save 300 10 在五分钟内至少10个键被改变
  • save 60 10000 在一分钟内至少10000个键被改变
    默认存储文件是dbfilename dump.rdb
  1. AOF持久化方式
    默认只使用rdb,但是有风险,又提供了一种aof方式(AOF持久化以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录。每隔一秒持久化一次,就算丢失也是少量).
    在配置文件中将appendonly no 改为yes.

两个同时开启时,宕机后根据哪一个进行恢复?:如果同时使用了AOF和RDB,使用AOF的进行恢复!

6 Redis的存储,复制,删除命令

这个就太多了,写不过来,各位自己动动手整理一下,都是比较简单的命令

7 Redis的主从复制

7.1 什么是主从复制

持久化保证了即使redis服务重启也不会丢失数据，因为redis服务重启后会将硬盘上持久化的数据恢复到内存中，但是当redis服务器的硬盘损坏了可能会导致数据丢失，如果通过redis的主从复制机制就可以避免这种单点故障，如下图：

  • 主redis中的数据有两个副本（replication）即从redis1和从redis2，即使一台redis服务器宕机其它两台redis服务也可以继续提供服务。
  • 主redis中的数据和从redis上的数据保持实时同步，当主redis写入数据时通过主从复制机制会复制到两个从redis服务上。
  • 只有一个主redis，可以有多个从redis。
  • 主从复制不会阻塞master，在同步数据时，master 可以继续处理client 请求
  • 一个redis可以即是主又是从，如下图：

7.2 主从复制的设置

  1. 主机:无配置
  2. 从机:
  • 第一步：复制出一个Redis文件夹(从机)
  • 第二步：修改从机的redis.conf(配置文件),找到slaveof masterip masterport,在下面配置slaveof 10.0.111.129(主机ip地址) 6379(主机端口号)
  • 第三步：修改从机的port端口号,我设置的是6380.
  • 第四步：清除从机中的持久化文件appendonly.aof和dump.rdb.很重要,因为在创建主从复制的时候从机是不能有任何数据的,否者创建失败.
  • 第五步：启动主机
  • 第六步：启动从机
  • 第七步 测试 主机客户端:set test 11 从机客户端:get test

注意:从机不能执行写操作,否则会报错:(error) READONLY You can't write against a read only slave.

8 Redis集群

8.1 Redis-cluster架构图

架构细节:

  • 所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽.
  • 节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效.
  • 客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可.
  • redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上,cluster 负责维护node<->slot<->value.

Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点

8.2 Redis-cluster投票:容错

  1. 集群中所有master参与投票,如果半数以上master节点与其中一个master节点通信超过(cluster-node-timeout),认为该master节点挂掉.
  2. 什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?
  • 如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave，则集群进入fail状态。也可以理解成集群的[0-16383]slot映射不完全时进入fail状态。
  • 如果集群超过半数以上master挂掉，无论是否有slave，集群进入fail状态。

8.3 搭建集群

经济限制,没那么多电脑来搭建集群,只能拿自己的老年机来搭建一个伪集群来搞一搞.

  1. 安装ruby(集群管理工具（redis-trib.rb）是使用ruby脚本语言编写的。)
  • yum install ruby
  • yum install rubygems
  1. 搞一个redis接口过来,上网下一个,我用的是redis-3.3.5.gem
  2. 运行 gem install redis-3.0.0.gem
  3. 在/usr/local/redis中创建一个文件夹,名字任意,我的叫cluster,在文件夹中创建6个redis文件夹,以端口号命名.
  4. 将/opt/redis-3.2.11文件夹中的src粘贴到六个文件夹中,再讲redis.conf配置文件copy过来,修改配置文件中的cluster-enabled yes(默认是注释上的,主要删掉注释符号即可).修改六个配置文件的端口号,体力活,撸吧
  5. 开启六个reids服务,也是体力活,然后查看服务是否都开启了.

7. 开启后在任意一个redis中的src文件夹中输入./redis-trib.rb create --replicas 1 10.0.117.198:6681 10.0.117.198:6682 10.0.117.198:6683 10.0.117.198:6684 10.0.117.198:6685 10.0.117.198:6686 回车启动,需要yes的时候yes,接着就成功了.
8. 验证

9 java代码进行连接redis

9.1 java代码连接单个redis

非常重要的一点,关闭linux的虚拟机!关闭linux的虚拟机!关闭linux的虚拟机!重要的事情说三遍! java

package com.itqf.test;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import redis.clients.jedis.HostAndPort;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisCluster;
import redis.clients.jedis.JedisPool;

public class TestRedis {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		//访问单机版的redis
		Jedis jedis =new Jedis("10.0.117.198", 6379);
		jedis.set("cry", "wawaku");
		String value = jedis.get("cry");
		System.out.println(value);
		jedis.close();
		
		//使用Jedis池
		JedisPool pool=new JedisPool("10.0.117.198", 6379);
		Jedis jedis2 = pool.getResource();
		String v =jedis2.get("cry");
		System.out.println(v);
		jedis2.close();
		
		//访问集群 首先你得开启集群
		Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<>();
		nodes.add(new HostAndPort("10.0.117.198", 6381));
		nodes.add(new HostAndPort("10.0.117.198", 6382));
		nodes.add(new HostAndPort("10.0.117.198", 6383));
		nodes.add(new HostAndPort("10.0.117.198", 6384));
		nodes.add(new HostAndPort("10.0.117.198", 6385));
		nodes.add(new HostAndPort("10.0.117.198", 6386));
		JedisCluster cluster = new JedisCluster(nodes);
		cluster.set("test","1111");
		String str = cluster.get("test");
		System.out.println(str);
		cluster.close();
	}
}
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