Redis系列（一）Redis入门「建议收藏」

NoSQL 开发中或多或少都会用到，也是面试必问知识点。最近这几天的面试每一场都问到了。但是感觉回答的并不好，还有很多需要梳理的知识点。这里通过几篇 Redis 笔记整个梳理一遍，后面再加上面试题。

Redis 系列：

1. Redis系列（一）Redis入门
2. Redis系列（二）Redis的8种数据类型
3. Redis系列（三）Redis的事务和Spring Boot整合
4. Redis系列（四）Redis配置文件和持久化
5. Redis系列（五）发布订阅模式、主从复制和哨兵模式
6. Redis系列（六）Redis 的缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩
7. Redis命令参考

1、什么是 NoSQL

NoSQL = Not Only SQL（不仅仅是 SQL）

关系型数据库：表格，行，列

泛指非关系型数据库的，随着 web 2.0 互联网的诞生！传统的关系型数据库很难对付 web 2.0 时代！尤其是超大规模的高并发的社区！暴露出来很多难以克服的问题 NoSQL 在当今大数据环境下发展的十分迅速，Redis 是发展最快，而且是我们当下必须要掌握的一个技术！

很多的数据类型比如用户的个人信息，社交网络，地理位置。这些数据类型的存储不需要一个固定的格式！不需要多余的操作就可以横向扩展的。Map<String, Object> 使用键值对来控制。

NoSQL 的特点：

1、方便扩展（数据之间没有关系，很好扩展）

2、大数据量高性能（Redis一秒写8万次，读取 11 万次，NoSQL的缓存记录级，是一种细粒度的缓存，性能会比较高）

3、数据类型是多样型的（不需要事先设计数据库，随取随用）

传统 RDBMS 和 NoSQL的比较：

传统的 RDBS
- 结构化组织
- SQL
- 数据和关系都存在单独的表中
- 操作语言，数据库定义语言
- 严格的一致性
- 基础的事务
- ...

代码100分

代码100分NoSQL
- 不仅仅是数据
- 没有固定的查询语言
- 键值对存储，列存储，文档存储，图形数据库
- 最终一致性
- CAP 定理和 BASE （异地多活）
- 高性能，高可用，高可扩

2、NoSQL 的四大分类

KV 键值对：Redis

文档型数据库（bson 和 json 一样）：

• MongoDB：
  • MongoDB 是一个基于分布式文件储存的数据库，使用 C++编写，主要用来处理大量的文档。
  • MongoDB 是一个介于关系型数据库和非关系型数据中间的产品！MongoDB 是非关系型数据中功能最丰富，最像关系型数据库的。
• ConthDB

列存储数据库：

• HBase
• 分布式文件系统

图关系数据库：

• 他不是存图形，放的是关系，比如：朋友圈社交网络，广告推荐
• Neo4j、InfoGrid

3、Redis 入门

Redis （Remote Dictionary Server），即远程字典服务！

是一个开源的使用 ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久刷的日志型、key-value 数据库，并提供多种语言的 API。免费和开源！是当下最热门的NoSQL 技术之一，也被人们称之为机构化数据库。

Redis 的作用：

1、内存存储、持久化（RDB 和 AOF）

2、效率高，可以用于高速缓存

3、发布订阅系统

4、地图信息分析

5、计数器、计时器（比如浏览量）

Redis 的特征：

1、多样化的数据类型

2、持久化

3、集群

4、事务

Redis 官网： https://redis.io/

Redis 中文网： http://www.redis.cn/

4、Redis 安装启动

到官网下载压缩包，上传到服务器

[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 		# 解压
[root@itzhouc redis-5.0.8]# yum install gcc-c++			# 增加环境支持
[root@itzhouc redis-5.0.8]# make					   # 安装
[root@itzhouc redis-5.0.8]# make install
[root@itzhouc redis-5.0.8]# cd /usr/local/bin		    # 进入Redis的默认安装目录
[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

拷贝配置文件：

代码100分[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

修改配置文件为后台启动：

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

修改配置项：

• daemonize为yes。

• 注释掉 bind 127.0.0.1

• 修改protected-mode no

启动 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 #通过特定的配置文件启动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

使用客户端连接和测试：

[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 进程：再开一个窗口

[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		# 关闭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]# 

后面可能会用到单机多 Redis 启动集群测试。

5、Redis 性能测试

redis-benchmark 是官网自带的压力测试工具。

使用方式：

# 测试 100 个并发连接，100000 个请求
redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 100000

分析举例：

====== SET ======
  100000 requests completed in 1.97 seconds		  # 对 10万个请求进行写入测试
  100 parallel clients							# 100 个并发客户端 
  3 bytes payload								# 每次写入 3 个字节
  keep alive: 1									# 只有一台服务器来处理这些请求，即单机性能

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					# 所有请求在127 毫秒处理完成
50761.42 requests per second				# 每秒处理 50761.42 个请求

6、基础知识

Redis 默认有 16 个数据库，这个可以在配置文件中查看。

[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

默认使用的是第 0 个。

使用 select 命令切换数据库，使用 dbsize查看数据库大小：

[root@itzhouc bin]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> select 3		# 切换数据库
OK
127.0.0.1:6379[3]> dbsize		# 查看数据库大小
(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]> 

查看数据库中所有的key：

127.0.0.1:6379[3]> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379[3]> 

清除当前数据库：

127.0.0.1:6379[3]> flushdb
OK
127.0.0.1:6379[3]> keys *
(empty list or set)

清除所有数据库：

127.0.0.1:6379> flushall
OK
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)

7、Redis 是单线程的什么这么快（面试题）

Redis 是很快的，官方表示，Redis 是基于内存操作，CPU 不是 Redis 的性能瓶颈，Redis 的性能瓶颈是机器的内存和网络带宽。既然可以单线程来实现，就使用单线程。

Redis 是 C 语言写的，官方提供的数据为 100000+ 的 QPS ，完全不比同样是使用 key-value 的Memecache 差。

Redis 为什么单线程还这么快呢？

1、误区1：高性能的服务器一定是多线性的？

2、误区2：多线程一定比单线程的效率高？

要了解在执行效率上 CPU > 内存 > 硬盘

核心：Redis 是将所有的数据全部放在内存中的，所有说使用单线程去操作执行效率就是最高的，多线程在执行过程中需要进行 CPU 的上下文切换，这个是耗时操作。对于内存系统来说，如果没有上下文切换效率就是最高的，多次读写都是在一个 CPU 上的，在内存情况下，这个就是最佳方案。

redis 采用网络IO多路复用技术来保证在多连接的时候， 系统的高吞吐量。 参考文章

下一篇笔记将介绍 Redis 的五大数据类型和三个特殊类型。