ICode9
精准搜索请尝试： 精确搜索
首页
编程语言>
数据库
系统相关
互联网
其他分享
Python
Java
JavaScript
android
PHP
首页 > 数据库> 文章详细

Redis 学习

2022-01-10 17:33:35  阅读：137  来源： 互联网

标签：127.0 name 0.1 MongoDB Redis 学习 6379


Redis 与 MongoDB

一、NoSQL概述

如今，大多数的计算机系统（包括服务器、PC、移动设备等）都会产生庞大的数据量。其实，早在2012年的时候，全世界每天产生的数据量就达到了2.5EB（艾字节）。这些数据有很大一部分是由关系型数据库来存储和管理的。实践证明，关系型数据库是实现数据持久化最为重要的方式，它也是大多数应用在选择持久化方案时的首选技术。

NoSQL 是一项全新的数据库革命性运动，虽然它的历史可以追溯到1998年，但是NoSQL真正深入人心并得到广泛的应用是在进入大数据时候以后，业界普遍认为NoSQL是更适合大数据存储的技术方案，这才使得NoSQL的发展达到了前所未有的高度。2012年《纽约时报》的一篇专栏中写到，大数据时代已经降临，在商业、经济及其他领域中，决策将不再基于经验和直觉而是基于数据和分析而作出。事实上，在天文学、气象学、基因组学、生物学、社会学、互联网搜索引擎、金融、医疗、社交网络、电子商务等诸多领域，由于数据过于密集和庞大，在数据的分析和处理上也遇到了前所未有的限制和阻碍，这一切都使得对大数据处理技术的研究被提升到了新的高度，也使得各种NoSQL的技术方案进入到了公众的视野。

NoSQL数据库按照其存储类型可以大致分为以下几类：

类型部分代表特点
列族数据库HBase Cassandra Hypertable顾名思义是按列存储数据的。最大的特点是方便存储结构化和半结构化数据，方便做数据压缩，对针对某一列或者某几列的查询有非常大的I/O优势，适合于批量数据处理和即时查询。
文档数据库MongoDB CouchDB ElasticSearch文档数据库一般用类JSON格式存储数据，存储的内容是文档型的。这样也就有机会对某些字段建立索引，实现关系数据库的某些功能，但不提供对参照完整性和分布事务的支持。
KV数据库DynamoDB Redis LevelDB可以通过key快速查询到其value，有基于内存和基于磁盘两种实现方案。
图数据库Neo4J FlockDB JanusGraph使用图结构进行语义查询的数据库，它使用节点、边和属性来表示和存储数据。图数据库从设计上，就可以简单快速的检索难以在关系系统中建模的复杂层次结构。
对象数据库db4o Versant通过类似面向对象语言的语法操作数据库，通过对象的方式存取数据。

想了解更多的NoSQL数据库，可以访问http://nosql-database.org/。

二、Redis 入门

Redis 是一种基于键值对的NoSQL数据库，它提供了对多种数据类型（字符串、哈希、列表、集合、有序集合、位图等）的支持，能够满足很多应用场景的需求。Redis将数据放在内存中，因此读写性能是非常惊人的。与此同时，Redis也提供了持久化机制，能够将内存中的数据保存到硬盘上，在发生意外状况时数据也不会丢掉。此外，Redis还支持键过期、地理信息运算、发布订阅、事务、管道、Lua脚本扩展等功能，总而言之，Redis的功能和性能都非常强大，如果项目中要实现高速缓存和消息队列这样的服务，直接交给Redis就可以了。目前，国内外很多著名的企业和商业项目都使用了Redis，包括：Twitter、Github、StackOverflow、新浪微博、百度、优酷土豆、美团、小米、唯品会等。

1. Redis简介

2008年，一个名为Salvatore Sanfilippo的程序员为他开发的LLOOGG项目定制了专属的数据库（因为之前他无论怎样优化MySQL，系统性能已经无法再提升了），这项工作的成果就是Redis的初始版本。后来他将Redis的代码放到了全球最大的代码托管平台Github，从那以后，Redis引发了大量开发者的好评和关注，继而有数百人参与了Redis的开发和维护，这使得Redis的功能越来越强大和性能越来越好。

Redis是 remote dictionary server 的缩写，它是一个用 ANSI C 编写的高性能的key-value存储系统，与其他的key-value存储系统相比，Redis有以下一些特点（也是优点）：

  • Redis的读写性能极高，并且有丰富的特性（发布/订阅、事务、通知等）。
  • Redis支持数据的持久化（RDB和AOF两种方式），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。
  • Redis支持多种数据类型，包括：string、hash、list、set，zset、bitmap、hyperloglog等。
  • Redis支持主从复制（实现读写分离）以及哨兵模式（监控master是否宕机并自动调整配置）。
  • Redis支持分布式集群，可以很容易的通过水平扩展来提升系统的整体性能。
  • Redis基于TCP提供的可靠传输服务进行通信，很多编程语言都提供了Redis客户端支持。

2. Redis的应用场景

  1. 高速缓存 - 将不常变化但又经常被访问的热点数据放到Redis数据库中，可以大大降低关系型数据库的压力，从而提升系统的响应性能。
  2. 排行榜 - 很多网站都有排行榜功能，利用Redis中的列表和有序集合可以非常方便的构造各种排行榜系统。
  3. 商品秒杀/投票点赞 - Redis提供了对计数操作的支持，网站上常见的秒杀、点赞等功能都可以利用Redis的计数器通过+1或-1的操作来实现，从而避免了使用关系型数据的update操作。
  4. 分布式锁 - 利用Redis可以跨多台服务器实现分布式锁（类似于线程锁，但是能够被多台机器上的多个线程或进程共享）的功能，用于实现一个阻塞式操作。
  5. 消息队列 - 消息队列和高速缓存一样，是一个大型网站不可缺少的基础服务，可以实现业务解耦和非实时业务削峰等特性，这些我们都会在后面的项目中为大家展示。

3. Redis的安装和配置

可以通过在Redis的 官方网站 下载 Redis 的源代码，解压缩解归档之后通过 make 工具对源代码进行构建并安装。

wget http://101.44.1.120/files/318700000890F623/download.redis.io/releases/redis-5.0.8.tar.gz
tar -zxvf redis-5.0.8.tar.gz
cd redis-5.0.8
sudo make && sudo make install

4. Redis 的配置

在 redis 源代码目录下有一个名为redis.conf的配置文件，我们可以先查看一下该文件: vim redis.conf

  1. 配置将 Redis 服务绑定到指定的IP地址和端口。

    bind 127.0.0.1
port 6379

  2. 设置后台运行 (以守护进程方式运行)

    daemonize yes

  3. 设置日志级别, 可选值: (debug: 调试, verbose: 详细, notice: 通知, warning: 警告)

    loglevel warning

  4. 配置数据库的数量, 默认为 16 个

    databases 16

  5. 配置数据写入规则

    save 900 1     # 900 秒 (15 分钟) 内修改过 1 个 key, , 写入一次数据库
save 300 10    # 300 秒 (5 分钟) 内修改过 10 个 key, 写入一次数据库
save 60 10000  # 60 秒 (1 分钟) 内修改过 10000 个 key, 写入一次数据库

  6. 配置Redis的持久化机制 - RDB。

    rdbcompression yes   # 压缩 RDB 文件
rdbchecksum yes      # 对 RDB 文件进行校验
dbfilename dump.rdb  # RDB 数据库文件的文件名
dir /var/local/redis               # RDB 文件保存的目录

  7. 配置Redis的持久化机制 - AOF。

    appendonly no
appendfilename "appendonly.aof"

  8. 配置Redis的主从复制，通过主从复制可以实现读写分离。

    # Master-Replica replication. Use replicaof to make a Redis instance a copy of
# another Redis server. A few things to understand ASAP about Redis replication.\
#
#   +------------------+      +---------------+
#   |      Master      | ---> |    Replica    |
#   | (receive writes) |      |  (exact copy) |
#   +------------------+      +---------------+
#
# 1) Redis replication is asynchronous, but you can configure a master to
#    stop accepting writes if it appears to be not connected with at least
#    a given number of replicas.
# 2) Redis replicas are able to perform a partial resynchronization with the
#    master if the replication link is lost for a relatively small amount of
#    time. You may want to configure the replication backlog size (see the next
#    sections of this file) with a sensible value depending on your needs.
# 3) Replication is automatic and does not need user intervention. After a
#    network partition replicas automatically try to reconnect to masters
#    and resynchronize with them.
#
replicaof 主机IP地址 主机端口

  9. 配置慢查询。

    slowlog-log-slower-than 10000  # 一次操作超过 10000 毫秒被视作一次慢查询
slowlog-max-len 128            # 最多纪录 128 次满查询

5.Redis的服务器和客户端

接下来启动 Redis 服务器，下面的方式将以指定的配置文件启动Redis服务。

redis-server redis.conf

接下来用Redis客户端去连接服务器。

redis-cli -h localhost -p 6379

Redis有着非常丰富的数据类型，也有很多的命令来操作这些数据，具体的内容可以查看Redis命令参考，在这个网站上，除了Redis的命令参考，还有Redis的详细文档，其中包括了通知、事务、主从复制、持久化、哨兵、集群等内容。

127.0.0.1:6379> set username admin
OK
127.0.0.1:6379> get username
"admin"
127.0.0.1:6379> set password "123456" ex 300
OK
127.0.0.1:6379> get password
"123456"
127.0.0.1:6379> ttl username
(integer) -1
127.0.0.1:6379> ttl password
(integer) 286
127.0.0.1:6379> hset stu1 name hao
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hset stu1 age 38
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset stu1 gender male
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall stu1
1) "name"
2) "hao"
3) "age"
4) "38"
5) "gender"
6) "male"
127.0.0.1:6379> hvals stu1
1) "hao"
2) "38"
3) "male"
127.0.0.1:6379> hmset stu2 name wang age 18 gender female tel 13566778899
OK
127.0.0.1:6379> hgetall stu2
1) "name"
2) "wang"
3) "age"
4) "18"
5) "gender"
6) "female"
7) "tel"
8) "13566778899"
127.0.0.1:6379> lpush nums 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange nums 0 -1
1) "5"
2) "4"
3) "3"
4) "2"
5) "1"
127.0.0.1:6379> lpop nums
"5"
127.0.0.1:6379> lpop nums
"4"
127.0.0.1:6379> rpop nums
"1"
127.0.0.1:6379> rpop nums
"2"
127.0.0.1:6379> sadd fruits apple banana orange apple grape grape
(integer) 4
127.0.0.1:6379> scard fruits
(integer) 4
127.0.0.1:6379> smembers fruits
1) "grape"
2) "orange"
3) "banana"
4) "apple"
127.0.0.1:6379> sismember fruits apple
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember fruits durian
(integer) 0
127.0.0.1:6379> sadd nums1 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> sadd nums2 2 4 6 8
(integer) 4
127.0.0.1:6379> sinter nums1 nums2
1) "2"
2) "4"
127.0.0.1:6379> sunion nums1 nums2
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
7) "8"
127.0.0.1:6379> sdiff nums1 nums2
1) "1"
2) "3"
3) "5"
127.0.0.1:6379> zadd topsinger 5234 zhangxy 1978 chenyx 2235 zhoujl 3520 xuezq
(integer) 4
127.0.0.1:6379> zrange topsinger 0 -1 withscores
1) "chenyx"
2) "1978"
3) "zhoujl"
4) "2235"
5) "xuezq"
6) "3520"
7) "zhangxy"
8) "5234"
127.0.0.1:6379> zrevrange topsinger 0 -1
1) "zhangxy"
2) "xuezq"
3) "zhoujl"
4) "chenyx"
127.0.0.1:6379> geoadd pois 116.39738549206541 39.90862689286386 tiananmen 116.27172936413572 39.99
135172904494 yiheyuan 117.27766503308104 40.65332064313784 gubeishuizhen
(integer) 3
127.0.0.1:6379> geodist pois tiananmen gubeishuizhen km
"111.5333"
127.0.0.1:6379> geodist pois tiananmen yiheyuan km
"14.1230"
127.0.0.1:6379> georadius pois 116.86499108288572 40.40149669363615 50 km withdist
1) 1) "gubeishuizhen"
   2) "44.7408"

6.Redis持久化

Redis在运行时，所有的数据都保存在内存里，进程结束以后，会将数据写入到硬盘中。启动时，会读取硬盘里的内容，并将内容全部加载到内存中(会大量的占用内存)。

Redis的持久化有两种形式:RDB和AOF

6.1 RDB

默认的持久化方式，是对内存中的数据进行镜像，并以二进制的形式保存到dump.rdb文件中。会根据配置文件的时间节点对文件进行持久化。

save 900 1
save 300 10
save 60 10000

优点:速度快，直接镜像内存里的数据，文件小。

缺点:数据有可能会丢失，在两次保存间隔内的数据，有可能会丢失。

6.2 AOF

AOF(Append only file)持久化，将修改的每一条指令记录进appendonly.aof中，需要修改配置文件，来打开aof功能。

appendfsync always：每次有新命令追加到aof文件时就执行一个持久化，非常慢但是安全
appendfsync everysec：每秒执行一次持久化，足够快（和使用rdb持久化差不多）并且在故障时只会丢失1秒钟的数据
appendfsync no：从不持久化，将数据交给操作系统来处理。redis处理命令速度加快但是不安全。

优点:适合保存增量数据，数据不丢失。

缺点:文件体积大，恢复时间长

7. 在Python程序中使用Redis

可以使用pip安装redis模块。redis模块的核心是名为Redis的类，该类的对象代表一个Redis客户端，通过该客户端可以向Redis服务器发送命令并获取执行的结果。上面我们在Redis客户端中使用的命令基本上就是Redis对象可以接收的消息，所以如果了解了Redis的命令就可以在Python中玩转Redis。

>>> import redis
>>> client = redis.Redis(host='1.2.3.4', port=6379, password='1qaz2wsx')
>>> client.set('username', 'admin')
True
>>> client.hset('student', 'name', 'hao')
1
>>> client.hset('student', 'age', 38)
1
>>> client.keys('*')
[b'username', b'student']
>>> client.get('username')
b'admin'
>>> client.hgetall('student')
{b'name': b'hao', b'age': b'38'}

三、MongoDB概述

1.MongoDB简介

MongoDB是2009年问世的一个面向文档的数据库管理系统，由 C++ 语言编写，旨在为Web应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。虽然在划分类别的时候后，MongoDB被认为是NoSQL的产品，但是它更像一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，在非关系数据库中它功能最丰富，最像关系数据库。

MongoDB将数据存储为一个文档，一个文档由一系列的“键值对”组成，其文档类似于JSON对象，但是MongoDB对JSON进行了二进制处理（能够更快的定位key和value），因此其文档的存储格式称为BSON。关于JSON和BSON的差别大家可以看看MongoDB官方网站的文章《JSON and BSON》。

目前，MongoDB已经提供了对Windows、MacOS、Linux、Solaris等多个平台的支持，而且也提供了多种开发语言的驱动程序，Python当然是其中之一。

2. MongoDB的安装和配置

可以从MongoDB的官方下载链接下载MongoDB，而Linux和MacOS则提供了压缩文件。也可以使用yum命令直接安装MongoDB服务端和客户端。

sudo yum install mongodb-server  # 安装MongoDB服务端
sudo yum install mongodb   # 安装MongoDB客户端
sudo mongod -f /etc/mongod.conf # 加载配置项，启动mongodb服务器

说明：上面的操作中，export命令是设置PATH环境变量，这样可以在任意路径下执行mongod来启

动MongoDB服务器。MongoDB默认保存数据的路径是/data/db目录，为此要提前创建该目录。此

外，在使用mongod启动MongoDB服务器时，--bind_ip参数用来将服务绑定到指定的IP地址，

也可以用–port参数来指定端口，默认端口为27017。

3. MongoDB基本概念

我们通过与关系型数据库进行对照的方式来说明MongoDB中的一些概念。

SQLMongoDB解释（SQL/MongoDB）
databasedatabase数据库/数据库
tablecollection二维表/集合
rowdocument记录（行）/文档
columnfield字段（列）/域
indexindex索引/索引
table joins—表连接/嵌套文档
primary keyprimary key主键/主键（_id字段）

4. 通过Shell操作MongoDB

启动服务器后可以使用交互式环境跟服务器通信，如下所示。

mongo

  1. 查看、创建和删除数据库。

    > // 显示所有数据库
> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB
> // 创建并切换到school数据库
> use school
switched to db school
> // 删除当前数据库
> db.dropDatabase()
{ "ok" : 1 }
>

  2. 创建、删除和查看集合。

    > // 创建并切换到school数据库
> use school
switched to db school
> // 创建colleges集合
> db.createCollection('colleges')
{ "ok" : 1 }
> // 创建students集合
> db.createCollection('students')
{ "ok" : 1 }
> // 查看所有集合
> show collections
colleges
students
> // 删除colleges集合
> db.colleges.drop()
true
>

    说明：在MongoDB中插入文档时如果集合不存在会自动创建集合，所以也可以按照下面的方式通

    过创建文档来创建集合。

  3. 文档的CRUD操作。

    > // 向students集合插入文档
> db.students.insert({stuid: 1001, name: '张三', age: 38})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> // 向students集合插入文档
> db.students.save({stuid: 1002, name: '王大锤', tel: '13012345678', gender: '男'})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
> // 查看所有文档
> db.students.find()
{ "_id" : ObjectId("5b13c72e006ad854460ee70b"), "stuid" : 1001, "name" : "张三", "age" : 38 }
{ "_id" : ObjectId("5b13c790006ad854460ee70c"), "stuid" : 1002, "name" : "王大锤", "tel" : "13012345678", "gender" : "男" }
> // 更新stuid为1001的文档
> db.students.update({stuid: 1001}, {'$set': {tel: '13566778899', gender: '男'}})
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> // 插入或更新stuid为1003的文档
> db.students.update({stuid: 1003}, {'$set': {name: '白元芳', tel: '13022223333', gender: '男'}},  upsert=true)
WriteResult({
        "nMatched" : 0,
        "nUpserted" : 1,
        "nModified" : 0,
        "_id" : ObjectId("5b13c92dd185894d7283efab")
})
> db.students.find().pretty()        
{
        "_id" : ObjectId("5b13c72e006ad854460ee70b"),
        "stuid" : 1001,
        "name" : "张三",
        "age" : 38,
        "gender" : "男",
        "tel" : "13566778899"
}
{
       "_id" : ObjectId("5b13c790006ad854460ee70c"),
        "stuid" : 1002,
        "name" : "王大锤",
        "tel" : "13012345678",
        "gender" : "男"
}        
{        
        "_id" : ObjectId("5b13c92dd185894d7283efab"),
        "stuid" : 1003,
        "gender" : "男",
        "name" : "白元芳",
        "tel" : "13022223333"
}    
> // 查询stuid大于1001的文档
> db.students.find({stuid: {'$gt': 1001}}).pretty()
{
        "_id" : ObjectId("5b13c790006ad854460ee70c"),
        "stuid" : 1002,
        "name" : "王大锤",
        "tel" : "13012345678",
        "gender" : "男"
}                 
{
        "_id" : ObjectId("5b13c92dd185894d7283efab"),
        "stuid" : 1003,
        "gender" : "男",
        "name" : "白元芳",
        "tel" : "13022223333"
}                                                         

    > // 查询stuid大于1001的文档只显示name和tel字段
> db.students.find({stuid: {'$gt': 1001}}, {_id: 0, name: 1, tel: 1}).pretty()
{ "name" : "王大锤", "tel" : "13012345678" }
{ "name" : "白元芳", "tel" : "13022223333" }
> // 查询name为“张三”或者tel为“13022223333”的文档
> db.students.find({'$or': [{name: '张三'}, {tel: '13022223333'}]}, {_id: 0, name: 1, tel: 1}).pretty()
{ "name" : "张三", "tel" : "13566778899" }
{ "name" : "白元芳", "tel" : "13022223333" }
> // 查询学生文档跳过第1条文档只查1条文档
> db.students.find().skip(1).limit(1).pretty()
{
        "_id" : ObjectId("5b13c790006ad854460ee70c"),
        "stuid" : 1002,
        "name" : "王大锤",
        "tel" : "13012345678",
        "gender" : "男"
}                          
> // 对查询结果进行排序(1表示升序，-1表示降序)
> db.students.find({}, {_id: 0, stuid: 1, name: 1}).sort({stuid: -1})
{ "stuid" : 1003, "name" : "白元芳" }
{ "stuid" : 1002, "name" : "王大锤" }
{ "stuid" : 1001, "name" : "张三" }
> // 在指定的一个或多个字段上创建索引
> db.students.ensureIndex({name: 1})
{
		"createdCollectionAutomatically" : false,
        "numIndexesBefore" : 1,
        "numIndexesAfter" : 2,
        "ok" : 1
}         
firewall-cmd --zone=public --add-port=3000/tcp --permanent

使用MongoDB可以非常方便的配置数据复制，通过冗余数据来实现数据的高可用以及灾难恢复，也可以通过数据分片来应对数据量迅速增长的需求。关于MongoDB更多的操作可以查阅官方文档 ，同时推荐大家阅读Kristina Chodorow写的《MongoDB权威指南》。

5. 在Python程序中操作MongoDB

可以通过pip安装pymongo来实现对MongoDB的操作。

pip3 install pymongo
python3
>>> from pymongo import MongoClient
>>> client = MongoClient('mongodb://127.0.0.1:27017')
>>> db = client.school
>>> for student in db.students.find():
...     print('学号:', student['stuid'])
...     print('姓名:', student['name'])
...     print('电话:', student['tel'])
...
学号: 1001.0
姓名: 张三
电话: 13566778899
学号: 1002.0
姓名: 王大锤
电话: 13012345678
学号: 1003.0
姓名: 白元芳
电话: 13022223333
>>> db.students.find().count()
3
>>> db.students.remove()
{'n': 3, 'ok': 1.0}
>>> db.students.find().count()
0
>>> coll = db.students
>>> from pymongo import ASCENDING
>>> coll.create_index([('name', ASCENDING)], unique=True)
'name_1'
>>> coll.insert_one({'stuid': int(1001), 'name': '张三', 'gender': True})
<pymongo.results.InsertOneResult object at 0x1050cc6c8>
>>> coll.insert_many([{'stuid': int(1002), 'name': '王大锤', 'gender': False}, {'stuid': int(1003), 'name': '白元芳', 'gender': True}])
<pymongo.results.InsertManyResult object at 0x1050cc8c8>
>>> for student in coll.find({'gender': True}):
...     print('学号:', student['stuid'])
...     print('姓名:', student['name'])
...     print('性别:', '男' if student['gender'] else '女')
...
学号: 1001
姓名: 张三
性别: 男
学号: 1003
姓名: 白元芳
性别: 男
>>>

将redis注册为win系统服务

    redis-server --service-install redis.windows.conf //安装服务
    redis-server --service-start //启动服务
    redis-server --service-stop //停止服务
    redis-server --service-uninstall //卸载服务

标签：127.0,name,0.1,MongoDB,Redis,学习,6379
来源： https://blog.csdn.net/betteryjs/article/details/122212189

本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享；
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除；
5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。

关于我们 | 联系我们 | 留言反馈

专注分享技术，共同学习，共同进步。侵权联系[81616952@qq.com]

Copyright (C)ICode9.com, All Rights Reserved.

ICode9版权所有