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[1.关系数据库 VS 非关系型数据库](#1.关系数据库 VS 非关系型数据库)
[1.1 关系型数据库](#1.1 关系型数据库)
[1.2 非关系型数据库](#1.2 非关系型数据库)
[1.3 关系型数据库和非关系型数据库区别](#1.3 关系型数据库和非关系型数据库区别)
[1.4 非关系型数据库产生背景](#1.4 非关系型数据库产生背景)
[2.1 Redis概述](#2.1 Redis概述)
[2.2 Redis的优点](#2.2 Redis的优点)
[2.3 Redis使用场景](#2.3 Redis使用场景)
[2.4 关于Redis的高频问题](#2.4 关于Redis的高频问题)
[3. 安装部署Redis](#3. 安装部署Redis)
[4.1 redis-cli命令行工具](#4.1 redis-cli命令行工具)
[4.2 redis-benchmark测试工具](#4.2 redis-benchmark测试工具)
[5.1 keys命令](#5.1 keys命令)
[5.2 exists命令判断键值是否存在](#5.2 exists命令判断键值是否存在)
[5.3 设置键过期时间](#5.3 设置键过期时间)
[5.4 rename是对已有key进行重命名（覆盖）](#5.4 rename是对已有key进行重命名（覆盖）)
[5.5 dbsize命令统计当前数据库中key的数目](#5.5 dbsize命令统计当前数据库中key的数目)
[5.6 修改密码](#5.6 修改密码)
[5.8 删除键](#5.8 删除键)
[5.9 type查看数据类型](#5.9 type查看数据类型)
[5.10 append追加内容](#5.10 append追加内容)
[5.11 strlen mykey获取字符长度](#5.11 strlen mykey获取字符长度)
[5.12 incr、decr递增和递减](#5.12 incr、decr递增和递减)
[5.13 setnx](#5.13 setnx)
[5.14 mset、mget批量设置键](#5.14 mset、mget批量设置键)
[6.1 切换库](#6.1 切换库)
[6.2 移动库](#6.2 移动库)
[6.3 删除库](#6.3 删除库)
[7. List数据类型](#7. List数据类型)
[7.1 lpush、lrange](#7.1 lpush、lrange)
[7.2 lpushx](#7.2 lpushx)
[7.3 lpop、llen删除、统计元素](#7.3 lpop、llen删除、统计元素)
[7.4 lrem](#7.4 lrem)
[7.5 lindex、lset、ltrim](#7.5 lindex、lset、ltrim)
[7.6 linsert](#7.6 linsert)
[7.7 rpush、rpop](#7.7 rpush、rpop)
[8. Hash数据类型（散列类型）](#8. Hash数据类型（散列类型）)
[8.1 hset、hget、hdel](#8.1 hset、hget、hdel)
[9.1 sadd、smembers、scard](#9.1 sadd、smembers、scard)
[9.2 srandmember、spop、srem、semove](#9.2 srandmember、spop、srem、semove)
[10.1 zadd、zrange、zcard、zcount、zrem、zincrby、zscore、zrevrangebyscore](#10.1 zadd、zrange、zcard、zcount、zrem、zincrby、zscore、zrevrangebyscore)
[10.2 zrevrange](#10.2 zrevrange)
1.关系数据库 VS 非关系型数据库
1.1 关系型数据库
关系型数据库是一个结构化的数据库，创建在关系模型（二维表格模型）基础上，一般面向于记录。
SQL语句（标准数据查询语言）就是一种基于关系型数据库的语言，用于执行对关系型数据库中数据的检索和操作。
主流的关系型数据库包括Oracle、MySQL、SQL Server、Microsoft Access、DB2、PostgreSQL等。
以上数据库在使用的时候必须先建库建表设计表结构，然后存储数据的时候按表结构去存，如果数据与表结构不匹配就会存储失败。
1.2 非关系型数据库
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意思是"不仅仅是SQL"，是非关系型数据库的总称。
除了主流的关系型数据库外的数据库，都认为是非关系型。
不需要预先建库建表定义数据存储表结构，每条记录可以有不同的数据类型和字段个数（比如微信群聊里的文字、图片、视频、音乐等）。
主流的NoSQL数据库有Redis、MongBD、Hbase、Memcached、ElasticSearch、TSDB等。
1.3 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个表，这都需要通过提高计算机性能来克服。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。
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。
（3）对事务性支持不同
关系型数据库遵循ACID规则（原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)）。
NoSQL数据库遵循BASE原则（基本可用（Basically Availble）、软/柔性事务（Soft-state）、最终一致性（Eventual Consistency））。
由于关系型数据库的数据强一致性，所以对事务的支持很好。关系型数据库支持对事务原子性细粒度控制，并且易于回滚事务。
NoSQL数据库是在CAP（一致性、可用性、分区容忍度）中任选两项，因为基于节点的分布式系统中，不可能同时全部满足，所以对事务的支持不是很好。
1.4 非关系型数据库产生背景
可用于应对Web2.0纯动态网站类型的三高问题（高并发、高性能、高可用）。
（1）High performance------对数据库高并发读写需求
（2）Huge Storage------对海量数据高效存储与访问需求
（3）High Scalability && High Availability------对数据库高可扩展性与高可用性需求
关系型数据库和非关系型数据库都有各自的特点与应用场景，两者的紧密结合将会给Web2.0的数据库发展带来新的思路。让关系型数据库关注在关系上和对数据的一致性保障，非关系型数据库关注在存储和高效率上。例如，在读写分离的MySQL数据库环境中，可以把经常访问的数据存储在非关系型数据库中，提升访问速度。
2.Redis简介
2.1 Redis概述
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。
Redis基于内存运行并支持持久化，采用key-value（键值对）的存储形式，是目前分布式架构中不可或缺的一环。
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，Redis的实际处理速度则是完全依靠于主进程的执行效率。若在服务器上只运行一个Redis进程，当多个客户端同时访问时，服务器的处理能力是会有一定程度的下降；若在同一台服务器上开启多个Redis进程，Redis在提高并发处理能力的同时，会给服务器的CPU造成很大压力。即：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。若CPU资源比较紧张，采用单进程即可。
2.2 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10000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。
2.3 Redis使用场景
Redis作为基于内存运行的数据库，是一个高性能的缓存，一般应用在Session缓存、队列、排行榜、计数器、最近最热文章、最近最热评论、发布订阅等。
Redis适用于数据实时性要求高、数据存储有过期和淘汰特征的、不需要持久化或者只需要保证弱一致性、逻辑简单的场景。
我们通常会将部分数据放入缓存中，来提高访问速度，然后数据库承担存储的工作。
2.4 关于Redis的高频问题
哪些数据适合放入缓存中？
即时性：例如查询最新的物流状态信息。
数据一致性要求不高：例如门店信息，修改后，数据库中已经改了，五分钟后缓存中才是最新的，但不影响功能使用。
访问量大且更新频率不高，例如网站首页的广告信息，访问量大，但是不会经常变化。
Redis为什么这么快？Redis是一款纯内存结构，避免了磁盘I/O等耗时操作。
Redis命令处理的核心模块为单线程，不存在多线程切换而消耗CPU，不用考虑各种锁的问题，不存在加锁、释放锁的操作，没有因为可能出现死锁而导致性能消耗。
采用了I/O多路复用机制，大大提升了并发效率。
3. 安装部署Redis
###关闭和禁止防火墙开机自启功能
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
vim /etc/selinux/config
SELINUX=disabled
（1）修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1 #内核允许超量使用内存直到用完为止，防止OOM杀死进程
net.core.somaxconn = 2048 #指定处于监听状态的连接请求队列的最大长度
sysctl -p #加载
（2）安装redis
yum install -y gcc gcc-c++ make
cd /opt
rz -E
#redis-7.0.9.tar.gz
tar xf /opt/redis-7.0.9.tar.gz
cd /opt/redis-7.0.9
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
#由于Redis源码包中直接提供了Makefile文件，所以在解压完软件包后，不用先执行./configure行配置，可直接执行make与make install命令进行安装
（3）创建redis工作目录，并创建redis程序用户
cd /usr/local/redis
mkdir conf log data
cd /opt/redis-7.0.13/
cp redis.conf /usr/local/redis/conf/
useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis:redis /usr/local/redis
（4）将redis的可执行文件路径加入到系统环境变量中
vim /etc/profile
export PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin
source /etc/profile
（5）修改redis.conf配置文件
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 127.0.0.1 192.168.9.140 #87行，添加监听的主机地址
protected-mode no #111行，将本机访问保护模式设置no。如果开启了，那么在没有设定bind ip且没有设密码的情况下，Redis只允许接受本机的响应
port 6379 #138行，Redis默认的监听6379端口
tcp-backlog 20480 #147行，修改参数为20480，与内核参数一致
daemonize yes #309行，设置为守护进程，后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid #341行，指定PID文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log" #354行，指定日志文件
dir /usr/local/redis/data #504行，指定持久化文件所在目录
requirepass 123 #1037行，增加一行，设置redis密码
（6）定义systemd服务管理脚本
cd /usr/lib/systemd/system
vim redis-server.service
-----添加配置
[Unit]
Description=Redis Server
After=network.target
[Service]
User=redis
Group=redis
Type=forking
TimeoutSec=0
PIDFile=/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
-----
systemctl daemon-reload
systemctl start redis-server.service
systemctl enable redis-server.service
netstat -lntp | grep 6379
4.Redis命令工具
redis-server：Redis服务器启动命令
redis-benchmark：性能测试工具，用于检测Redis在本机的运行效率
redis-check-aof：修复有问题的AOF持久化文件
redis-check-rdb：修复有问题的RDB持久化文件
redis-cli：Redis客户端命令行工具
redis-sentinel：Redis哨兵集群使用
4.1 redis-cli命令行工具
语法：redis-cli -h host -p port [-a password]
-h ：指定远程主机
-p ：指定Redis服务的端口号
-a ：指定密码，未设置数据库密码可以省略-a选项
若不添加任何选项表示，则使用127.0.0.1:6379连接本机上的Redis数据库
redis-cli -h 192.168.9.140 -p 6379 -a 'abc123'
4.2 redis-benchmark测试工具
redis-benchmark是官方自带的Redis性能测试工具，可以有效的测试Redis服务的性能。
基本的测试语法：redis-benchmark [选项] [选项值]。
-h ：指定服务器主机名。
-p ：指定服务器端口。
-s ：指定服务器 socket
-c ：指定并发连接数。
-n ：指定请求数。
-d ：以字节的形式指定 SET/GET 值的数据大小。
-k ：1=keep alive 0=reconnect 。
-r ：SET/GET/INCR 使用随机 key, SADD 使用随机值。
-P ：通过管道传输<numreq>请求。
-q ：强制退出 redis。仅显示 query/sec 值。
--csv ：以 CSV 格式输出。
-l ：生成循环，永久执行测试。
-t ：仅运行以逗号分隔的测试命令列表。
-I ：Idle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待。
#向 IP 地址为 192.168.9.140、端口为 6379 的 Redis 服务器发送 100 个并发连接与 100000 个请求测试性能
redis-benchmark -h 192.168.9.140 -p 6379 -a 'abc123' -c 100 -n 100000
#测试存取大小为 100 字节的数据包的性能
redis-benchmark -h 192.168.9.140 -p 6379 -q -d 100 -a 'abc123'
5.Redis数据库常用命令（string）
set：存放数据，命令格式为set key value
get：获取数据，命令格式为get key
5.1 keys命令
192.168.9.140:6379> keys * #查看当前数据库中所有键
192.168.9.140:6379> keys z* #查看当前数据库中以v开头的数据
192.168.9.140:6379> keys z???? #查看当前数据库中以z头后面包含任意四位的数据
192.168.9.140:6379> keys z??????? #查看当前数据库中以z开头后面包含任意七位的数据
5.2 exists命令判断键值是否存在
192.168.9.140:6379> exists zhang
(integer) 1
192.168.9.140:6379> exists zhan
(integer) 0
#判断该键是否存在，存在返回1，否则返回0。
5.3 设置键过期时间
ttl 键 #查看键当前的过期时间，-1 永不过期，-2 已过期
expire 键 时间 #已存在键设置时间
setex 键 过期时间 内容 #创建键并设置过期时间
5.4 rename是对已有key进行重命名（覆盖）
rename 键 新键 #重命名键，会覆盖已存在的键
renamenx 键 新键 #重命名键，不会覆盖已存在的键
5.5 dbsize命令统计当前数据库中key的数目
dbsize #统计当前库中键的总数
5.6 修改密码
config set requirepass '密码' #设置redis密码
config get requirepass #查看redis密码
config set requirepass '' #设置redis空密码
5.8 删除键
del 键 #删除键
5.9 type查看数据类型
type 键 #查看键的数据类型
5.10 append追加内容
append 键 追加内容
5.11 strlen mykey获取字符长度
strlen mykey #获取指定Key的字符长度。
5.12 incr、decr递增和递减
incr mykey #该Key的值递增1
decr mykey #该Key的值递减1
只能递增递减数字
incrby mykey 10 #增加指定的整数
decrby mykey 5 #减少指定的整数
5.13 setnx
setnx mykey hello #若键并不存在，会创建键
setnx mykey hello #若键并存在，设置没有产生任何效果
5.14 mset、mget批量设置键
mset key1 "hello" key2 "world" #批量设置了key1和key2两个键。
mget key1 key2 #批量获取了key1和key2两个键的值。
msetnx key3 "hello" key5 "world" #批量设置了key3和key5两个键，若已存在不会产生任何效果，若不存在则会创建
6.Redis多数据库常用命令
Redis支持多数据库，Redis默认情况下包含16个数据库，数据库名称是用数字0-15来依次命名。
多数据库相互独立，互不干扰。
6.1 切换库
select 库ID #切换库，默认库ID为 0~15
6.2 移动库
move 键 库ID #移动键到指定的库
6.3 删除库
flushdb #清空当前库所有键（慎用）
flushall #清空所有库所有键（慎用）
7. List数据类型
概述：列表的元素类型为string，按照插入顺序排序，在列表的头部或尾部添加元素
7.1 lpush、lrange
lpush mykey a b c d #mykey键并不存在，该命令会创建该键及与其关联的List，之后在将参数中的values从左到右依次插入。
lrange mykey 0 2 #取从位置0开始到位置2结束的3个元素。
lrange mykey 0 -1 #取链表中的全部元素，其中0表示第一个元素，-1表示最后一个元素。
7.2 lpushx
lpushx mykey2 zhangsan #mykey2键此时并不存在，因此lpushx命令将不会进行任何操作，其返回值为0。
lpushx mykey zhangsan lisi #mykey键此时已经存在，所以lpushx命令插入成功，并返回链表中当前元素的数量。
7.3 lpop、llen删除、统计元素
lpop mykey #移除并返回mykey键的第一个元素,从左取'lisi'
llen mykey #统计元素的数量
7.4 lrem
lrem mykey 2 a #从头部(left)向尾部(right)变量链表，删除2个值等于a的元素，返回值为实际删除的数量
7.5 lindex、lset、ltrim
lindex mykey 1 #获取索引值为1(头部的第二个元素)的元素值。
lset mykey 1 e #将索引值为1(头部的第二个元素)的元素值设置为新值e。
ltrim mykey 0 2 #仅保留索引值0到2之间的3个元素，注意第0个和第2个元素均被保留。
7.6 linsert
linsert mykey before a a1 #在a的前面插入新元素a1。
linsert mykey after e e2 #在e的后面插入新元素e2，从返回结果看已经插入成功。
7.7 rpush、rpop
rpush mykey a b c d #从链表的尾部插入参数中给出的values，插入顺序是从右到左依次插入。
RPOP mykey #移除并返回mykey键的第一个元素。
rpoplpush mykey mykey2 #将mykey的尾部元素e弹出，同时再插入到mykey2的头部(原子性的完成这两步操作)。
8. Hash数据类型（散列类型）
概述：
hash用于存储对象。可以采用这样的命名方式：对象类别和ID构成键名，使用字段表示对象的属性，而字段值则存储属性值。 如：存储 ID 为 2 的汽车对象。
如果Hash中包含很少的字段，那么该类型的数据也将仅占用很少的磁盘空间。每一个Hash可以存储4294967295个键值对。
8.1 hset、hget、hdel
hset myhash field1 "zhang" #给键值为myhash的键设置字段为field1，值为zhang。
hget myhash field1 #获取键值为myhash，字段为field1的值"zhang"
hdel myhash field2 #删除myhash键中字段名为field2的字段，删除成功返回1。
hmset 键 字段1 值1 字段2 值2 .... #插入多个字段、值
hkeys 键 #查看所有的字段
hvals 键 #查看所有字段的值
9.Set数据类型（无序集合）
概述：无序集合，元素类型为String类型，元素具有唯一性，不允许存在重复的成员。多个集合类型之间可以进行并集、交集和差集运算。
应用范围：
1.可以使用Redis的Set数据类型跟踪一些唯一性数据，比如访问某一博客的唯一IP地址信息。对于此场景，我们仅需在每次访问该博客时将访问者的IP存入Redis中，Set数据类型会自动保证IP地址的唯一性。
2.充分利用Set类型的服务端聚合操作方便、高效的特性，可以用于维护数据对象之间的关联关系。比如所有购买某一电子设备的客户ID被存储在一个指定的Set中，而购买另外一种电子产品的客户ID被存储在另外一个Set中，如果此时我们想获取有哪些客户同时购买了这两种商品时，Set的intersections命令就可以充分发挥它的方便和效率的优势了。
9.1 sadd、smembers、scard
sadd 键 值1 值2 .... #元素不能重复
smembers 键 #查看元素，无序的
scard 键 #统计元素的数量
9.2 srandmember、spop、srem、semove
srandmember 键 n #随便显示n个元素
spop 键 #随机显示并删除一个元素
srem 键 值1 值2 ... #删除指定的元素
smove 键1 键2 值 #将键1的元素移动到键2中
10.zset（有序集合）
概述：
a、有序集合，元素类型为String，元素具有唯一性，不能重复。
b、每个元素都会关联一个double类型的分数score(表示权重)，可以通过权重的大小排序，元素的score可以相同。应用范围：
1)可以用于一个大型在线游戏的积分排行榜。每当玩家的分数发生变化时，可以执行ZADD命令更新玩家的分数，此后再通过ZRANGE命令获取积分TOP10的用户信息。当然我们也可以利用ZRANK命令通过username来获取玩家的排行信息。最后我们将组合使用ZRANGE和ZRANK命令快速的获取和某个玩家积分相近的其他用户的信息。
2)Sorted-Set类型还可用于构建索引数据。
10.1 zadd、zrange、zcard、zcount、zrem、zincrby、zscore、zrevrangebyscore
zadd 键 权重1 值1 权重2 值2 .... #score权重是可以重复的，元素值是不可以重复的
zrange 键 起始位置 终止位置 [withscores] #起始位置 0表示左边开始的第一个元素，终止位置 -1表示到最后一个元素；[withscores]添加会显示权重
zcard 键 #统计元素的数量
zcount 键 起始权重 终止权重 #统计指定权重范围的元素数量
zrem 键 值1 值2 ... #删除指定的元素
zincrby 键 权重 值 #添加新的元素或增加指定元素的权重
zscore 键 值 #查看指定键的值的权重
zrevrangebyscore 键 起始权重 终止权重 [limit N M] #按score从大到小查看
zrangebyscore myzset 5 10 #获取权重在5-10之间内容
zrangebyscore myzset (5 10 #获取权重在5-10之间内容,不包含5
zrangebyscore myzset -inf +inf limit 2 3 #-inf表示第一个成员（位置索引值最低的，即0），+inf表示最后一个成员（位置索引值最高的），limit后面的参数用于限制返回成员的值，2表示从位置索引等于2的成员开始，取后面3个成员。
10.2 zrevrange
zrevrange 键 起始位置 终止位置 #降序查看
zrevrangebyscore 键 起始权重 终止权重 [limit N M] #按权重进行查看
11.常用命令总结
string
set 键 值
get 键
list
lpush 键 值1 值2 .... #从左边开始插入元素
rpush 键 值1 值2 .... #从右边开始插入元素
lrange 键 起始位置 终止位置 #起始位置 0表示左边开始的第一个元素，终止位置 -1表示到最后一个元素
hash
hset 键 字段 值
hget 键 字段
set
sadd 键 值1 值2 .... #元素不能重复
smembers 键 #查看元素，无序的
zset
zadd 键 权重1 值1 权重2 值2 .... #score权重是可以重复的，元素值是不可以重复的
zrange 键 起始位置 终止位置 [withscores] #起始位置 0表示左边开始的第一个元素，终止位置 -1表示到最后一个元素zrangebyscore 键 起始权重 终止权重 [limit N M] #查看指定权重范围的元素，按score从小到大，limit N M 表示只显示第N个之后的M个元素（不包括第N个元素）