一：nosql介绍

NoSQL：一类新出现的数据库(not only sql)，它的特点：

不支持SQL语法
存储结构跟传统关系型数据库中的那种关系表完全不同，nosql中存储的数据都是KV形式
NoSQL的世界中没有一种通用的语言，每种nosql数据库都有自己的api和语法，以及擅长的业务场景
NoSQL中的产品种类相当多：
Mongodb
Redis
Hbase hadoop
Cassandra hadoop

NoSQL和SQL数据库的比较：

适用场景不同：sql数据库适合用于关系特别复杂的数据查询场景，nosql反之
“事务”特性的支持：sql对事务的支持非常完善，而nosql基本不支持事务
两者在不断地取长补短，呈现融合趋势

二：redis介绍

Redis官方网站：

官网：https://redis.io/
中文官网：http://redis.cn/

Redis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化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。从2010年3月15日起，Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始，Redis的开发由Pivotal赞助。
Redis是 NoSQL技术阵营中的一员，它通过多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，借助一些高层级的接口使用其可以胜任，如缓存、队列系统的不同角色

2.1 Redis特性

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

Redis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。
Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

2.2 Redis 优势

性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

2.3 redis应用场景

用来做缓存(ehcache/memcached)——redis的所有数据是放在内存中的（内存数据库）
可以在某些特定应用场景下替代传统数据库——比如社交类的应用
在一些大型系统中，巧妙地实现一些特定的功能：session共享、购物车
只要你有丰富的想象力，redis可以用在可以给你无限的惊喜…….

三：redis安装配置

3.1 redis安装

环境：ubuntu16.04

wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.8.tar.gz	# 稳定版本3.2
tar -zxvf redis-3.2.8.tar.gz
cd redis-3.2.8/
mkdir /application/
make
make PREFIX=/application/redis-3.2.8 install
mkdir /application/redis-3.2.8/conf
cp redis.conf /application/redis-3.2.8/conf/
cd /application/
ln -s redis-3.2.8 redis

安装完成后查看redis的核心文件有：

root@ubuntu:/application/redis# ll bin
total 16292
-rwxr-xr-x 1 root root 2683048 Feb 26 14:25 redis-benchmark*
-rwxr-xr-x 1 root root   28856 Feb 26 14:25 redis-check-aof*
-rwxr-xr-x 1 root root 5548408 Feb 26 14:25 redis-check-rdb*
-rwxr-xr-x 1 root root 2859520 Feb 26 14:25 redis-cli*
lrwxrwxrwx 1 root root      12 Feb 26 14:25 redis-sentinel -> redis-server*
-rwxr-xr-x 1 root root 5548408 Feb 26 14:25 redis-server*

redis-server： redis服务器
redis-cli： redis命令行客户端
redis-benchmark： redis性能测试工具
redis-check-aof： AOF文件修复工具
redis-check-rdb： RDB文件检索工具

3.2 redis配置

设置环境变量：

echo 'export PATH=/application/redis/bin:$PATH' >>/etc/profile
source /etc/profile
root@ubuntu:/application# redis-server --version
Redis server v=3.2.8 sha=00000000:0 malloc=jemalloc-4.0.3 bits=64 build=dea7c07f75756992

完成后即可启动redis服务，但启动后会出现几条警告：

# WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
# Server started, Redis version 3.2.8
# WARNING overcommit_memory is set to 0! Background save may fail under low memory condition. To fix this issue add 'vm.overcommit_memory = 1' to /etc/sysctl.conf and then reboot or run the command 'sysctl vm.overcommit_memory=1' for this to take effect.
# WARNING you have Transparent Huge Pages (THP) support enabled in your kernel. This will create latency and memory usage issues with Redis. To fix this issue run the command 'echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled' as root, and add it to your /etc/rc.local in order to retain the setting after a reboot. Redis must be restarted after THP is disabled.

如要消除这些警告可使用以下设置：

# 允许超量使用内存
sysctl vm.overcommit_memory=1
echo 'vm.overcommit_memory = 1' >>/etc/sysctl.conf
sysctl -p

echo 511 > /proc/sys/net/core/somaxconn
sed -i '/exit/i\echo 511 > /proc/sys/net/core/somaxconn' /etc/rc.local
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
sed -i '/exit/i\echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled' /etc/rc.local

redis.conf配置文件核心配置项：

bind 127.0.0.1		# 绑定ip：如果需要远程访问，可将此⾏注释，或绑定⼀个真实ip
port 6379			# 端⼝，默认为6379
daemonize yes
# 是否以守护进程运⾏
# 如果以守护进程运⾏，则不会在命令⾏阻塞，类似于服务
# 如果以⾮守护进程运⾏，则当前终端被阻塞
# 设置为yes表示守护进程，设置为no表示⾮守护进程
# 推荐设置为yes
dbfilename dump.rdb		# 数据⽂件
dir /var/lib/redis		# 数据⽂件存储路径
logfile /var/log/redis/redis-server.log		# ⽇志⽂件
database 16				# 数据库，默认有16个
slaveof					# 主从复制，类似于双机备份

3.3 redis启动

1：命令行启动

redis-server /application/redis/conf/redis.conf &

2：supervisor接管redis

apt install -y supervisor

在/etc/supervisor/conf.d目录下新建redis-6379.conf配置文件（文件名自取）

root@ubuntu:/etc/supervisor/conf.d# cat redis-6379.conf
[program:redis]
directory = /application/redis/
command=/application/redis/bin/redis-server conf/redis.conf
user=root
autostart=true
autorestart=true
redirect_stderr=true
startsecs=0
stopsignal=KILL
stopasgroup=true
stdout_logfile_maxbytes=20MB
stdout_logfile_backups=20
stdout_logfile=/var/log/supervisor/%(program_name)s.log
stderr_logfile=/var/log/supervisor/%(program_name)s.log

然后执行supervisor命令：

root@ubuntu:/etc/supervisor/conf.d# supervisorctl update redis
# 第一次刚创建配置文件，所以使用update， 以后使用supervisorctl restart|start|stop redis管理

查看日志：

root@ubuntu:/etc/supervisor/conf.d# tail -f /var/log/supervisor/redis.log

3.4 使用客户端连接redis

root@ubuntu:~# redis-cli
127.0.0.1:6379> ping
PONG				# 连接成功，可以相互通信
127.0.0.1:6379> select 10		# 默认连接的是0号数据库，使用select选择几号数据库
OK
127.0.0.1:6379[10]>

四：redis数据类型

redis是key-value的数据结构，每条数据都是⼀个键值对，键的类型是字符串
注意：键不能重复
值的类型分为五种：

字符串string
哈希hash
列表list
集合set
有序集合zset

4.1 string类型

字符串类型是Redis中最为基础的数据存储类型，它在Redis中是二进制安全的，这便意味着该类型可以接受任何格式的数据，如JPEG图像数据或Json对象描述信息等。在Redis中字符串类型的Value最多可以容纳的数据长度是512M。
1：保存
如果设置的键不存在则为添加，如果设置的键已经存在则修改

set key value

设置键为name值为ginvip的数据

set name ginvip

设置键值及过期时间，以秒为单位

setex key seconds value

设置键为aa值为aa过期时间为3秒的数据

setex aa 3 aa

设置多个键值

mset key1 value1 key2 value2 ...

设置键为’a1’值为’python’、键为’a2’值为’java’、键为’a3’值为’c’

mset a1 python a2 java a3 c

追加值

append key value

向键为a1中追加值’ haha’

append 'a1' 'haha'

2：获取
获取：根据键获取值，如果不存在此键则返回nil

get key

例5：获取键’name’的值

get 'name'

根据多个键获取多个值

mget key1 key2 ...

例6：获取键a1、a2、a3’的值

mget a1 a2 a3

4.2 键命令

查找键，参数⽀持正则表达式：keys pattern
例1：查看所有键

127.0.0.1:6379[10]> keys *
1) "name"

例2：查看名称中包含a的键

keys 'a*'

判断键是否存在，如果存在返回1，不存在返回0

exists key1

例3：判断键a1是否存在

exists a1

查看键对应的value的类型

type key

例4：查看键a1的值类型，为redis⽀持的五种类型中的⼀种

type a1

删除键及对应的值

del key1 key2 ...

例5：删除键a2、a3

del a2 a3

设置过期时间，以秒为单位
如果没有指定过期时间则⼀直存在，直到使⽤DEL移除

expire key seconds

例6：设置键’a1’的过期时间为3秒

expire 'a1' 3

查看有效时间，以秒为单位

ttl key

例7：查看键’bb’的有效时间

ttl bb

4.3 hash类型

hash⽤于存储对象，对象的结构为属性、值，值的类型为string
1：增加、修改
设置单个属性

hset key field value

例1：设置键 user的属性name为itheima

hset user name itheima

设置多个属性

hmset key field1 value1 field2 value2 ...

例2：设置键u2的属性name为bruce、属性age为11

hmset u2 name bruce age 11

2：获取
获取指定键所有的属性

hkeys key

例3：获取键u2的所有属性

hkeys u2

获取⼀个属性的值

hget key field

例4：获取键u2属性’name’的值

hget u2 'name'

获取多个属性的值

hmget key field1 field2 ...

例5：获取键u2属性’name’、'age的值

hmget u2 name age

获取所有属性的值

hvals key

例6：获取键’u2’所有属性的值

hvals u2

3：删除
删除整个hash键及值，使⽤del命令；删除属性，属性对应的值会被⼀起删除

hdel key field1 field2 ...

例7：删除键’u2’的属性’age’

hdel u2 age

4.4 list类型

列表的元素类型为string；按照插⼊顺序排序
1：增加
在左侧插⼊数据

lpush key value1 value2 ...

例1：从键为’a1’的列表左侧加⼊数据a 、 b 、c

lpush a1 a b c

在右侧插⼊数据

rpush key value1 value2 ...

例2：从键为’a1’的列表右侧加⼊数据0 1

rpush a1 0 1

在指定元素的前或后插⼊新元素

linsert key before或after 现有元素 新元素

例3：在键为’a1’的列表中元素’b’前加⼊’3’

linsert a1 before b 3

2：获取
返回列表⾥指定范围内的元素
start、stop为元素的下标索引
索引从左侧开始，第⼀个元素为0
索引可以是负数，表示从尾部开始计数，如-1表示最后⼀个元素

lrange key start stop

例4：获取键为’a1’的列表所有元素

lrange a1 0 -1

设置指定索引位置的元素值
索引从左侧开始，第⼀个元素为0
索引可以是负数，表示尾部开始计数，如-1表示最后⼀个元素

lset key index value

例5：修改键为’a1’的列表中下标为1的元素值为’z’

lset a1 1 z

3：删除
删除指定元素
将列表中前count次出现的值为value的元素移除

count > 0: 从头往尾移除
count < 0: 从尾往头移除
count = 0: 移除所有
lrem key count value

例6.1：向列表’a2’中加⼊元素’a’、‘b’、‘a’、‘b’、‘a’、‘b’

lpush a2 a b a b a b

例6.2：从’a2’列表右侧开始删除2个’b’

lrem a2 -2 b

例6.3：查看列表’py12’的所有元素

lrange a2 0 -1

4.5 set类型

⽆序集合
元素为string类型
元素具有唯⼀性，不重复
说明：对于集合没有修改操作
1：增加
添加元素

sadd key member1 member2 ...

例1：向键’a3’的集合中添加元素’zhangsan’、‘lisi’、‘wangwu’

sadd a3 zhangsan sili wangwu

2：获取
返回所有的元素

smembers key

例2：获取键’a3’的集合中所有元素

smembers a3

3：删除
删除指定元素

srem key

例3：删除键’a3’的集合中元素’wangwu’

srem a3 wangwu

4.6 zset类型

sorted set，有序集合
元素为string类型
元素具有唯⼀性，不重复
每个元素都会关联⼀个double类型的score，表示权重，通过权重将元素从⼩到⼤排序
说明：没有修改操作
1：增加
添加

zadd key score1 member1 score2 member2 ...

例1：向键’a4’的集合中添加元素’lisi’、‘wangwu’、‘zhaoliu’、‘zhangsan’，权重分别为4、5、6、3

zadd a4 4 lisi 5 wangwu 6 zhaoliu 3 zhangsan

2：获取
返回指定范围内的元素
start、stop为元素的下标索引
索引从左侧开始，第⼀个元素为0
索引可以是负数，表示从尾部开始计数，如-1表示最后⼀个元素

zrange key start stop

例2：获取键’a4’的集合中所有元素

zrange a4 0 -1

返回score值在min和max之间的成员

zrangebyscore key min max

例3：获取键’a4’的集合中权限值在5和6之间的成员

zrangebyscore a4 5 6

返回成员member的score值

zscore key member

例4：获取键’a4’的集合中元素’zhangsan’的权重

zscore a4 zhangsan

3：删除
删除指定元素

zrem key member1 member2 ...

例5：删除集合’a4’中元素’zhangsan’

zrem a4 zhangsan

删除权重在指定范围的元素

zremrangebyscore key min max

例6：删除集合’a4’中权限在5、6之间的元素

zremrangebyscore a4 5 6

五：python与redis交互

5.1 python安装redis

# python版本为3.7.4
pip install redis

5.2 StrictRedis对象⽅法

from redis import *

sr = StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0, password='')		# 都是默认参数
# 简写
# sr=StrictRedis()

5.3 string操作

from redis import *
sr = StrictRedis(host='172.17.2.118', port=10009, db=0, password = 'BruceLee')
# 添加一个key=name, value=Jet
res1 = sr.set('name', 'Jet')     # 返回boolean值
name = sr.get('name')            # 取不到值不会报错
print(name, type(name))			 # b'Jet' <class 'bytes'>
# 修改
res2 = sr.set('name', 'Bruce')
print(sr.get('name'))
# 删除
res3 = sr.delete('name')
print(sr.get('name'))           # None
# 删除多个键值
res4 = sr.delete('a1', 'a2')

注意：python3.7.4版本取到的redis值都是bytes类型数据

sr = StrictRedis(host='172.17.2.118', port=10009, db=0, password = 'BruceLee')
res1 = sr.set('name', 'Jet')
name = sr.get('name')
print(name)					# b'Jet'
print(name.decode())		# Jet

六：redis主从

⼀个master可以拥有多个slave，⼀个slave⼜可以拥有多个slave，如此下去，形成了强⼤的多级服务器集群架构
master用来写数据，slave用来读数据，经统计：网站的读写比率是10:1
通过主从配置可以实现读写分离
master和slave都是一个redis实例(redis服务)
redis主从

6.1 环境准备

IP	hostname	system	role
172.17.2.234	unode01.ginvip.com	ubuntu16.04	master
172.17.2.235	unode02.ginvip.com	ubuntu16.04	slave

说明：redis主从配置可以是一台机器，也可以是多台

6.2 配置主redis

安装步骤同上，只是需要修改配置文件

bind 172.17.2.234		# 修改为本机IP

重启redis：

root@unode01:~# supervisorctl restart redis

6.3 配置从redis

配置文件修改如下项：

bind 172.17.2.235
slaveof 172.17.2.234 6379

启动redis：

supervisorctl start redis