分布式缓存——Redis

分布式缓存——Redis

一、简介

1、redis是什么？

• REmote DIctionary Server（远程字典服务器）
• 完全开源免费的，用C语言编写的，遵守BSD协议，是一个高性能的(key/value)分布式内存数据库，基于内存运行并支持持久化的NoSQL数据库，是当前最热门的NoSQL数据库之一，也被人们称为数据结构服务器。
• 能满足对海量数据的读写
• redis的键只能是字符串
• redis的值支持多种数据类型：
  • 字符串string
  • 哈希hash
  • 字符串列表list
  • 字符串集合set
  • 有序集合zset（sorted set）
  • HyperLogLog结构：redis2.8.9版本之后才有，用来做统计的算法
  • GEO结构：redis3.2版本之后才有，是地理位置相关的数据类型

2、redis的优点？

• 高性能（redis读的速度是11w次/s，写的速度是8.1w/s）
• 原子性（保证数据的准确性）
• 持久存储（两种方式RDB快照，AOF日志）
• 主从结构，主机会自动将数据同步到从机，可以进行读写分离
• 从3.0版本开始，支持集群

3、redis的缺点？

• 由于是内存数据库，所以，单台机器存储的数据量，跟机器本身的内存大小有关。虽然redis本身有key过期策略，但是还是需要提前预估和节约内存。如果内存增长过快，需要定期删除数据。
• 修改配置文件，进行重启，将硬盘中的数据加载进内存，时间比较久。在这个过程中，redis不能提供服务。

4、redis的主要功能？

• 服务端的redis

  • 持久化（Persistence）

    redis的持久化指的是redis会把内存的中的数据写入到硬盘中，在redis重新启动的时候加载这些数据，从而最大限度的降低缓存丢失带来的影响。
    

  • 哨兵（Sentinel）和复制（Replication）

    Sentinel可以管理多个Redis服务器，它提供了监控，提醒以及自动的故障转移的功能；Replication则是负责让一个Redis服务器可以配备多个备份的服务器。Redis也是利用这两个功能来保证Redis的高可用的。此外，Sentinel功能则是对Redis的发布和订阅功能的一个利用。
    

  • 集群（Cluster）

    Redis Cluster的具体实现细节则是采用了Hash槽的概念，即预先分配出来16384个槽：在客户端通过对Key进行CRC16（key）% 16384运算得到对应的槽是哪一个；在redis服务端则是每个服务器负责一部分槽，当有新的服务器加入或者移除的时候，再来迁移这些槽以及其对应的数据，同时每个服务器都持有完整的槽和其对应的服务器的信息，这就使得服务器端可以进行对客户端的请求进行重定向处理。
    

• 客户端的redis

  • 数据类型

    • string：最基本的数据类型，二进制安全的字符串，最大512M。
    • list：按照添加顺序保持顺序的字符串列表。
    • set：无序的字符串集合，不存在重复的元素。
    • sorted set：已排序的字符串集合。
    • hash：key-value对的一种集合。
    • bitmap：更细化的一种操作，以bit为单位。
    • hyperloglog：基于概率的数据结构。

  • 事务

    redis事务支持一次性按顺序执行多个命令的能力，并保证其原子性
    

  • Lua脚本

    在事务的基础上，如果我们需要在服务端一次性的执行更复杂的操作（包含一些逻辑判断），则lua就可以排上用场了（比如在获取某一个缓存的时候，同时延长其过期时间）。redis保证lua脚本的原子性，一定的场景下，是可以代替redis提供的事务相关的命令的。相当于基于网络应用的架构风格中介绍到的远程求值（Remote Evluation = REV）的具体实现。
    

  • 管道

    因为redis的客户端和服务器的连接时基于TCP的， 默认每次连接都时只能执行一个命令。管道则是允许利用一次连接来处理多条命令，从而可以节省一些tcp连接的开销。管道和事务的差异在于管道是为了节省通信的开销，但是并不会保证原子性。
    

  • 分布式锁

    官方推荐采用Redlock算法，即使用string类型，加锁的时候给的一个具体的key，然后设置一个随机的值；取消锁的时候用使用lua脚本来先执行获取比较，然后再删除key。
    

5、redis的应用场景？

• 主要应用在高并发和实时请求的场景
• 关注列表、粉丝列表
• 微博数、粉丝数
• 热门微博

6、redis版本下载？

• l https://redis.io/
• l http://www.redis.cn/

二、redis安装

1、软件环境

• Centos7
• Redis3.0.4

2、安装准备

yum -y install cpp binutils glibc glibc-kernheaders glibc-common glibc-devel gcc make tcl

3、redis的Linux版安装

• 1、下载安装包，并移植到/usr/local/下

  链接: https://pan.baidu.com/s/11XaG8kuy13QWyIdXFXz2Tg  密码: mojq
  

• 2、解压压缩包

  [root@node01 local]# tar -zxvf redis-3.0.4.tar.gz
  

• 3、进入解压目录，输入make编译

  [root@node01 redis-3.0.4]# pwd
  /usr/local/redis-3.0.4
  [root@node01 redis-3.0.4]# make
  

• 4、输入make install安装

  [root@node01 redis-3.0.4]# make install
  

• 5、安装后的redis命令默认在/usr/local/bin目录

  [root@node01 bin]# pwd
  /usr/local/bin
  [root@node01 bin]# ll
  

4、redis的服务端(redis-server)启动

• 输入redis-server

  [root@node01 bin]# redis-server
  

• 可以修改配置文件，使之可以后台允许

  [root@node01 redis-3.0.4]# pwd
  /usr/local/redis-3.0.4
  [root@node01 redis-3.0.4]# vi redis.conf 
  

• 搜索/daemon并修改配置

  /daemon
  
  daemonize  yes
  

• 用修改之后的配置启动

  [root@node01 redis-3.0.4]# redis-server redis.conf 
  

• 查看进程

  [root@node01 redis-3.0.4]# ps aux|grep redis
  root       2603  0.1  0.3 141004  7456 ?        Ssl  17:14   0:00 redis-server *:6379
  root       2607  0.0  0.0 112828   972 pts/0    S+   17:15   0:00 grep --color=auto redis
  

5、redis的客户端(redis-cli)启动

• 输入redis-cli

  [root@node01 redis-3.0.4]# redis-cli 
  127.0.0.1:6379> 
  

• exit退出

  127.0.0.1:6379> exit
  

6、redis测试

[root@node01 redis-3.0.4]# redis-cli 
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> set username root
OK
127.0.0.1:6379> get username
"root"
127.0.0.1:6379> keys *
1) "username"
127.0.0.1:6379> 

7、redis服务器停止

• 输入redis-cli shutdown

  [root@node01 redis-3.0.4]# redis-cli shutdown
  

• 查看进程

  [root@node01 redis-3.0.4]# ps aux|grep redis
  root       2631  0.0  0.0 112828   972 pts/0    S+   17:19   0:00 grep --color=auto redis
  

三、redis其他知识

1、性能测试

• 启动服务端

  [root@node01 redis-3.0.4]# redis-server redis.conf 
  

• 测试get和set的性能

  [root@node01 redis-3.0.4]# redis-benchmark -t get,set
  ====== SET ======
    100000 requests completed in 0.44 seconds
    50 parallel clients
    3 bytes payload
    keep alive: 1
  
  100.00% <= 0 milliseconds
  226757.36 requests per second
  
  ====== GET ======
    100000 requests completed in 0.43 seconds
    50 parallel clients
    3 bytes payload
    keep alive: 1
  
  100.00% <= 0 milliseconds
  234192.05 requests per second
  
  

2、默认16个库，切库

[root@node01 redis-3.0.4]# redis-cli
127.0.0.1:6379> select 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> 

3、判断某个key是否存在

127.0.0.1:6379[1]> select 0
OK
127.0.0.1:6379> EXISTS username
(integer) 1

4、为key设置过期时间

127.0.0.1:6379> set k k
OK
127.0.0.1:6379> EXPIRE k 10
(integer) 1

10意思就是10秒

5、查看key过期时间，-2代表已经过期，-1表示不过期

127.0.0.1:6379> ttl k
(integer) -2

6、查看key的类型

127.0.0.1:6379> set k k
OK
127.0.0.1:6379> type k
string

7、将key移动到其他库

127.0.0.1:6379> move k 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS k
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SELECT 2
OK
127.0.0.1:6379[2]> EXISTS k
(integer) 1

四、redis.conf配置文件解析

1、redis.conf在哪？

2、Units单位，redis配置文件单位不区分大小写

3、INCLUDES包含，可以加入其它自定义配置文件

4、GENERAL通用，一些基本设置，包括端口号，守护进程等

5、NETWORK网络配置，配置一些超时时间等

6、SNAPSHOTTING快照，配置RDB持久化策略的位置

7、REPLICATION复制，配置主从复制的

8、SECURITY安全，设置redis密码

9、LIMITS限制，做一些连接和内存等的限制

10、APPEND ONLY MODE追加，配置AOF的位置