Redis在Windows上使用和集群配置

一、什么是Redis

　　Redis是一个开源的,使用C语言编写的面向键值对类型的分布式Nosql数据库系统，功能类似Memcache，但比Memcache功能更丰富。官网地址：https://redis.io
Redis与Memcache的不同点:
　　支持持久化、主从复制；支持的类型多；
　　Memcache通过客户端驱动实现的集群，存储的时候通过算法来决定把值存在哪一台服务器中。
　　redis做集群与Memcach不同，每一个redis服务器都有一个完整的副本。
Redis支持的数据类型有5种：

string     ：   key为string,value支持各种格式，会自动序列化
list(链表) ：双向链表可实现stack和queue
Hash(哈希) ：高效存储对象
Set（集合）/ZSet（有序集合） :可以进行交集、并集、差集操作

二、Redis安装和在.net中的使用

1 Redis结构

　　redis不正式支持windows，但是，微软开发并维护了针对Win64的Windows版本。windows版本下载地址:https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases，我们下载zip包，下载完成后解压如图所示：

　　Redis的文件结构还是比较明了的，这里不多赘述。

2 简单配置

　　Redis的相关配置是在配置文件redis.windows.conf(如果使用的是Linux，redis的配置文件为redis.conf，配置方法一样)中进行的，打开redis.windows.conf文件，修改以下几个节点：

　　　　绑定ip ：bind 127.0.0.1
　　　　端口号： port 6379
　　　　加密：   requirepass  123321

　　这里配置了Redis的IP,端口，和密码，其他的配置下面会介绍。

3 持久化配置

Rdis提供了两种持久化的策略:RDB方式和AOF方式。

RDB(Redis Database)

　　默认方式，将Redis的数据以快照的形式存放在磁盘上，持久化数据放在 dump.rdb中

　　修改配置文件： save 900 10  
　　说明：九百秒大于10条记录就存储，储存在dump.rdb文件中（在这段时间内服务器出问题会来不及保存，造成数据丢失）

AOF(append-only file)

　　redis将收到的写命令都通过write函数追到到文件中,当redis重启时会通过重新执行文件中的写命令在内存中重建(数据不会丢失，影响了性能)
　　修改配置文件：

appendonly yes   #默认是no，开启AOF   
appendfsync      #always (每次都写入，性能差但是持久化最有保障) 
　　　　　　　　   everysec #一秒写一次，推荐
　　　　　　　　    #no （操作系统控制，性能好但是持久化没有保障）

数据恢复

　　当我们的redis服务器挂了，只需要有下边这两个文件的任何一个都可恢复数据

恢复数据的操作很简单：

　　通过 config get dir 命令找到Redis服务的目录，把上边的两个备份文件任选一个放在该目录下，重启redis服务即可，redis会自动读取备份文件中的记录，把内容写入内存中。

　　简单补充:如果AOF和RDB的同步文件都存在，优先使用的是AOF文件。

4 PowerShell测试

1.安装

　　我们进入redis所在目录执行，执行  . edis-server.exe redis.windows.conf 命令即可完成Redis的启动，但是如果关闭PowerShell，那么Redis也会关闭。推荐将Redis安装为服务，命令如下：

#将Redis安装为Windows服务
.
edis-server --service-install redis.windows.conf --loglevel verbose --service-name Redis6379 

2.测试

　　我们就进入redis所在目录执行： 执行 . edis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379 命令，开启Redis客户端，然后插入测试数据，如下：

　　插入数据： set name "shanghai"    

　　获取数据： get name 

　

5 net使用Redis(ServiceStack插件)

　　在.net下使用redis十分简单，在应用程序中引入3个dll文件(ServiceStack)就可以了，如下图所示

　　　　

　　下边给出了在.net中使用的代码：

static void Main(string[] args)
        {
            //---------获取redisClient对象
            IRedisClientsManager clientManager = new PooledRedisClientManager(new string[]
 { "127.0.0.1:6379", "10.122.0.1" });
            IRedisClient client = clientManager.GetClient();
             
            //简单测试数据
            UserInfo user1 = new UserInfo() { UserName = "zs", Age = 18 };
            UserInfo user2 = new UserInfo() { UserName = "ls", Age = 20 };


            //---------------------------------string类型-------------------------------------------//
            //string存一个对象
            client.Set<UserInfo>("user1", user1);
            UserInfo userGot = client.Get<UserInfo>("user1");
            Console.WriteLine(userGot.UserName);

            //string存一个list
            List<UserInfo> userlist = new List<UserInfo>() { user1, user2 };
            client.Set<List<UserInfo>>("userlist", userlist);//存入list
            List<UserInfo> listGot = client.Get<List<UserInfo>>("userlist");//取出list
            foreach (UserInfo user in listGot)
            {
                Console.WriteLine(user.UserName);
            }


            //---------------------------------hash类型---------------------------------------//

            client.SetEntryInHash("usert", "UserName", "zs");
            client.SetEntryInHash("usert", "Age", "18");

            List<string> listKeys = client.GetHashKeys("usert");//获取key 结果：UserName,Age
            List<string> listValues = client.GetHashValues("usert");//获取值 结果：zs,18   
            List<string> listAllK = client.GetAllKeys();//获取所有的key。 


            //-------------------------list类型(只支持<string,string>)------------------------//

            //队列使用    
            client.EnqueueItemOnList("listQueue", "item1");
            client.EnqueueItemOnList("listQueue", "item2");
            int count = client.GetListCount("listQueue");
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                Console.WriteLine(client.DequeueItemFromList("listQueue"));//结果：item1,item2 先进先出
            }

            //栈使用    
            client.PushItemToList("listStack", "item1");
            client.PushItemToList("listStack", "item2");
            int count = client.GetListCount("listStack");
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                Console.WriteLine(client.PopItemFromList("listStack"));//结果：item2,item1 先进后出
            }    

            //-------------------------Set类型只支持<string,string>--------------------------//
            //对Set类型进行操作    
            client.AddItemToSet("set1", "111");
            client.AddItemToSet("set1", "222");
            client.AddItemToSet("set1", "333");
            client.AddItemToSet("set1", "444");
            client.AddItemToSet("set1","555");

            //client.RemoveItemFromSet("set1", "111");//删除111
            //获取set中的数据
            HashSet<string> hashset = client.GetAllItemsFromSet("set1");
            foreach (string str in hashset)
            {
                Console.WriteLine(str);//每次abcde的顺序都不一样
            }
                         
            client.AddItemToSet("set2", "444");
            client.AddItemToSet("set2", "555");
            client.AddItemToSet("set2", "666");
            client.AddItemToSet("set2", "777");

            //求并集   结果：1~7            
            HashSet<string> hashset1 = client.GetUnionFromSets(new string[]{"set1", "set2"});81           
            //求交集   结果：444 555 
            HashSet<string> hashset2 = client.GetIntersectFromSets(new string[] { "set1", "set2" });84           
            //求差集(第一个set有，第二个set没有) 结果：111 222 333
            HashSet<string> hashset3 = client.GetDifferencesFromSet("set1",new string[]{"set2"});

        }

三、集群和密码

1 redis加密

    　　redis没有实现访问控制这个功能，但是它提供了一个轻量级的认证方式，可以编辑redis.conf配置来启用认证。

加密方法1：初始化Redis密码：

   　　配置文件中： requirepass 123321；（Ps:需重启Redis才能生效）

加密方法2：不重启Redis设置密码（shell中进行）：

   　　配置文件中： requirepass 123321；

　　　shell执行 : redis 127.0.0.1:6379> config set requirepass 123321

登陆有密码的Redis：

redis-cli -p 6379
redis 127.0.0.1:6379> auth 123321

查询密码：

  　　 　　redis 127.0.0.1:6379> config get requirepass
 　　  　　(error) ERR operation not permitted

密码验证：

   　　　　redis 127.0.0.1:6379> auth 123321
   　　　　OK

再次查询：

   　　　　redis 127.0.0.1:6379> config get requirepass
  　　　　 1) "requirepass"
  　　　　 2) "123321"

2 搭建redis集群

　　redis主从复制机制中一个master可以有多个slave,而一个slave也可以有多个slave，如此可是使用redis搭建多级的服务器集群。
　　一般写操作在master服务器中，在通过主从复制写入slave服务器，查操作通过slave服务器中获取（因为写的操作一般比较少，而读的操作多）

怎么搭建集群：
　　1、三台电脑为例，一主二从，建立三个redis服务器MasterRedis,SlaveRedis1,SlavaRedis2
　　2、在Master的配置文件修改：

　　　　　  port  6379 ---- bind 192.168.2.153   ------   reqirepass 123321　　

　　3、在Slave1中 

　　　　　 port 6379----- bind 192.168.2.154 ----- slaveof 192.168.2.153 6379 --- masterauth 123321 ---   reqirepass 123456

　　　  在Slave2中

　　　　　 port 6379 ----- bind 192.168.2.155 ----- slaveof 192.168.2.153 6379 --- masterauth 123321 ---   reqirepass 123456　　　　

　　4、推荐：Master关闭save和appendonly
　　　　 　　 Slave开启save和appendonly，bgrewriteaof
　　    (Master只向内存写，不考虑持久化，让Slave来进行持久化和Aof日志记录，这样做的优势是Master的性能达到最好)

3  读写分离的简单实现(RedisExchange插件)

 　　使用redisexchange实现简单的读写分离代码如下：

    public  class RedisHelper
    {
        #region 属性成员
        //ConnectionMultiplexer实例是线程安全的，默认设计为单例(连接复用器)
        //主服务器负责write操作
        private static ConnectionMultiplexer writeRedis = ConnectionMultiplexer.Connect(new ConfigurationOptions()
        {
            EndPoints = { { "192.168.2.153", 6379 } },
            Password = "123321",
            AllowAdmin = true
        });
        //查询较多，从服务器负责read，查询负荷大的时候可以随时添加从服务器
        private static ConnectionMultiplexer readRedis = ConnectionMultiplexer.Connect(new ConfigurationOptions()
        {
            EndPoints = { { "192.168.2.154", 6379}, { "192.168.2.155", 6379} },
            Password = "123456",
        });
        static IDatabase masterDb = writeRedis.GetDatabase();
        static IDatabase slaveDb = readRedis.GetDatabase();
        #endregion
        #region string类型操作
        /// <summary>
        /// string类型写入
        /// </summary>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="value"></param>
        /// <returns>isSuccess</returns>
        public static bool StringSet(string key, string value, TimeSpan? expiry = default(TimeSpan?))
        {
            return masterDb.StringSet(key, value, expiry);
        }
        /// <summary>
        /// string类型读取
        /// </summary>
        /// <param name="key"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string StringGet(string key)
        {

            return slaveDb.StringGet(key);
        }
        #endregion
        #region 单个实例
        /// <summary>
        /// 单个实例写入
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="t"></param>
        /// <param name="expiry"></param>
        /// <returns></returns>
        public static bool ObjSet<T>(string key, T t, TimeSpan? expiry = default(TimeSpan?))
        {
            string json = Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(t);
            return masterDb.StringSet(key, json, expiry);
        }
        /// <summary>
        /// 单个实例获取
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="key"></param>
        /// <returns></returns>
        public static T ObjGet<T>(string key) where T : class
        {
            try
            {
                string json = slaveDb.StringGet(key);
                if (!string.IsNullOrWhiteSpace(json))
                {
                    T t = Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<T>(json);
                    if (t != null)
                    {
                        return t;
                    }
                }
                return null;
            }
            catch (Exception)
            {
                throw;
            }
        }
        #endregion

        //public static void List_Add<T>(String key,T t)
        //{
        //    masterDb.ListRightPush(key,t)
        //}

        #region 哈希类型
            #region 简单属性
        /// <summary>
        /// set or update the HashValue for string key 
        /// </summary>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="hashkey"></param>
        /// <param name="value"></param>
        /// <returns></returns>
        public static void SampleHashSet(string key, string hashkey, RedisValue value)
        {
            masterDb.HashSet(key, hashkey, value);
        }
        /// <summary>
        /// 获取简单类型的属性值
        /// </summary>
        /// <param name="key">Represents a key that can be stored in redis</param>
        /// <param name="hashkey"></param>
        /// <returns></returns>
        public static RedisValue SampleHashGet(string key, string hashkey)
        {
            return slaveDb.HashGet(key, hashkey);
        }
        #endregion
            #region 复杂属性
        /// <summary>
        /// 复杂属性存入
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="key"></param>
        /// <param name="hashkey"></param>
        /// <param name="t">defined class</param>
        /// <returns></returns>
        public static void ObjHashSet<T>(string key, string hashkey, T t) where T : class
        {
            string json = Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(t);
             masterDb.HashSet(key, hashkey, json);
        }
        /// <summary>
        /// 复杂属性取出
        /// </summary>
        /// <param name="key">Represents a key that can be stored in redis</param>
        /// <param name="hashkey"></param>
        /// <returns></returns>
        public static T ObjHashGet<T>(string key, string hashkey) where T : class
        {
            try
            {
                string json = slaveDb.HashGet(key, hashkey).ToString();
                if (!string.IsNullOrWhiteSpace(json))
                {
                    T t = Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<T>(json);
                    if (t != null)
                    {
                        return t;
                    }
                }
                return null;
            }
            catch (Exception)
            {
                throw;
            }
        }
        #endregion
        #endregion
    }

这里没有list,set,zset，只是简单展示了读写分离的思路。

补充：

1.redis分布式锁(进程锁)

参考：https://www.imooc.com/article/37701
在同一进程中，我们使用lock来处理多线程并发的问题，但在分布式系统中，服务部署在多台服务器上lock锁就不能解决高并发问题了，我们可以使用redis的分布式锁来处理：

实现思路：在执行业务代码前，先去设置一个分布式锁（就是给Redis设置一个Key,但是要这个Key不存再的情况下才可以设置成功）

　　如果设置成功，表示当前进程拿到锁，可以执行后续代码 

　　如果设置失败，表示其它进程已经锁定，那么我们就要让当前进程休眠一下，然后再去重试设置锁

　　直到设置锁成功，才表示当前进程锁定，才可以执行自定义代码

　　在执行自宝义代码后，释放锁，这样其它进程就可以拿到锁了

         ConnectionMultiplexer multiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect("0.0.0.0:1234");
         var database=   multiplexer.GetDatabase();


          //加锁Lock，使用ThreadID用来模拟，实际应该使用进程号或者商品编号来替代ThreadId
            while (true)
            {
                bool flag = database.LockTake("lock_key", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, TimeSpan.FromSeconds(5));
                if (flag)
                {
                    break;
                }

                Thread.Sleep(200);
            }


            //do something
            //do something
            //do something


            //解锁
            database.LockRelease("lock_key", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

 2.redis的发布订阅

 //发布          
           ConnectionMultiplexer multiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect("0.0.0.0:1234");
            ISubscriber pub = multiplexer.GetSubscriber();
            pub.Publish("myTopic", "myMessage");

//订阅
           ConnectionMultiplexer multiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect("0.0.0.0:1234");
            ISubscriber sub = multiplexer.GetSubscriber();
            ChannelMessageQueue queue = sub.Subscribe("myTopic");
            queue.OnMessage(msg => { Console.WriteLine(msg.Message); });           

 3.redis内存管理

　　redis通过配置文件的maxmemory可以设置最大占用内存，如果内存满了的话，最简单的处理方式是增加maxmemory的值。

　　如果设置了maxmemory后，超过maxmemory的值怎么办？使用两个配置：

　　maxmemory-policy，默认是noeviction，表示不删除key，只报错；

　　maxmemory-samples，设置一次删除几条数据

maxmemory-policy可选择的策略：

　　volatile-lru  使用LRU算法删除一个键（只对设置了生存时间的键）

　　allkeys-lru 使用LRU算法删除一个键

　　volatile-random 随机删除一个键（只对设置了生存时间的键）

　　allkeys-random 随机删除一个键

　　volatile-ttl 删除生存时间最近的一个键

　　noeviction 不删除键，只返回错误