安裝

1. redis是C語言編寫的, 要先安裝gcc編譯器
   yum -y install gcc automake autoconf libtool make

2. 下載redis壓縮包并解壓到/usr/local/
   wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.8.tar.gz
tar -zxvf redis-5.0.8.tar.gz -C /usr/local/

3. 進(jìn)入redis根目錄, 編譯redis代碼
   cd redis-5.0.8 && redismake

4. 安裝redis
   make PREFIX=/usr/local/redis-5.0.8 install

安裝完成后redis根目錄下會新增bin目錄, 里面放著redis的可執(zhí)行文件

配置文件

1. redis根目錄下創(chuàng)建conf目錄統(tǒng)一存放配置文件，新建redis.conf配置文件

2. 使用配置文件啟動redis
   ./redis-server conf/redis.conf

3. 基本配置參數(shù)說明
   bind 127.0.0.1 限制訪問IP
   port 6379 訪問端口
   daemonize yes 后臺啟動
   dir /usr/local/redis-5.0.8/data 工作目錄
   logfile "redis.log" 日志輸出文件捏膨， 在工作目錄中
   maxmemory 最大占用內(nèi)存
   maxmemory-policy noeviction 淘汰策略

啟動連接和關(guān)閉

啟動redis服務(wù)有3種方式

1. 直接使用bin目錄下的 bin/redis-server
2. 配置動態(tài)參數(shù)啟動 bin/redis-server --port=6379
3. 使用配置文件啟動(推薦) bin/redis-server conf/redis.conf

連接redis客戶端
bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

正常關(guān)閉redis服務(wù)
bin/redis-cli.sh -h 127.0.0.1 -p 6379 shutdown

如果配置了密碼香拉， 連接和關(guān)閉時需要加上-a 參數(shù), 如
bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a ${password} shutdown

常用命令

keys * 查詢所有的key迈勋，比較耗時，不建議使用
dbsize 查詢數(shù)據(jù)總數(shù)
exists key 查詢key存不存在，1：存在 ， 0 ：不存在
expire key seconds 給key設(shè)置有效期， 單位s
ttl key 查詢key的剩余有效時間隧膏， -1：永久有效，-2：無效的key或已刪除
persist key 設(shè)置key永久有效
del key 刪除key嚷那，1：刪除成功胞枕，0：刪除失敗
type key 查看key的數(shù)據(jù)類型
info 查看服務(wù)器信息

常用數(shù)據(jù)類型

http://redis.cn/commands.html

redis為什么這么快

1. 內(nèi)存存儲
2. 單線程處理數(shù)據(jù)，避免上下文切換和靜態(tài)消耗车酣，F(xiàn)IFO曲稼，無需加鎖
3. 使用epoll模型索绪，非阻塞IO

數(shù)據(jù)淘汰策略

volatile-lru
優(yōu)先從設(shè)定了過期時間的數(shù)據(jù)中，刪除長時間未使用的數(shù)據(jù)
allkeys-lru
從所有的數(shù)據(jù)中刪除長時間未使用的數(shù)據(jù)
volatile-random
優(yōu)先從設(shè)置了過期時間的數(shù)據(jù)中隨機(jī)刪除
allkeys-random
從所有數(shù)據(jù)中隨機(jī)刪除
volatile-lfu
從設(shè)置了過期時間的數(shù)據(jù)中贫悄，刪除使用次數(shù)最少的數(shù)據(jù)
allkeys-lfu
從所有的數(shù)據(jù)中刪除使用次數(shù)最少的數(shù)據(jù)
volatile-ttl
對設(shè)置了過期時間的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序瑞驱，刪除剩余有效時間最少的數(shù)據(jù)
noeviction
內(nèi)存不足時拋異常，不會刪除數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)持久化

1. RDB（快照）
   快照是將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)通過序列化并進(jìn)行壓縮窄坦，然后存入硬盤中唤反。重啟redis時會讀取rdb文件恢復(fù)數(shù)據(jù)。
   觸發(fā)方式：save命令（同步） bgsave命令（異步） 配置同步策略三種方式
   自動觸發(fā)機(jī)制：全量復(fù)制 debug reload shutdown正常退出會自動觸發(fā)數(shù)據(jù)同步
   
   配置：
   save 60 10000 備份策略
   dbfilename dump_6379.rdb RDB備份文件
   stop-writes-on-bgsave-error yes 是否在出現(xiàn)錯誤的時候終止RDB備份
   rdbcompression yes RDB備份文件是否進(jìn)行壓縮
   
   缺點(diǎn)：
   1）備份不及時鸭津，系統(tǒng)宕機(jī)可能會丟失數(shù)據(jù)
   2）性能較差彤侍。RDB不是增量備份，每次備份都會把所有的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱疟P逆趋。

2. AOF
   AOF是把執(zhí)行的命令寫入到緩沖區(qū)盏阶，然后追加寫入到磁盤中。通過讀取并執(zhí)行這些命令來恢復(fù)數(shù)據(jù)
   備份策略：
   always 每執(zhí)行一條命令就備份到磁盤
   everysec 每隔一秒備份一次
   no 備份時機(jī)由操作系統(tǒng)決定
   重寫：對寫入.aof文件的命令進(jìn)行優(yōu)化
   
   配置：
   appendonly yes 是否開啟AOF備份模式
   appendfilename "appendonly_6379.aof" AOF備份文件
   appendfsync everysec AOF備份策略
   no-appendfsync-on-rewrite yes 重寫的時候是否執(zhí)行AOF備份操作
   auto-aof-rewrite-percentage 100 觸發(fā)重寫的文件大小增長百分比
   auto-aof-rewrite-min-size 64m 觸發(fā)重寫的文件大小

3. RDB和AOF混合模式
   配置：
   aof-use-rdb-preamble yes 使用RDB和AOF混合模式

主從復(fù)制

可以提高讀數(shù)據(jù)的qps闻书。設(shè)置方法：
方法1. 在需要設(shè)置為從節(jié)點(diǎn)的redis客戶端使用命令
slaveof host port
方法2. 在配置文件中配置master的地址和端口
replicaof host port

哨兵機(jī)制

哨兵服務(wù)可以監(jiān)測redis服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)名斟，當(dāng)有master服務(wù)器掛掉，會從剩余服務(wù)器中選舉出新的master并修改其他slave服務(wù)器的master連接魄眉。

優(yōu)點(diǎn)：可以解決單點(diǎn)故障砰盐，提高讀數(shù)據(jù)的qps
缺點(diǎn)：無法提高寫請求的qps，存儲容量有局限性

配置

bind 127.0.0.1 限制訪問IP
port 26380 訪問端口
daemonize yes 后臺啟動
dir /usr/local/redis-5.0.8/data 工作目錄
logfile "sentinel_26380.log" 日志輸出文件坑律， 在工作目錄中
protected-mode no 是否開啟保護(hù)模式

告訴sentinel去監(jiān)聽指定ip和port的一個master岩梳，master-name是集群的名字，quorum是指定當(dāng)多少個sentinel認(rèn)為這個master失效時晃择，master才算真正失效
sentinel monitor ${master-name} ${ip} ${port} ${quorum}

master失效多長時間才會被sentinel認(rèn)為是不可用的冀值，單位毫秒，默認(rèn)30秒
sentinel down-after-milliseconds master-name 30000

在發(fā)生failover主備切換時最多可以有多少個slave同時對新的master進(jìn)行同步藕各。這個數(shù)字越小池摧，同步時間越長，數(shù)字越大激况，就有越多的slave因?yàn)閞eplication操作而不可用”炱牵可以設(shè)置為1來保證同時只有一個slave不能處理請求
sentinel parallel-syncs ${master-name} 1

master服務(wù)器失效之后隔多長時間再次檢查該服務(wù)器的狀態(tài)
sentinel failover-timeout ${master-name} 180000

啟動

bin/redis-sentinel conf/sentinel_26380.conf

集群

相對于哨兵機(jī)制:

1. 有多臺寫服務(wù)器乌逐，可以提高寫數(shù)據(jù)的qps
2. 數(shù)據(jù)分散存儲，提高數(shù)據(jù)量
3. 提高帶寬创葡、網(wǎng)絡(luò)流量

配置：
cluster-enabled yes 開啟集群模式
cluster-config-file node_6379.conf 集群服務(wù)器的信息
cluster-node-timeout 15000 節(jié)點(diǎn)間通信超時時間
cluster-require-full-coverage no 集群中一個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障浙踢，是否停用整個集群

數(shù)據(jù)分區(qū)規(guī)則

1. 順序分區(qū)
   特點(diǎn):
   1）數(shù)據(jù)容易傾斜
   2）鍵值分布和業(yè)務(wù)相關(guān)
   3）支持批量操作
   4）可以順序訪問

2. Hash分區(qū)
   特點(diǎn)：
   1）數(shù)據(jù)分散度高
   2）鍵值分布與業(yè)務(wù)無關(guān)
   3）支持批量操作
   4）無法順序訪問

   Hash分區(qū)方案：
   1）節(jié)點(diǎn)取余
   根據(jù)Hash值 % 分區(qū)數(shù)量進(jìn)行分區(qū)
   注意點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)取余擴(kuò)容時，為了減少數(shù)據(jù)的遷移量灿渴，盡量翻倍擴(kuò)容（50%遷移量）

   2）一致性Hash
   采用Hash環(huán)的概念洛波，Hash結(jié)果是int類型胰舆，有0-2^32個數(shù)值，這些數(shù)值連在一起首尾相接形成一個環(huán)蹬挤，在這個 環(huán)上均勻的分配節(jié)點(diǎn)缚窿，每個節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一塊區(qū)域

   Hash環(huán)@2x.png
   
   

   當(dāng)插入或查詢一個key時，首先對key做Hash運(yùn)算得到Hash值焰扳，然后根據(jù)這個Hash值順時針找到對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲和讀取
   特點(diǎn)：
   ① 在客戶端對key進(jìn)行Hash運(yùn)算倦零，然后找到對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲和讀取
   ② 擴(kuò)容或者刪除節(jié)點(diǎn)只會影響下一個相鄰的節(jié)點(diǎn)，不會對其他節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生影響
   ③ 翻倍擴(kuò)容吨悍，擴(kuò)容時在每塊區(qū)域分別添加新的節(jié)點(diǎn)扫茅，以保證最小數(shù)據(jù)遷移量和負(fù)載均衡
   ④ 擴(kuò)容后數(shù)據(jù)不會自動遷移，需要在客戶端手動遷移數(shù)據(jù)育瓜。如果是緩存數(shù)據(jù)葫隙，可以從數(shù)據(jù)庫查詢之后再進(jìn)行緩存，無需遷移數(shù)據(jù)躏仇，所以Hash環(huán)比較適合做緩存

3）虛擬槽
redis將16384個虛擬槽平均分配到節(jié)點(diǎn)服務(wù)器中停蕉，每個節(jié)點(diǎn)服務(wù)器都知道其他服務(wù)器中有哪些槽。操作時會對key進(jìn)行CRC16(key) % 16383運(yùn)算钙态，得到的結(jié)果就是所在的槽的編號慧起，節(jié)點(diǎn)服務(wù)器接收到請求后，如果計(jì)算出來的槽在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)册倒，就直接進(jìn)行數(shù)據(jù)操作蚓挤，如果不在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，會連接到對應(yīng)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作驻子。

集群搭建流程

1. 配置并啟動集群的服務(wù)器
   從redis5版本官方提供了一個命令可以自動發(fā)現(xiàn)服務(wù)器灿意、分配虛擬槽和設(shè)置從服務(wù)器，無需手動操作后面2 3 4 步
   redis-cli --cluster create ${host1:port1 host2:port2 ...} --cluster -replicas ${slave_ratio}
slave_ratio 是從服務(wù)器占比崇呵，設(shè)置為2就是主從1:2缤剧，設(shè)置為3就是主從1:3

2. 發(fā)現(xiàn)其他服務(wù)器
   cluster meet ${host} ${port} 發(fā)現(xiàn)指定服務(wù)器
   cluster nodes 或者cluster info命令查看已發(fā)現(xiàn)的服務(wù)器信息

3. 分配虛擬槽
   虛擬槽只分配給master服務(wù)器
   虛擬槽一共16384個，可以通過腳本循環(huán)執(zhí)行下面命令給指定服務(wù)器分配虛擬槽
   redis-cli -h ${host} -p ${port} cluster addslots ${slot}

4. 設(shè)置從服務(wù)器
   redis-cli -h ${host} -p ${port} cluster replicate ${master_node_id}
master_node_id可以通過cluster nodes命令查看

Redis常見問題

1. 緩存穿透：
   緩存穿透一般出現(xiàn)在查詢數(shù)據(jù)庫中不存在的數(shù)據(jù)域慷。緩存沒有命中就會查數(shù)據(jù)庫荒辕， 數(shù)據(jù)庫查不到也不寫入緩存，就會導(dǎo)致這個不存在的數(shù)據(jù)每次都要查詢數(shù)據(jù)庫犹褒，增加數(shù)據(jù)庫的壓力
   
   解決方案：
   1）單個key穿透抵窒，可以將這個key在redis中緩存一個空值，設(shè)置較短的有效期叠骑，防止高頻率的查詢數(shù)據(jù)庫
   2）多個key穿透李皇，可以通過驗(yàn)證key的合法性來決定是否查詢數(shù)據(jù)庫。如果數(shù)據(jù)量不大宙枷，可以把所有的key放到redis的set集合中掉房，查詢時判斷key如果在set集合中茧跋，再查數(shù)據(jù)庫。如果數(shù)據(jù)量上億卓囚，可以考慮使用布隆過濾器來實(shí)現(xiàn)瘾杭。

2. 雪崩：
   雪崩是指大量緩存在同一時間失效，所有的請求都會查詢數(shù)據(jù)庫捍岳，造成數(shù)據(jù)庫崩潰富寿。

解決方案：
1）盡量讓key的過期時間均勻分布
2）控制同一個key查詢數(shù)據(jù)庫的線程數(shù)量，在查詢數(shù)據(jù)庫之前再次查詢緩存锣夹。常見的限流算法有計(jì)數(shù)算法页徐、滑動窗口、令牌桶银萍、漏桶等

3. 熱點(diǎn)key：
   熱點(diǎn)key是指某個key的訪問頻率非常頻繁变勇，導(dǎo)致redis服務(wù)器壓力劇增，無法保證正常提供服務(wù)

解決方案：
1）橫向擴(kuò)容贴唇，增加集群服務(wù)器提高讀數(shù)據(jù)的能力
2） 使用本地緩存搀绣。把熱點(diǎn)數(shù)據(jù)緩存在本地服務(wù)器的內(nèi)存中，減少redis的訪問量

SpringBoot項(xiàng)目集成Redis

1. 導(dǎo)入redis包spring-boot-starter-data-redis和連接池包commons-pool2
2. yml文件中配置redis

redis:
    cluster:
      nodes: 127.0.0.1:6380,127.0.0.1:6381,127.0.0.1:6382,127.0.0.1:6384,127.0.0.1:6385,127.0.0.1:6386
    lettuce:
      pool:
        min-idle: 10
        max-idle: 10
        max-active: 10
        max-wait: 150000

3. 使用redisTemplate操作redis

 @Autowired
 private RedisTemplate redisTemplate;

 //  拿到ValueOperations對象操作redis
 ValueOperations<String,String> ops = redisTemplate.opsForValue();
 String str = ops.get("key");