前言

Redis 是一種基于 鍵值對 的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫蛤克。與很多鍵值對數(shù)據(jù)庫不同厌衙，Redis 提供了豐富的 值數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)畦木，包括 string(字符串)兜粘、hash(哈希)申窘、list(列表)、set(集合)孔轴、zset(有序集合)剃法、bitmap(位圖)等等。

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正文

Redis 是一個(gè)使用 ANSI C 編寫的開源路鹰、支持 網(wǎng)絡(luò)贷洲、基于 內(nèi)存、單線程模型晋柱、可選持久性 的 鍵值對存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫优构。

1. Redis的特性

1. 速度快，最快可達(dá)到 10w QPS（基于 內(nèi)存雁竞，C 語言钦椭，單線程 架構(gòu)）；

2. 基于 鍵值對 (key/value) 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器浓领。全稱 Remote Dictionary Server。包括 string(字符串)势腮、hash(哈希)联贩、list(列表)、set(集合)捎拯、zset(有序集合)泪幌、bitmap(位圖)盲厌。同時(shí)在 字符串 的基礎(chǔ)上演變出 位圖（BitMaps）和 HyperLogLog 兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3.2 版本中加入 GEO（地理信息位置）祸泪。

3. 豐富的功能吗浩。例如：鍵過期（緩存），發(fā)布訂閱（消息隊(duì)列）没隘， Lua 腳本（自己實(shí)現(xiàn) Redis 命令）懂扼，事務(wù)，流水線（Pipeline右蒲，用于減少網(wǎng)絡(luò)開銷）阀湿。

4. 簡單穩(wěn)定。無外部庫依賴瑰妄，單線程模型陷嘴。

5. 客戶端語言多。

6. 持久化（支持兩種 持久化 方式 RDB 和 AOF）灾挨。

7. 主從復(fù)制（分布式的基礎(chǔ)）。

8. 高可用（Redis Sentinel）竹宋，分布式（Redis Cluster）和 水平擴(kuò)容劳澄。

2. Redis的應(yīng)用場景

2.1. 緩存

合理的使用 緩存 能夠明顯加快訪問的速度，同時(shí)降低數(shù)據(jù)源的壓力逝撬。這也是 Redis 最常用的功能浴骂。Redis 提供了 鍵值過期時(shí)間（EXPIRE key seconds）設(shè)置，并且也提供了靈活控制 最大內(nèi)存 和 內(nèi)存溢出 后的 淘汰策略宪潮。

2.2. 排行榜

每個(gè)網(wǎng)站都有自己的排行榜溯警，例如按照 熱度排名 的排行榜，發(fā)布時(shí)間 的排行榜狡相，答題排行榜 等等梯轻。Redis 提供了 列表（list）和 有序集合（zset）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，合理的使用這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)尽棕，可以很方便的構(gòu)建各種排行榜系統(tǒng)喳挑。

2.3. 計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器 在網(wǎng)站應(yīng)用中非常重要。例如：點(diǎn)贊數(shù)加 1滔悉，瀏覽數(shù) 加 1伊诵。還有常用的 限流操作，限制每個(gè)用戶每秒 訪問系統(tǒng)的次數(shù) 等等回官。Redis 支持 計(jì)數(shù)功能（INCR key）曹宴，而且計(jì)數(shù)的 性能 也非常好，計(jì)數(shù)的同時(shí)也可以設(shè)置 超時(shí)時(shí)間歉提，這樣就可以 實(shí)現(xiàn)限流笛坦。

2.4. 社交網(wǎng)絡(luò)

贊/踩区转，粉絲，共同好友/喜好版扩，推送废离，下拉刷新等是社交網(wǎng)站必備的功能。由于社交網(wǎng)站 訪問量通常比較大礁芦，而且 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫 不太適合保存這類數(shù)據(jù)蜻韭，Redis 提供的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 可以相對比較容易實(shí)現(xiàn)這些功能。

2.5. 消息隊(duì)列

Redis 提供的 發(fā)布訂閱（PUB/SUB）和 阻塞隊(duì)列 的功能宴偿，雖然和專業(yè)的消息隊(duì)列比湘捎，還 不夠強(qiáng)大，但對于一般的消息隊(duì)列功能基本滿足窄刘。

3. Redis的安裝配置

下面介紹一下 Redis 的安裝流程窥妇。我會(huì)按照如下的順序，逐步搭建出 高可用 的 Redis 緩存服務(wù)器集群娩践。

• Redis 單機(jī)服務(wù)器 搭建
• Redis 主從復(fù)制 搭建
• Redis-Sentinel 高可用 搭建

3.1. Redis單機(jī)服務(wù)器安裝

3.1.1. 下載并解壓

首先從 Redis 官網(wǎng)下載 Redis 源代碼并解壓活翩，這里使用的是 最新穩(wěn)定版本 4.0.11。依次執(zhí)行如下命令：

cd /usr/local/
wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.11.tar.gz
tar -zxvf redis-4.0.2.tar.gz

3.1.2. 編譯并安裝

下載并解壓完畢后翻伺，則對 源碼包 進(jìn)行 編譯安裝材泄，這里 Redis 安裝路徑為 /usr/local/redis。

注意：make install PREFIX=目標(biāo)安裝路徑

cd /usr/local/redis-4.0.11
make install PREFIX=/usr/local/redis

安裝完成時(shí)吨岭，/usr/local/redis/bin 目錄下會(huì)生成的幾個(gè)可執(zhí)行的文件拉宗。

復(fù)制 Redis 相關(guān)命令到 /usr/local/bin 目錄下，這樣就可以直接執(zhí)行這些命令辣辫，不用寫全路徑旦事。

$ cd /usr/local/redis/bin/
$ sudo sudo cp redis-cli redis-server redis-sentinel /usr/local/bin

3.1.3. 修改Redis配置文件

安裝完成之后將 Redis 配置文件拷貝到 /usr/local 下，redis.conf 是 Redis 的配置文件急灭，redis.conf 在 Redis 源碼目錄姐浮，port 默認(rèn)是 6379。

$ sudo cp /usr/local/redis-4.0.11/redis.conf /usr/local/

Redis 配置文件主要參數(shù)解析參考：

# redis進(jìn)程是否以守護(hù)進(jìn)程的方式運(yùn)行葬馋，yes為是卖鲤，no為否(不以守護(hù)進(jìn)程的方式運(yùn)行會(huì)占用一個(gè)終端)。
daemonize no
# 指定redis進(jìn)程的PID文件存放位置
pidfile /var/run/redis.pid
# redis進(jìn)程的端口號
port 6379
# 綁定的主機(jī)地址
bind 127.0.0.1
# 客戶端閑置多長時(shí)間后關(guān)閉連接畴嘶，默認(rèn)此參數(shù)為0即關(guān)閉此功能
timeout 300
# redis日志級別蛋逾，可用的級別有debug.verbose.notice.warning
loglevel verbose
# log文件輸出位置，如果進(jìn)程以守護(hù)進(jìn)程的方式運(yùn)行窗悯，此處又將輸出文件設(shè)置為stdout的話区匣，就會(huì)將日志信息輸出到/dev/null里面去了
logfile stdout
# 設(shè)置數(shù)據(jù)庫的數(shù)量，默認(rèn)為0可以使用select <dbid>命令在連接上指定數(shù)據(jù)庫id
databases 16
# 指定在多少時(shí)間內(nèi)刷新次數(shù)達(dá)到多少的時(shí)候會(huì)將數(shù)據(jù)同步到數(shù)據(jù)文件
save <seconds> <changes>
# 指定存儲(chǔ)至本地?cái)?shù)據(jù)庫時(shí)是否壓縮文件蟀瞧，默認(rèn)為yes即啟用存儲(chǔ)
rdbcompression yes
# 指定本地?cái)?shù)據(jù)庫文件名
dbfilename dump.db
# 指定本地?cái)?shù)據(jù)問就按存放位置
dir ./
# 指定當(dāng)本機(jī)為slave服務(wù)時(shí)沉颂，設(shè)置master服務(wù)的IP地址及端口，在redis啟動(dòng)的時(shí)候他會(huì)自動(dòng)跟master進(jìn)行數(shù)據(jù)同步
slaveof <masterip> <masterport>
# 當(dāng)master設(shè)置了密碼保護(hù)時(shí)悦污，slave服務(wù)連接master的密碼
masterauth <master-password>
# 設(shè)置redis連接密碼铸屉，如果配置了連接密碼，客戶端在連接redis是需要通過AUTH<password>命令提供密碼切端，默認(rèn)關(guān)閉
requirepass footbared
# 設(shè)置同一時(shí)間最大客戶連接數(shù)彻坛，默認(rèn)無限制。redis可以同時(shí)連接的客戶端數(shù)為redis程序可以打開的最大文件描述符踏枣，如果設(shè)置 maxclients 0昌屉，表示不作限制。當(dāng)客戶端連接數(shù)到達(dá)限制時(shí)茵瀑，Redis會(huì)關(guān)閉新的連接并向客戶端返回 max number of clients reached 錯(cuò)誤信息
maxclients 128
# 指定Redis最大內(nèi)存限制间驮，Redis在啟動(dòng)時(shí)會(huì)把數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中，達(dá)到最大內(nèi)存后马昨，Redis會(huì)先嘗試清除已到期或即將到期的Key竞帽。當(dāng)此方法處理后，仍然到達(dá)最大內(nèi)存設(shè)置鸿捧，將無法再進(jìn)行寫入操作屹篓，但仍然可以進(jìn)行讀取操作。Redis新的vm機(jī)制匙奴，會(huì)把Key存放內(nèi)存堆巧，Value會(huì)存放在swap區(qū)
maxmemory<bytes>
# 指定是否在每次更新操作后進(jìn)行日志記錄，Redis在默認(rèn)情況下是異步的把數(shù)據(jù)寫入磁盤泼菌，如果不開啟谍肤，可能會(huì)在斷電時(shí)導(dǎo)致一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)丟失。因?yàn)閞edis本身同步數(shù)據(jù)文件是按上面save條件來同步的灶轰，所以有的數(shù)據(jù)會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)只存在于內(nèi)存中谣沸。默認(rèn)為no。
appendonly no
# 指定跟新日志文件名默認(rèn)為appendonly.aof
appendfilename appendonly.aof
# 指定更新日志的條件笋颤，有三個(gè)可選參數(shù) - no：表示等操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存同步到磁盤(快)乳附，always：表示每次更新操作后手動(dòng)調(diào)用fsync()將數(shù)據(jù)寫到磁盤(慢，安全)伴澄， everysec：表示每秒同步一次(折衷赋除，默認(rèn)值)；
appendfsync everysec

• 設(shè)置后臺(tái)啟動(dòng)

由于 Redis 默認(rèn)是 前臺(tái)啟動(dòng)非凌，不建議使用举农。修改 Redis 配置文件，把 daemonize no 改為 daemonize yes敞嗡。

daemonize yes

• 設(shè)置遠(yuǎn)程訪問

Redis 默認(rèn)只允許 本機(jī)訪問颁糟，把 bind 修改為 bind 0.0.0.0 此設(shè)置會(huì)變成 允許所有遠(yuǎn)程訪問航背。如果想指定限制訪問，可設(shè)置對應(yīng)的 IP棱貌。

bind 0.0.0.0

• 配置 Redis 日志記錄

找到 logfile 配置玖媚，默認(rèn)是：logfile ""，改為自定義日志文件路徑婚脱。

logfile /var/log/redis_6379.log

• 設(shè)置 Redis 請求密碼

把 requirepass 修改為 123456今魔，修改之后重啟下服務(wù)

requirepass "123456"

有了密碼之后，進(jìn)入客戶端障贸，就得這樣訪問：

$ redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456

3.1.4. Redis的常用命令

• 啟動(dòng)命令

$ redis-server /usr/local/redis.conf

• 關(guān)閉命令

$ redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 shutdown

• 查看是否啟動(dòng)

$ ps -ef | grep redis

• 進(jìn)入客戶端

$ redis-cli

• 關(guān)閉客戶端

$ redis-cli shutdown

注意：不建議使用 kill -9错森，這種方式不但不會(huì)做持久化操作，還會(huì)造成緩沖區(qū)等資源不能優(yōu)雅關(guān)閉篮洁。極端情況下造成 AOF 和 復(fù)制丟失數(shù)據(jù) 的情況涩维。shutdown 還有一個(gè)參數(shù)，代表是否在關(guān)閉 redis 前袁波，生成 持久化文件激挪，命令為 redis-cli shutdown nosave|save。

• 設(shè)置為開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)

$ echo "redis-server /usr/local/redis.conf" >> /etc/rc.local

• 開放防火墻端口

# 添加規(guī)則
iptables -I INPUT -p tcp -m tcp --dport 6379 -j ACCEPT
# 保存規(guī)則
service iptables save
# 重啟iptables
service iptables restart

3.1.5. 注冊Redis為系統(tǒng)服務(wù)

在 /etc/init.d 目錄下添加 Redis 服務(wù)的 啟動(dòng)锋叨，暫停 和 重啟 腳本：

$ sudo /etc/init.d/redis

腳本的內(nèi)容如下：

#!/bin/sh  
#  
# redis - this script starts and stops the redis-server daemon  
#  
# chkconfig:   - 85 15  
# description:  Redis is a persistent key-value database  
# processname: redis-server  
# config:      /usr/local/redis/bin/redis-server
# config:      /etc/redis.conf  
# Source function library.  
. /etc/rc.d/init.d/functions  
# Source networking configuration.  
. /etc/sysconfig/network  
# Check that networking is up.  
[ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0  
redis="/usr/local/redis/bin/redis-server" 
prog=$(basename $redis)  
REDIS_CONF_FILE="/etc/redis.conf" 
[ -f /etc/sysconfig/redis ] && . /etc/sysconfig/redis  
lockfile=/var/lock/subsys/redis  
start() {  
    [ -x $redis ] || exit 5  
    [ -f $REDIS_CONF_FILE ] || exit 6  
    echo -n $"Starting $prog: "  
    daemon $redis $REDIS_CONF_FILE  
    retval=$?  
    echo  
    [ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile  
    return $retval  
}  
stop() {  
    echo -n $"Stopping $prog: "  
    killproc $prog -QUIT  
    retval=$?  
    echo  
    [ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile  
    return $retval  
}  
restart() {  
    stop  
    start  
}  
reload() {  
    echo -n $"Reloading $prog: "  
    killproc $redis -HUP  
    RETVAL=$?  
    echo  
}  
force_reload() {  
    restart  
}  
rh_status() {  
    status $prog  
}  
rh_status_q() {  
    rh_status >/dev/null 2>&1  
}  
case "$1" in  
    start)  
        rh_status_q && exit 0  
        $1  
        ;;  
    stop)  
        rh_status_q || exit 0  
        $1  
        ;;  
    restart|configtest)  
        $1  
        ;;  
    reload)  
        rh_status_q || exit 7  
        $1  
        ;;  
    force-reload)  
        force_reload  
        ;;  
    status)  
        rh_status  
        ;;  
    condrestart|try-restart)  
        rh_status_q || exit 0  
    ;;  
    *)  
        echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|orce-reload}"  
        exit 2  
esac

賦予腳本文件可執(zhí)行權(quán)限：

$ chmod 755 /etc/init.d/redis

啟動(dòng)垄分、停止和重啟 redis 服務(wù)：

service redis start
service redis stop
service redis restart

3.2. Redis主從復(fù)制集群安裝

3.2.1. Redis-Server配置說明

3.2.2. Redis主從架構(gòu)配置

• 編輯 從機(jī) 的 Redis 配置文件，找到 210 行（大概）- #slaveof <masterip> <masterport>
  娃磺。去掉該注釋薄湿，填寫 主服務(wù)器 的 IP 和 端口。

slaveof 10.206.20.231 16379

• 如果 主服務(wù)器 設(shè)置了密碼偷卧，還需要找到 masterauth <master-password> 這一行豺瘤，去掉注釋，改為 masterauth 的主機(jī)密碼听诸。

masterauth 123456

• 配置完成后重啟 從服務(wù)器 的 Redis 服務(wù)坐求。

$ service redis restart

• 重啟完成之后，進(jìn)入 主服務(wù)器 的 redis-cli 模式下晌梨，命令為 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 16379 -a 123456桥嗤。輸入 INFO replication 查詢到 當(dāng)前主機(jī) 的 Redis 的狀態(tài)，連接上 主服務(wù)器 的 從服務(wù)器仔蝌。

Redis 主服務(wù)器 的配置文件：

• redis.conf

daemonize yes
pidfile /var/run/redis-16379.pid
logfile /var/log/redis/redis-16379.log
port 16379
bind 0.0.0.0
timeout 300
databases 16
dbfilename dump-16379.db
dir ./redis-workdir
masterauth 123456
requirepass 123456

Redis 從服務(wù)器 的配置文件：

• redis.conf

daemonize yes
pidfile /var/run/redis-26379.pid
logfile /var/log/redis/redis-26379.log
port 26379
bind 0.0.0.0
timeout 300
databases 16
dbfilename dump-26379.db
dir ./redis-workdir
masterauth 123456
requirepass 123456
slaveof 127.0.0.1 16379

Redis 主服務(wù)器 的狀態(tài)如下：

# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=10.206.20.231,port=16379,state=online,offset=28,lag=1
master_replid:625ae9f362643da5337835beaeabfdca426198c7
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:28
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:28

Redis 從服務(wù)器 的狀態(tài)如下：

# Replication
role:slave
master_host:10.206.20.231
master_port:26379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:3
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:210
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:625ae9f362643da5337835beaeabfdca426198c7
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:210
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:210

3.2.3. Redis主從配置驗(yàn)證

上面完成了基本的 主從配置泛领，可以簡單的測試一下效果：

• 進(jìn)入 主服務(wù)器 的 redis-cli 模式，然后 set 一個(gè)值敛惊，比如：

> set master_port "16379"
OK

• 切換進(jìn)入 從服務(wù)器 的 redis-cli 的模式渊鞋，查詢剛剛設(shè)置的值看是否存在：

> get master_port
"16379"

此時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)是可以獲取到值的，Redis 的 主從模式 正常工作锡宋。

小結(jié)

本文簡單的說明了 Redis 的相關(guān) 特性 和 應(yīng)用場景儡湾，詳細(xì)地給出 Redis 單服務(wù)器的 編譯，安裝执俩，配置 和 啟動(dòng)盒粮，進(jìn)一步引入了 Redis 主從復(fù)制 的相關(guān)原理和詳細(xì)配置。關(guān)于 Redis 的 高可用機(jī)制 和 集群搭建奠滑，下文將給出詳細(xì)的說明。

參考

《Redis 開發(fā)與運(yùn)維》

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