2018 November 05 Redis

Redis简明教程

关于Redis

Redis是一个开源的高性能key-value内存数据库，主要有以下三个特点：

安装Redis

CentOS7.5下安装Redis

下载redis并解压，这里最新稳定版为5.0.0：

# wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.0.tar.gz
# tar xzf redis-5.0.0.tar.gz
# cd redis-5.0.0

安装gcc：

# yum install gcc

编译安装：

# make MALLOC=libc
# cd src && make install

测试是否安装成功：

# ./redis-server

出现Redis启动信息表示安装成功，Ctrl + C退出测试。

设置Redis开机自启动，在/etc目录下新建redis目录：

# mkdir -p /etc/redis

将redis.conf文件复制一份到/etc/redis目录下，并命名为6379.conf：

# cp redis.conf /etc/redis/6379.conf

修改6379.conf，找到daemonize no一行，设置Redis为后台启动：

daemonize yes

将Redis的启动脚本复制一份到/etc/init.d目录下：

# cp utils/redis_init_script /etc/init.d/redisd

设置Redis开机自启动：

# cd /etc/init.d
# chkconfig redisd on

启动Redis：

# service redisd start

使用Docker安装Redis

如果会使用Docker的话，可以更方便快速地安装和体验Redis，只要下载一个Redis的镜像即可：

$ docker pull redis

启动容器，映射6379端口：

$ docker run -d --name redis -p 6379:6379 redis

Redis数据结构

Redis提供的5种基本结构：

字符串（String）

字符串的基本命令：

使用redis-cli与Redis进行交互：

$ redis-cli
127.0.0.1:6379>

将键hello的值设置为world：

127.0.0.1:6379> set hello world
OK

获取存储在键hello中的值：

127.0.0.1:6379> get hello
"world"

删除键值对：

127.0.0.1:6379> del hello
(integer) 1

再次获取存储在键hello中的值：

127.0.0.1:6379> get hello
(nil)

列表（List）

列表的基本命令：

假设列表key为my-list，向列表分别推入值a、b和c：

127.0.0.1:6379> rpush my-list a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> rpush my-list b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush my-list c
(integer) 3

获取列表所有值（0 -1 0为起始索引，-1为结束索引，表示取出所有值）：

127.0.0.1:6379> lrange my-list 0 -1
1) "a"
2) "b"
3) "c"

获取列表中索引为1的值：

127.0.0.1:6379> lindex my-list 1
"b"

从列表中弹出一个元素，弹出的元素将不再存在于列表：

127.0.0.1:6379> lpop my-list
"a"
127.0.0.1:6379> lrange my-list 0 -1
1) "b"
2) "c"

哈希（Hash）

哈希的基本命令：

假设哈希表key为my-hash，分别向哈希表添加键值对：

127.0.0.1:6379> hset my-hash a 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset my-hash b 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset my-hash c 3
(integer) 1

获取键为a的值：

127.0.0.1:6379> hget my-hash a
"1"

获取哈希表所有键值对：

127.0.0.1:6379> hgetall my-hash
1) "a"
2) "1"
3) "b"
4) "2"
5) "c"
6) "3"

根据键删除键值对：

127.0.0.1:6379> hdel my-hash a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall my-hash
1) "b"
2) "2"
3) "c"
4) "3"

集合（Set）

集合的基本命令：

集合和列表都可以存储多个字符串，区别在于：

假设集合key为my-set，向集合添加值：

127.0.0.1:6379> sadd my-set a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd my-set b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> sadd my-set c
(integer) 3

重复添加值a：

127.0.0.1:6379> sadd my-set a
(integer) 0

返回0表示这个元素已经存在于集合中，获取所有元素可以看到只有一个a：

127.0.0.1:6379> smembers my-set
1) "a"
2) "b"
3) "c"

检查元素是否存在于集合中：

127.0.0.1:6379> sismember my-set d
(integer) 0
127.0.0.1:6379> sismember my-set a
(integer) 1

移除集合中的元素：

127.0.0.1:6379> srem my-set a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> srem my-set a
(integer) 0
127.0.0.1:6379> smembers my-set
1) "b"
2) "c"

有序集合（Sorted set也叫Zset）

有序集合的基本命令：

有序集合与集合区别在于：

假设有序集合key为my-zset，向有序集合添加值，其中，1、2、3分别是a、b、c的分值：

127.0.0.1:6379> zadd my-zset 1 a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd my-zset 2 b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd my-zset 3 c
(integer) 1

获取有序集合的所有元素：

127.0.0.1:6379> zrange my-zset 0 -1
1) "a"
2) "b"
3) "c"

获取有序集合的所有元素，附上分值：

127.0.0.1:6379> zrange my-zset 0 -1 withscores
1) "a"
2) "1"
3) "b"
4) "2"
5) "c"
6) "3"

根据分值范围获取有序集合的元素，分值范围为0-10：

127.0.0.1:6379> zrangebyscore my-zset 0 10
1) "a"
2) "b"
3) "c"

同样可以附上分值：

127.0.0.1:6379> zrangebyscore my-zset 0 10 withscores
1) "a"
2) "1"
3) "b"
4) "2"
5) "c"
6) "3"

移除指定成员：

127.0.0.1:6379> zrem my-zset a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange my-zset 0 -1
1) "b"
2) "c"

HyperLogLog

HyperLogLog的基本命令：

Redis在2.8.9版本添加了HyperLogLog结构，用于做基数统计，即估算不重复元素的数量。

优点是只需要花费12KB内存，就可以计算接近2的64次方个不同元素的基数。

缺点是由于是估算，因此存在一定误差，而且不会存储元素本身，无法返回输入的各个元素。

HyperLogLog可以用在对精确性要求不是很高的场景，比如统计在线人数等等。

示例：

127.0.0.1:6379> pfadd my-hll a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfadd my-hll b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfcount my-hll
(integer) 2

设置数据过期时间

Redis支持为数据设置过期时间（单位：秒），并在过期后自动销毁数据.

示例，添加数据，并设置保留5秒：

127.0.0.1:6379> set my-key my-value
OK
127.0.0.1:6379> expire my-key 5
(integer) 1

5秒内获取：

127.0.0.1:6379> get my-key
"my-value"

5秒后获取：

127.0.0.1:6379> get my-key
(nil)

更多的命令

除了上面介绍的基本命令外，Redis还提供了许多命令来支持不同场景下的需求，详情可以查阅官方文档：

https://redis.io/commands

发布订阅

发布订阅的基本命令：

Redis发布订阅通过建立一个频道（channel），发布者（pub）发送消息，订阅者（sub）接收消息，实现发布者与订阅者之间的消息通信。

示例：

订阅频道my-channel :

127.0.0.1:6379> subscribe my-channel
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "my-channel"
3) (integer) 1

然后重新打开一个客户端，向频道my-channel发布一条消息：

127.0.0.1:6379> publish my-channel "hello"
(integer) 1

前面订阅者的客户端就会收到这条消息，如下：

127.0.0.1:6379> subscribe my-channel
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "my-channel"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "my-channel"
3) "hello"

事务

事务的基本命令：

示例：

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> sadd my-set a
QUEUED
127.0.0.1:6379> sadd my-set b
QUEUED
127.0.0.1:6379> smembers my-set
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 1
2) (integer) 1
3) 1) "a"
   2) "b"

注意：

Redis的事务与关系型数据库事务有所不同，单条Redis命令是原子操作，但是Redis事务并不是原子操作，并且Redis事务没有回滚，只是批量执行命令而已。

因为Redis的设计目标是高性能，如果和关系型数据库一样，通过加锁来实现事务的原子操作，性能势必大打折扣，而通过WATCH命令，如果监视的key发生改变则事务执行失败，需要重新执行事务，这是乐观锁的做法，在实际使用中也能解决问题。

备份与恢复

使用save命令创建备份，会在Redis的安装目录下生成备份文件dump.rdb：

127.0.0.1:6379> save
OK

Redis的安装目录可以通过以下命令获取到：

127.0.0.1:6379> config get dir
1) "dir"
2) "/data"

但是save命令会阻止所有其他客户端，所以通常使用另一个命令bgsave：

27.0.0.1:6379> bgsave
Background saving started

使用bgsave备份会在后台执行，并且Redis会进行fork，父进程继续提供数据库服务，子进程将数据库保存到磁盘上。要检查备份是否完成，可以使用lastsave命令：

127.0.0.1:6379> lastsave
(integer) 1541486211

返回的是上次备份成功的UNIX时间戳。

性能测试

Redis提供了一个性能测试工具redis-benchmark用来检测性能：

模拟同时执行10000个请求：

$ redis-benchmark -n 10000 -q

PING_INLINE: 13698.63 requests per second
PING_BULK: 12870.01 requests per second
SET: 13333.33 requests per second
GET: 15220.70 requests per second
INCR: 11286.68 requests per second
LPUSH: 11614.40 requests per second
RPUSH: 11415.53 requests per second
LPOP: 13037.81 requests per second
RPOP: 15649.45 requests per second
SADD: 13054.83 requests per second
HSET: 13550.14 requests per second
SPOP: 13333.33 requests per second
LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 13531.80 requests per second
LRANGE_100 (first 100 elements): 10162.60 requests per second
LRANGE_300 (first 300 elements): 5672.15 requests per second
LRANGE_500 (first 450 elements): 3952.57 requests per second
LRANGE_600 (first 600 elements): 3271.18 requests per second
MSET (10 keys): 9891.20 requests per second

仅测试GET和RPUSH命令的性能：

$ redis-benchmark -h 127.0.0.1 -p 6379 -t get,rpush -n 10000 -q

GET: 16666.67 requests per second
RPUSH: 15337.42 requests per second

127.0.0.1:6379> save
OK

搭建主从复制

假设，主服务器的地址为172.17.0.3:6379，从服务器的地址为172.17.0.4:6379。

首先，需要保证主从服务器可以互联对方，至少应检查以下配置：

  1. 检查防火墙，如果影响主从互联则关闭。

  2. 检查Redis配置，确保绑定IP配置不为bind 127.0.0.1，否则只能从本地访问Redis，我们可以：
    • 注释掉该配置，默认为可任意访问
    • 或者配置为bind 0.0.0.0（可任意访问）
    • 或者配置绑定一个可访问的IP地址。
  3. 检查Redis配置，确保protected-mode不会被启用，否则只能从本地访问Redis，protected-mode的启用条件有两个，1）没有绑定IP 2）没有设置访问密码，我们可以：
    • 编辑该配置为protected-mode no
    • 或者配置绑定一个可访问的IP地址
    • 或者设置一个Redis访问密码

确认主从服务器可以互联后，我们在从服务器上建立主从复制关系，有3种方式：

3种方式任选其一，即可完成主从复制的搭建。

Redis从5.0.0版本起，改用replicaof，但salveof仍向后兼容。

查看主从复制状态：

127.0.0.1:6379> info replication

断开复制：

127.0.0.1:6379> slaveof no one

主从自动切换（哨兵机制）

Redis的Sentinel系统用于管理多个Redis服务器（instance），该系统执行以下三个任务：

创建并编辑配置文件sentinel.conf：

port 26379
sentinel monitor mymaster 172.17.0.3 6379 1
sentinel auth-pass mymaster password

第二行配置表示监控一个名为mymaster的主服务器，IP地址为172.17.0.3，端口号为6379，而将这个主服务器判断为失效至少需要1个Sentinel同意（本示例从简，只使用了一个Sentinel，所以设置成1，一般使用3个Sentinel至少需要2个同意，5个至少3个同意，以此类推）。

Sentinel会根据主服务器配置找到从服务器，因此只需要配置主服务器即可。

第三行配置的password是访问172.17.0.3的Redis密码。

启动sentinel服务：

$ redis-server sentinel.conf --sentinel

之后，如果主服务器发生故障，Sentinel就会监控到，并自动进行主从切换。

参考文档

《Redis实战》

http://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html

https://www.cnblogs.com/zuidongfeng/p/8032505.html

http://redis.cn/documentation.html

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