2021 年 12 月 – 第 13 页

Redis 是什么？

说到Redis，我们的第一印象肯定是作为缓存中间件使用了，这样想可能太片面，我们按官网的介绍来看吧（http://www.redis.cn/），全面的认识下它的用途和功能：

这里的描述很简练和清晰了，因此，打算梳理的 Redis 相关知识点如下：

Redis 支持丰富的数据类型，每种类型的特点及应用场景；
Redis 支持持久化机制，有RDB、AOF等持久化方式；
Redis 多机数据库的实现，有复制（replication）、哨兵（Sentinel）和集群（cluster）等功能；
Redis 支持事务，Redis事务的ACID特性；
Redis 支持的其他独立功能，如发布/订阅、慢日志查询、Lua脚本、排序及二进制位数组等；
Redis 不仅仅是缓存中间件，也可以当做nosql数据库、消息队列等使用。

当然了，Redis 的优势也有必要说明一下，比如：

读写性能很好，Redis能读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s，原因有多路复用机制、Resp协议、单线程、基于内存持久化操作等；
数据结构丰富，Redis不仅支持strings、lists、hashes、sets、sorted sets等5种基本数据结构，也支持bitmaps、hyperLogLogs、geospatial等复杂数据结构；
所有操作原子性，所有 Redis 的操作都是原子的，能确保当多个客户同时访问 Redis 服务器时，每个用户得到的是更新后的最新值；
拥有多样的特性，比如：支持多种键过期删除策略、支持多机数据库的实现（主从复制、哨兵和集群等）、可当做消息队列使用等。

同时，Redis 作为缓存使用时，缺点也很明显，会出现以下几种问题：

缓存和数据库双写一致性问题；
缓存雪崩问题；
缓存击穿问题；
缓存的并发竞争问题。

而这些问题也都有对应的解决方法

关于Redis的数据持久化

Redis的所有数据都是保存在内存中，然后不定期的通过异步方式保存到磁盘上(这称为“半持久化模式”)；也可以把每一次数据变化都写入到一个append only file(aof)里面(这称为“全持久化模式”)。

由于Redis的数据都存放在内存中，如果没有配置持久化，redis重启后数据就全丢失了，于是需要开启redis的持久化功能，将数据保存到磁盘上，当redis重启后，可以从磁盘中恢复数据。redis提供两种方式进行持久化，一种是RDB持久化（原理是将Reids在内存中的数据库记录定时dump到磁盘上的RDB持久化），另外一种是AOF（append only file）持久化（原理是将Reids的操作日志以追加的方式写入文件）。

Redis版本选择及新版本特性

Redis 版本选择和下载（https://redis.io/download）时，一定要了解下官网提及的版本规则及更新信息：

Redis 使用标准版本标记进行版本控制：major.minor.patchlevel。偶数的版本号表示稳定的版本，例如 1.2，2.0，2.2，2.4，2.6，2.8，奇数的版本号用来表示非标准版本，例如2.9.x是非稳定版本，它的稳定版本是3.0。
Redis 4.0在2017年7月以GA的形式发布，新用户应该使用Redis 5，但Redis 4是目前最成熟的版本，并将在明年更新，直到Redis 6发布。
Redis 5.0是Redis的第一个重大更新版本，引入了新的流数据类型与消费者组，排序集阻塞pop操作，RDB中的LFU/LRU信息，Redis -cli中的集群管理器，活跃的碎片整理V2, HyperLogLogs改进和许多其他改进，2018年10月，Redis 5作为GA发布。
Redis 6.0引入了SSL，新的RESP3协议，acl，客户端缓存，无磁盘副本，I/O线程，更快的RDB加载，新的模块api和更多的改进。

经过一番比较后，最终选择使用Redis 5版本！，下载地址：https://download.redis.io/releases/。

Windows 安装和使用 Redis

值得注意的是，从Redis3.x开始一直到目前的Redis6.x，官网一直没有提供Windows系统的 Redis安装包，只提供了Linux或Docker的。因此，没必要折腾去寻找能在Windows安装的zip包了。

另外，关于官网为什么不提供Windows的Redis安装包,原因可能是：

redis是基于单线程的高性能操作，而redis需要单线程轮询，Windows和Linux的轮询机制有所不同。
Windows使用的是selector，而Linux使用的是epoll，从性能上来说 epoll是高于selector 的，所以redis官方推荐使用linux版本。不过，window版本的redis是民间大神或者微软修改过的，可以在网上搜到相关的安装包使用，不过最新版本是不可能和官方保持一致的。

Linux 安装和使用 Redis

使用环境

CentOS 7.6
redis-5.0.14 【暂用单机版】

安装步骤

下载安装包

去Redis官网下载Linux安装包:

也可以通过wget直接下载到虚拟机中

$ wget https://download.redis.io/releases/redis-5.0.14.tar.gz

检查gcc环境

redis是c语言编写的, 因此下载之后还需要使用gcc(9.3+)进行编译和安装.

查看gcc版本是否在9.3以上, 如果没有则需要安装

# 查看gcc版本是否在9.3以上，centos7.6默认安装4.8.5
$ gcc -v

如果发现gcc版本低于9.3, 我们需要升级到9.3及以上,如下：

$ sudo yum -y install centos-release-scl
$ sudo yum -y install devtoolset-9-gcc devtoolset-9-gcc-c++ devtoolset-9-binutils

$ scl enable devtoolset-9 bash

需要注意的是scl命令切换gcc版本只是临时的，退出shell或重启就会恢复原系统gcc版本。如果要长期使用gcc 9.3的话：

echo "source /opt/rh/devtoolset-9/enable" >>/etc/profile

编译redis

将下载的压缩包上传到/usr/local目录下，解压编译。

解压同时进入目录进行编译:

# 解压
tar zxf redis-5.0.14.tar.gz -C ~/app
# 编译依赖 - redis 5.x 需要
cd ~/app/redis-5.0.14/deps
make hiredis jemalloc linenoise lua
# 编译
cd ~/app/redis-5.0.14
make MALLOC=libc
# 测试
make test

如果编译测试过程发生错误提示

"You need tcl 8.5 or newer in order to run the Redis test"

则还需要安装tcl依赖

sudo yum install tcl -y

编译后产生一个新的src目录，将里面文件cp到/usr/local/bin/：

cp -rf src/redis-server /usr/local/bin/
cp -rf src/redis-cli /usr/local/bin/

进入src目录并安装Redis服务：

cd src
sudo make install

这样可以将Redis服务器和客户端命令安装到默认位置/usr/local/bin/下面
也可以在make install的时候指定一个前缀PREFIX,指定一个自定义的安装位置

cd src
sudo make install PREFIX=~/app/redis-5.0.14/

至此，Redis安装完毕。

启动Redis

前台启动

$ redis-server

启动效果：

PS：这种启动方式如果关闭终端，redis就直接退出了，所以我们需要下面的后台启动！

后台启动

修改 redis.conf 文件

把 daemonize no 改为 daemonize yes
注释掉 # bind 127.0.0.1
修改 protected-mode yes 改为 protected-mode no
如果需要设置密码添加 requirepass niit1234

修改后的部分示例如下：

# By default protected mode is enabled. You should disable it only if
# you are sure you want clients from other hosts to connect to Redis
# even if no authentication is configured, nor a specific set of interfaces
# are explicitly listed using the "bind" directive.
protected-mode no

# Accept connections on the specified port, default is 6379 (IANA #815344).
# If port 0 is specified Redis will not listen on a TCP socket.
port 6379

# By default Redis does not run as a daemon. Use 'yes' if you need it.
daemonize yes

# IMPORTANT NOTE: starting with Redis 6 "requirepass" is just a compatibility
# layer on top of the new ACL system. The option effect will be just setting
# the password for the default user. Clients will still authenticate using
# AUTH  as usually, or more explicitly with AUTH default 
# if they follow the new protocol: both will work.
#
# requirepass foobared
requirepass niit1234

启动和停止后台服务

## 启动服务
[redis-5.0.14]$ redis-server redis.conf

通过命令查看进程和端口(即启动时显示的PID和PORT)

## 查看进程
[redis-5.0.14]$ ps -ef | grep redis
## 查看端口
[redis-5.0.14]$ netstat -anpt | grep redis

停止后台服务

## 方法1. 如果知道Redis服务的进程ID可以使用Kill命令停止
kill -9 <进程号>

## 方法2. 通过Redis Cli命令行客户端停止服务
## 如设置密码需要先认证
[redis-5.0.14]$ bin/redis-cli
127.0.0.1:6379> auth "niit1234"    # 认证密码
OK
127.0.0.1:6379> shutdown

作为系统服务

将配置文件复制到/etc/redis下

$ sudo mkdir /etc/redis
$ sudo cp redis.conf /etc/redis/6379.conf

安装服务

$ cd utils/
Welcome to the redis service installer
This script will help you easily set up a running redis server

Please select the redis port for this instance: [6379]
Selecting default: 6379
Please select the redis config file name [/etc/redis/6379.conf]
Selected default - /etc/redis/6379.conf
Please select the redis log file name [/var/log/redis_6379.log]
Selected default - /var/log/redis_6379.log
Please select the data directory for this instance [/var/lib/redis/6379]
Selected default - /var/lib/redis/6379
Please select the redis executable path [] /usr/local/bin/redis-server
Selected config:
Port           : 6379                           # 默认端口号
Config file    : /etc/redis/6379.conf           # redis服务使用的配置文件
Log file       : /var/log/redis_6379.log        # redis服务器日志
Data dir       : /var/lib/redis/6379            # redis 数据存储目录
Executable     : /usr/local/bin/redis-server    # redis服务命令所在位置
Cli Executable : /usr/local/bin/redis-cli　　　　# redis客户端命令所在位置
Is this ok? Then press ENTER to go on or Ctrl-C to abort.
Copied /tmp/6379.conf => /etc/init.d/redis_6379
Installing service...
Successfully added to chkconfig!
Successfully added to runlevels 345!
Starting Redis server...
Installation successful!

安装完毕后使用chkconfig查看已经安装的服务, 并且此时redis服务已经在运行了.

[hadoop@hadoop000 utils]$ chkconfig

注：该输出结果只显示 SysV 服务，并不包含
原生 systemd 服务。SysV 配置数据
可能被原生 systemd 配置覆盖。

      要列出 systemd 服务，请执行 'systemctl list-unit-files'。
      查看在具体 target 启用的服务请执行
      'systemctl list-dependencies [target]'。

netconsole      0:关    1:关    2:关    3:关    4:关    5:关    6:关
network         0:关    1:关    2:开    3:开    4:开    5:开    6:关
redis_6379      0:关    1:关    2:开    3:开    4:开    5:开    6:关

可以看到, 新安装的服务名称为redis_6379, 并且已经配置了开机自动启动服务

也可以使用命令$ sudo chkconfig redis_6379 off关闭开机自动启动服务.

接下来就可以使用如下命令管理Redis系统服务了.

查看服务状态

$ service redis_6379 status
Redis is running (107335)

关闭服务

$ service redis_6379 stop
Stopping ...
(error) NOAUTH Authentication required.

这里无法关闭服务的原因是我们之前在redis.conf配置文件中设置了requirepasswd
所以解决办法

取消密码

修改服务启动文件

$ sudo vi /etc/init.d/redis_6379

# 修改如下
36      stop)
37          if [ ! -f $PIDFILE ]
38          then
39              echo "$PIDFILE does not exist, process is not running"
40          else
41              PID=$(cat $PIDFILE)
42              echo "Stopping ..."
43              # $CLIEXEC -p $REDISPORT shutdown
44              $CLIEXEC -a "niit1234" -p $REDISPORT shutdown
45              while [ -x /proc/${PID} ]
46              do
47                  echo "Waiting for Redis to shutdown ..."
48                  sleep 1
49              done
50              echo "Redis stopped"
51          fi
52          ;;

修改完成后再次关闭服务就可以成功了

$ service redis_6379 stop
Stopping ...
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
Redis stopped

启动服务

$ sudo service redis_6379 start
Starting Redis server...

使用客户端连接服务

$ redis-cli
127.0.0.1:6379> auth niit1234
OK

卸载Redis

停服务、删文件即可！

#查看进程
ps aux |grep redis
#杀掉进程
kill -9 <进程号>
#查看相关文件
find / -name "redis*"
# rm -rf 删除redis相关文件, 例如:
sudo rm -rf /etc/redis
sudo rm -rf /var/lib/redis
sudo rm -rf /etc/rc.d/init.d/redis_6379
sudo rm -rf /var/log/redis_6379.log
sudo rm -rf /usr/local/bin/redis-*
sudo rm -rf /home/hadoop/app/redis-5.0.14

其他可能出现的问题及解决办法

执行service redis_6379 start命令时，出现提示：

/var/run/redis_6379.pid exists, process is already running or crashed

删除这个pid即可

rm -rf /var/run/redis_6379.pid

Redis性能测试

模拟N个客户端同时发出M个请求：

通过redis-benchmark命令，测试结果如下：（每秒请求数）

$ ./src/redis-benchmark -n 10000 -q
PING_INLINE: 18115.94 requests per second
PING_BULK: 22988.51 requests per second
SET: 36496.35 requests per second
GET: 22883.29 requests per second
INCR: 24570.02 requests per second
LPUSH: 34722.22 requests per second
RPUSH: 20202.02 requests per second
LPOP: 24330.90 requests per second
RPOP: 30120.48 requests per second
SADD: 25252.53 requests per second
HSET: 28571.43 requests per second
SPOP: 35842.29 requests per second
LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 15673.98 requests per second
LRANGE_100 (first 100 elements): 10405.83 requests per second
LRANGE_300 (first 300 elements): 9442.87 requests per second
LRANGE_500 (first 450 elements): 7374.63 requests per second
LRANGE_600 (first 600 elements): 5827.51 requests per second
MSET (10 keys): 31055.90 requests per second

使用Redis客户端

使用redi-cli客户端通过命令操作redis，这里先热身一下：

redis-5.0.8]$ ./src/redis-cli
127.0.0.1:6379> set msg helloworld
OK
127.0.0.1:6379> get msg
"helloworld"
127.0.0.1:6379> set cnt 100
OK
127.0.0.1:6379> incr cnt
(integer) 101
127.0.0.1:6379> incrby cnt 10
(integer) 111
127.0.0.1:6379> mset apple 6.82 orange 3.5 banana 9.9
OK
127.0.0.1:6379> mget apple orange banana
1) "6.82"
2) "3.5"
3) "9.9"
127.0.0.1:6379> rpush list0 java
(integer) 1
127.0.0.1:6379> rpush list0 python
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush list0 go
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange list0 0 -1
1) "java"
2) "python"
3) "go"
127.0.0.1:6379>

用可视化工具管理 Redis

名称： AnotherRedisDesktopManager

前身是一个工具叫做 RedisDesktopManager, 由于不再更新, 因此有人又制作了另外一款工具起名为AnotherRedisDesktopManager

下载:

GITHUB地址

exe可执行文件下载链接

使用

创建连接，输入HOST、端口（默认6379）密码（AUTH），连接名称（Name）点击OK，成功！

连接成功后可以使用AnotherRedisDesktopManager内置的Redis客户端工具与服务器进行交互:

可视化界面可以方便查看和搜索那些已经存储的键值对.

如果要清空所有缓存的数据, 可以点击flush DB选项

当然还有很多其他功能, 这个软件和其他的数据库管理软件类似, 很快就可以上手了.

月度归档： 2021 年 12 月

Redis的安装，配置和使用