Redis安装学习：从入门到上手实战

Redis安装学习涵盖了从下载到配置的全过程，包括Windows和Linux环境下的详细安装步骤。文章还介绍了Redis的基本操作和配置优化方法，帮助读者掌握Redis的使用技巧。

Redis 是一个开源的、基于内存的数据结构存储系统，用作数据库、缓存和消息中间件。Redis 由 Salvatore Sanfilippo 用 C 语言编写，于 2009 年公开发布。Redis 是 RE mote DI ctionary Server 的缩写，意指远程字典服务。

• 内存存储：Redis 是一个内存数据库，这意味着它将数据存储在内存中，以提供快速的读写操作。
• 多种数据类型：Redis 支持多种数据结构，包括字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）等。
• 持久化：Redis 提供两种持久化机制：RDB（定期快照）和 AOF（追加文件）。这两种机制可以确保在服务器重启后数据不会丢失。
• 高可用性：Redis 支持主从复制（Master-Slave Replication）和哨兵（Sentinel）模式，以确保高可用性和数据冗余。
• 发布和订阅：Redis 提供了发布/订阅功能，允许客户端订阅特定频道的消息。
• 事务支持：Redis 支持事务，可以保证一组命令的原子性。
• Lua 脚本：Redis 支持在服务器端执行 Lua 脚本，以实现复杂的业务逻辑。

• 缓存：Redis 可以作为缓存层，减少后端数据库的访问压力，提高响应速度。
• 会话存储：将用户会话存储在 Redis 中，以实现会话共享，提高系统可扩展性。
• 消息队列：Redis 可以作为消息队列，实现异步处理和解耦服务。
• 计数器：存储和更新高频计数器，如网站访问量统计。
• 实时分析：实时收集和分析数据，如实时排行榜、实时统计等。

1. 下载 Redis：

   • 访问 Redis 官方网站（https://redis.io/）下载 Windows 版本的 Redis。
   • 选择适合系统的 zip 文件下载。

2. 解压下载的文件：

   • 将下载的 zip 文件解压到任意目录。

3. 创建配置文件：

   • 在解压目录中创建一个名为 redis.windows.conf 的配置文件，内容可以参考 Redis 官方的示例配置文件。
   • 配置文件示例：

     # Redis 配置文件示例
     bind 127.0.0.1
     port 6379
     timeout 0
     loglevel notice
     logfile ""
     databases 16
     rdbcompression yes
     save 900 1
     save 300 10
     save 60 10000
     stop-writes-on-bgsave-error yes
     rdbchecksum yes
     dir ./
     appendonly no
     appendfilename "appendonly.aof"
     appendfsync everysec
     no-appendfsync-on-rewrite no
     auto-aof-rewrite-percentage 100
     auto-aof-rewrite-min-size 64mb
     aof-load-truncated yes
     aof-use-rdb-compression yes
     lua-time-limit 5000
     slowlog-log-slower-than 10000
     slowlog-max-len 128
     timeout 0
     notify-keyspace-events ""
     hash-max-ziplist-entries 512
     hash-max-ziplist-value 64
     list-max-ziplist-entries 512
     list-max-ziplist-value 64
     set-max-intset-entries 512
     zset-max-ziplist-entries 128
     zset-max-ziplist-value 64
     hz 10
     activerehashing yes
     client-output-buffer-limit normal 0 0 0
     client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
     client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
     eviction-policy noeviction
     maxmemory-policy noeviction
     maxmemory 0

4. 安装 Redis CLI：

   • 下载 Redis CLI 并安装，以便可以在命令行中操作 Redis。
   • 将 Redis CLI 的可执行文件路径添加到系统环境变量中。
5. 启动 Redis 服务：
   • 打开命令提示符窗口。
   • 跳转到 Redis 解压目录。
   • 使用以下命令启动 Redis 服务：

     redis-server redis.windows.conf

   • 检查 Redis 是否启动成功，可以通过访问 http://localhost:6379 或者使用 Redis CLI 进行连接。
   • 示例代码：

     redis-cli ping

1. 安装 Redis：

   • 在 Ubuntu 系统上安装 Redis 可以使用 apt-get 命令：

     sudo apt-get update
     sudo apt-get install redis-server

2. 确认 Redis 服务是否已安装：

   • 安装完成后，可以通过以下命令确认 Redis 是否已经成功安装：

     redis-server -v

   • 如果输出 Redis 的版本信息，说明安装成功。
3. 启动 Redis 服务：
   • 使用以下命令启动 Redis 服务：

     sudo service redis-server start

   • 如果 Redis 服务已安装并配置为开机启动，可以使用以下命令确保服务正在运行：

     sudo service redis-server status

• 启动 Redis 服务：

  • 在 Linux 系统上，可以通过 redis-server 命令启动 Redis 服务：

    redis-server /etc/redis/redis.conf

  • 如果 Redis 配置文件路径不同，可以使用类似 redis-server /path/to/your/redis.conf 的命令启动。
• 停止 Redis 服务：
  • 在 Linux 系统上，可以使用以下命令停止 Redis 服务：

    sudo service redis-server stop

  • 或者可以使用如下命令：

    redis-cli shutdown

字符串（String）

• 字符串是最基本的数据类型，可以保存字符串、整数或二进制。
• 操作字符串的常见命令包括 SET、GET、INCR、DECR 等。
• 示例代码：

  SET key1 "Hello, Redis!"
  GET key1
  INCR key2
  DECR key2

哈希（Hash）

• 哈希类型用于存储键值对集合，类似于字典或散列。
• 常见操作包括 HSET、HGET、HGETALL 等。
• 示例代码：

  HSET user1 name "John"
  HSET user1 age 30
  HGET user1 name
  HGETALL user1

列表（List）

• 列表用于存储有序的字符串列表，支持在列表头尾进行插入和删除。
• 常见操作包括 LPUSH、RPUSH、LPOP、RPOP、LRANGE 等。
• 示例代码：

  LPUSH mylist "item1"
  RPUSH mylist "item2"
  LPOP mylist
  RPOP mylist
  LRANGE mylist 0 -1

集合（Set）

• 集合类型用于存储不重复的字符串成员。
• 支持集合间的并集、交集和差集操作。
• 常见操作包括 SADD、SMEMBERS、SPOP、SUNION、SDIFF 等。
• 示例代码：

  SADD myset1 "item1"
  SADD myset1 "item2"
  SMEMBERS myset1
  SPOP myset1
  SUNION myset1 myset2
  SDIFF myset1 myset2

有序集合（Sorted Set）

• 有序集合与集合类似，但成员带有分数，支持根据分数排序。
• 常见操作包括 ZADD、ZRANGE、ZRANK、ZREVRANGE 等。
• 示例代码：

  ZADD myzset 1 "item1"
  ZADD myzset 2 "item2"
  ZRANGE myzset 0 -1
  ZRANK myset1 "item1"
  ZREVRANGE myzset 0 -1

位图（Bitmap）

• 位图是一种特殊的数据类型，可以用来统计和操作二进制位。
• 常见操作包括 SETBIT、GETBIT、BITCOUNT 等。
• 示例代码：

  SETBIT mybitmap 0 1
  SETBIT mybitmap 1 1
  GETBIT mybitmap 0
  BITCOUNT mybitmap

位场（HyperLogLog）

• 位场用于估算数据集的唯一元素数量，特别适用于大数据量场景。
• 常见操作包括 PFADD、PFCOUNT 等。
• 示例代码：

  PFADD myhll "item1"
  PFADD myhll "item2"
  PFCOUNT myhll

• 连接 Redis 服务器：

  • 使用 redis-cli 命令连接到本地 Redis 服务器：

    redis-cli

  • 如果 Redis 服务器运行在远程机器上，可以使用 -h 和 -p 选项指定 IP 地址和端口：

    redis-cli -h 192.168.1.1 -p 6379

• 执行命令：

  • 在命令行中输入 Redis 命令并按回车执行。例如：

    SET key1 "Hello, Redis!"
    GET key1

  • 多个命令可以一起执行，每条命令之间用分号 ; 分隔：

    SET key1 "Hello, Redis!"; GET key1

• 查看帮助：

  • 使用 HELP 命令查看所有可用命令及其简要说明：

    HELP

  • 对于特定命令的帮助，可以使用 HELP command，例如 HELP SET。
• 退出 Redis CLI：
  • 使用 quit 命令退出 Redis CLI。

    quit

Redis 的配置文件通常命名为 redis.conf，位于 /etc/redis/redis.conf 或 Redis 安装目录下的数据文件中。以下是一些常见的配置项及其含义：

• bind：指定 Redis 服务器监听的 IP 地址。默认情况下，Redis 监听所有的 IP 地址，可以通过设置 bind 值来限制监听范围。

  bind 127.0.0.1

• port：指定 Redis 服务器监听的端口号，默认为 6379。

  port 6379

• timeout：设置客户端空闲超时时间，单位为秒，默认为 0 秒，表示不超时。

  timeout 0

• loglevel：设置日志级别，可以是 debug、verbose、notice 或 warning。

  loglevel notice

• logfile：指定日志文件的位置，可以为空表示不记录日志。

  logfile ""

• databases：设置数据库的数量，默认为 16 个数据库。

  databases 16

• rdbcompression：配置 RDB 文件是否进行压缩，默认是开启的。

  rdbcompression yes

• save：指定数据持久化的策略，可以设置多个 save 命令。

  save 900 1
  save 300 10
  save 60 10000

• appendonly：是否启用 AOF 持久化，默认为关闭。

  appendonly yes

• appendfilename：指定 AOF 文件的名称，默认为 appendonly.aof。

  appendfilename "appendonly.aof"

• appendfsync：设置 AOF 文件的同步策略，可以是 always（每次写入都同步）、everysec（每秒同步一次）或 no（由操作系统决定）。

  appendfsync everysec

• maxmemory：设置 Redis 实例的最大内存限制。

  maxmemory 128mb

• maxmemory-policy：设置内存淘汰策略，常见的策略包括 noeviction、allkeys-lru、volatile-lru 等。

  maxmemory-policy allkeys-lru

• bind：指定 Redis 服务器监听的 IP 地址。如果 Redis 服务器需要只监听本地网络，可以设置为 127.0.0.1。

  bind 127.0.0.1

• timeout：设置客户端空闲超时时间，单位为秒。默认为 0 秒，表示不超时。

  timeout 0

• databases：设置数据库的数量，默认为 16 个数据库。每个数据库可以存储不同的数据集。

  databases 16

• rdbcompression：设置 RDB 文件是否进行压缩。开启压缩可以减少 RDB 文件的大小，但会增加写入时间。

  rdbcompression yes

• save：设置数据持久化的策略。可以指定多次 save 命令，每次指定一个策略。

  save 900 1
  save 300 10
  save 60 10000

• appendonly：是否启用 AOF 持久化。AOF 持久化方式更加安全，但会牺牲一些性能。

  appendonly yes

• maxmemory：设置 Redis 实例的最大内存限制。当 Redis 的内存使用量达到这个限制时，会根据配置的策略自动淘汰数据。

  maxmemory 128mb

• maxmemory-policy：设置内存淘汰策略。常见的策略有 noeviction（不淘汰）、allkeys-lru（淘汰所有键的最近最少使用）等。

  maxmemory-policy allkeys-lru

• 使用 RDB 持久化：

  • RDB 持久化方式会在指定的时间间隔内将数据快照写入磁盘，这种方式在内存使用量较大时更为合适。
  • 示例配置：

    save 900 1
    save 300 10
    save 60 10000
    rdbcompression yes

• 启用 AOF 持久化：

  • AOF 持久化方式会记录每个写操作，可以提供更高的数据安全性，但会增加磁盘 I/O 负载。
  • 示例配置：

    appendonly yes
    appendfsync everysec

• 设置内存限制：

  • 设置 Redis 实例的最大内存限制，防止 Redis 占用过多内存。
  • 示例配置：

    maxmemory 128mb
    maxmemory-policy allkeys-lru

• 内存淘汰策略：

  • 使用 allkeys-lru、volatile-lru 等策略来淘汰不常用的键值对。
  • 示例配置：

    maxmemory-policy allkeys-lru

• 优化键值对的生命周期管理：

  • 使用 EXPIRE 命令设置键值对的过期时间，避免长时间占用内存。
  • 示例代码：

    SET key1 "value1"
    EXPIRE key1 3600

• 使用 Redis 管道（Pipeline）：

  • 大批量操作可以通过管道（Pipeline）减少网络开销。
  • 示例代码：

    MSET key1 "value1" key2 "value2" key3 "value3"

• 减少不必要的数据持久化：
  • 如果某些数据无需持久化，可以设置这些键为 volatile 或 non-volatile 类型，减少不必要的 AOF 记录。
  • 示例代码：

    TTL key1
    SET key1 "value1" EX 3600

Redis 提供两种持久化机制：RDB（定期快照）和 AOF（追加文件）。这两种机制可以单独使用，也可以同时使用，以确保高可靠性和数据冗余。

• RDB（定期快照）：RDB 持久化方式会在指定的时间间隔内将数据快照写入磁盘。
• AOF（追加文件）：AOF 持久化方式会记录每个写操作，可以提供更高的数据安全性。

RDB持久化方式

• 配置 RDB 持久化：

  • 在 redis.conf 文件中设置 save 选项来配置 RDB 的持久化策略。
  • 示例配置：

    save 900 1
    save 300 10
    save 60 10000

  • 上述配置表示：
    • 每 900 秒至少执行 1 次写操作，则生成 RDB 文件。
    • 每 300 秒至少执行 10 次写操作，则生成 RDB 文件。
    • 每 60 秒至少执行 10000 次写操作，则生成 RDB 文件。
• 开启 RDB 压缩：
  • 设置 rdbcompression 选项为 yes，以开启 RDB 文件的压缩。
  • 示例配置：

    rdbcompression yes

AOF持久化方式

• 配置 AOF 持久化：

  • 设置 appendonly 选项为 yes，以开启 AOF 持久化。
  • 示例配置：

    appendonly yes

• 设置 AOF 同步策略：
  • 设置 appendfsync 选项来控制 AOF 文件的同步策略。
  • 示例配置：

    appendfsync everysec

数据恢复与备份策略

• 恢复数据：

  • 如果使用 RDB 持久化，可以在启动 Redis 时指定 --load 参数来加载 RDB 文件。
  • 示例命令：

    redis-server --load /path/to/your.rdb

  • 如果使用 AOF 持久化，可以在启动 Redis 时指定 --appendonly 参数来加载 AOF 文件。
  • 示例命令：

    redis-server --appendonly /path/to/your.aof

• 备份策略：

  • 定期手动或自动备份 RDB 文件。
  • 示例命令：

    cp /path/to/your.rdb /backup/path/to/your.rdb

  • 定期手动或自动备份 AOF 文件。
  • 示例命令：

    cp /path/to/your.aof /backup/path/to/your.aof

• 使用 Redis 自动备份：

  • 配置 dir 选项设置 RDB 文件的保存路径。
  • 示例配置：

    dir /path/to/your/backup/directory

• 使用 Redis Sentinel 进行数据冗余：
  • 配置 Sentinel 监听主节点，自动发现并启动从节点。
  • 示例配置：

    sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
    sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
    sentinel failover-timeout mymaster 60000

Redis 提供了多种命令行工具来监控 Redis 服务器的状态和性能。

• info 命令：

  • 使用 INFO 命令可以查看 Redis 的各种统计信息，包括服务器状态、内存使用情况、客户端连接等。
  • 示例代码：

    INFO

  • INFO 命令具有不同的子命令，例如 INFO memory 可以查看内存使用情况。

    INFO memory

• monitor 命令：

  • 使用 MONITOR 命令可以实时监控 Redis 服务器上的所有命令。
  • 示例代码：

    MONITOR

  • 关闭 MONITOR 模式可以在命令行中输入 quit。
• slowlog 命令：
  • 使用 SLOWLOG 命令可以查看执行时间较长的命令。
  • 示例代码：

    SLOWLOG GET

  • 可以使用 SLOWLOG LEN 查看慢日志的条目数量。

    SLOWLOG LEN

  • 可以使用 SLOWLOG RESET 清空慢日志。

    SLOWLOG RESET

Redis 提供了许多重要的监控指标，用于评估系统的性能和健康状态。以下是常用的监控指标：

• 内存使用情况：

  • 使用 INFO 命令查看内存使用情况，例如：

    INFO memory

  • 输出会包含以下信息：

    used_memory:2275992
    used_memory_human:2.17M
    used_memory_rss:2274944
    used_memory_peak:2275992
    used_memory_peak_human:2.17M

• 连接数：

  • 使用 INFO 命令查看客户端连接数，例如：

    INFO clients

  • 输出会包含以下信息：

    connected_clients:4
    client_longest_output_list:0
    client_biggest_input_buffer:0
    client_biggest_input_buf:0

• 命令执行情况：

  • 使用 INFO 命令查看命令执行情况，例如：

    INFO commandstats

  • 输出会包含以下信息：

    cmdstat_set:calls=123,usec=456,usec_per_call=3.71
    cmdstat_get:calls=1234,usec=4567,usec_per_call=3.71

• 键空间大小：

  • 使用 INFO 命令查看键空间大小，例如：

    INFO keyspace

  • 输出会包含以下信息：

    db0:keys=10,expires=0,avg_ttl=0
    db1:keys=20,expires=0,avg_ttl=0

• 慢查询日志：

  • 使用 SLOWLOG GET 命令查看慢查询日志，例如：

    SLOWLOG GET

  • 输出会包含以下信息：

    1) "time"
    2) (integer) 1620249017
    3) "redis_version"
    4) (integer) 6
    5) "cmd"
    6) "get"
    7) "arg"
    8) (integer) 3
    9) "verbosity"
    10) "normal"
    11) "calls"
    12) (integer) 2
    13) "usec"
    14) (integer) 300000
    15) "client"
    16) "127.0.0.1:52860"

• 性能指标：
  • 使用 INFO 命令查看性能指标，例如：

    INFO performance

  • 输出会包含以下信息：

    used_memory_lua:4352
    lua_time:0
    used_cpu_sys:0
    used_cpu_user:0
    used_cpu_sys_children:0
    used_cpu_user_children:0

• 配置主从复制：
  • 在主节点配置文件中设置 master 选项，例如：

    bind 192.168.1.1
    port 6379
    requirepass password

  • 在从节点配置文件中设置 slaveof 选项，例如：

    bind 192.168.1.2
    port 6380
    slaveof 192.168.1.1 6379

• 配置哨兵模式：
  • 在哨兵配置文件中设置 sentinel 选项，例如：

    port 26379
    sentinel monitor mymaster 192.168.1.1 6379 2
    sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
    sentinel failover-timeout mymaster 60000

• 故障处理：
  • 使用 INFO 命令查看当前的主节点和从节点状态，例如：

    INFO replication

  • 使用 SENTINEL 命令查看哨兵状态，例如：

    SENTINEL master mymaster

  • 使用 SLAVEOF 命令手动切换主节点，例如：

    SLAVEOF no one

• 优化性能：

  • 使用 INFO 命令监控性能指标，例如：

    INFO performance

  • 根据监控结果调整配置参数，例如：

    maxmemory 256mb
    maxmemory-policy allkeys-lru

• 备份与恢复：

  • 定期备份 RDB 文件，例如：

    SAVE

  • 使用 AOF 文件进行恢复，例如：

    redis-server --appendonly yes

  • 手动复制 RDB 文件到备份目录，例如：

    cp /path/to/your.rdb /backup/path/to/your.rdb

• 日志管理：

  • 设置 logfile 选项，将日志输出到文件，例如：

    logfile /path/to/your.log

  • 使用 INFO 命令查看日志信息，例如：

    INFO

• 监控与报警：

  • 使用 Redis 自带的监控工具，例如：

    MONITOR

  • 配置外部监控工具，例如：

    redis-cli --scan

• 升级与迁移：
  • 在升级前备份数据，例如：

    SAVE

  • 升级 Redis 版本，例如：

    redis-server --version

  • 迁移到新的 Redis 版本或集群，例如：

    redis-cli --cluster create

以上是 Redis 集群搭建和运维技巧的详细步骤和示例代码。通过这些步骤可以确保 Redis 集群的高性能和高可用性。