初识Redis
- 2019 年 10 月 7 日
- 筆記
今天我们学习一种新的NoSQL数据库，叫做Redis。Redis是一种基于键值对（key-value）的NoSQL数据库。Redis与其它数据库相比，不同的是Redis的值可以存储多种数据类型。它们具体包括：string（字符串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、zset(有序集合)、Bitmaps（位图）、GEO（地理信息定位）等。除此之外Redis还会将数据保存到内存中，所以Redis数据库地读写性能非常高。这时可能有人会说，那Redis岂不是很不安全，因为保存在内存中的数据是不安全的，如果碰到突然断电或者系统故障的话，那保存到Redis中的数据岂不是就要丢失了。在这一点上，我们恰恰不用担心，因为Redis为我们提供了快照和日志等方式，来允许我们将内存中的数据保存到硬盘上，这样当遇到上述故障重Redis时，Redis就会重新从硬盘加载已经保存好的数据，重新加载到内存中。除了上述功能外，Redis还提供了很多附加的高级的功能。如键过期、发布订阅、事物、流水线、Lua脚本等功能。下面我们看一下Redis中的特性。
- Redis特性
- 前面我们提到过Redis的执行速度非常快，下面我们从几个方面来介绍一下为什么Redis的速度这么快。首先Redis中的所有数据都是存储到内存中的，我们知道直接操作内存和直接操作磁盘是有很大的区别的，因为操作磁盘为会很大的IO开销，所以，这也是Redis将数据保存到内存中，提高性能的原因之一。其二Redis是用C语言写的，在这一点上，我们知道C语言是最接近汇编的语言，也就是最接近操作系统的语言了，所以，在执行速度上，也会比间接提高Redis的执行效率。还有一个原因，那就是Redis是采用单线程架构，这么做的好处就是可以预防多线程可以产生的竞争问题。
- Redis虽然是键值对的数据库，但Redis中的值不仅可以保存字符串，还可以保存多种数据类型。也就是前面提到过的字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。
- 在Redis中除了提供了上述的5种数据结构外，还提供了多种额外的功能。如键过期（可以实现缓存功能）、发布订阅（可以实现消息系统）、流水线（可以通过此功能一次性执行一批命令，减少网络开销）、Lua脚本（可以通过Lua语言创造新的Redis命令）等。
- Redis提供了简单的TCP通信协议，支持很多种语言，可以很方便的接入到Redis中。
- 持久化。就向前面提到的。在Redis中，可以通过快照和日志功能，来将内存中的数据，持久化到硬盘中。
- 主从复制。Redis中提供了复制的功能。可以实现多个相同的数据的Redis副本，依次来实现Redis的分布式存储。
- 分布式。Redis中提供了Redis Sentinel功能，通过它可以保证Redis节点在发生故障时，自动转移。依次来保证Redis的安全性。除此之外，Redis还提供了Redis Cluster功能。正是通过此功能，才保证了Redis真正的分布式实现。
- Redis可以做些什么
- 缓存。通过Redis中的键过期功能，我们可以为键设置一个过期时间，这样当这个键超过了过期时间时，当前保存的键的信息，也就是失效了。这也就是用Redis实现缓存功能的使用方式。
- 排行榜系统。在Redis中提供了列表和有序列表，通过此功能，我们可以很方便的实现排行榜功能，
- 计数器。我们平时在购物时，会发现购物网站上有很多类似于浏览量之类的数据。当我们每访问一次时，数据就会执行加1操作。如果我们采用传统的数据库方式实现，那么就会因为并发量很大，而对数据库性能产生相应影响。而如果采用Redis的方式计算，则会容易多了，因为Redis中会在内存中计算，这样计数器的性能就会非常高了。当然除此之外还可以用Redis实现社交网络中的赞、踩、粉丝、共同好友、等功能。
- 消息队列。Redis中提供了发布订阅和阻塞队列功能，虽然我们可以使用专业的消息队列，但对于一般的队列功能，Redis都可以支持。
- Redis的注意事项
- 我们知道Redis是将数据存储到内存中的，虽然存储到内存中的会提到数据访问的性能，但如果我们将所有的数据都保存到内存中，那么就可能会造成相应的内存泄漏了，从而导致系统的瘫痪。
- 我们知道，将数据存储到内存中的目的是为了提高数据访问的性能。那么我们怎么在设计系统时，怎么判断哪些数据要保存到Redis中，而哪些数据而不需要保存到Redis中呢？通常来说数据分为热数据（频繁操作的数据）和冷数据（非频繁操作的数据）。我们知道，提高数据访问性能的主要原因是因为大量并发的操作，正是因为这样，所以，如果我们不将大部分用户都访问的公用数据放到内存中，那么势必会造成程序的不稳定。所以我们应该将公用的数据，应该存储到Redis中。那么反之，不是公用的数据，也就不会产生大量的并发，所以，这一部分数据，我们是不需要存储到Redis中的。
- Redis的安装
- 通过了上述的介绍使我们知道Redis在系统架构中有者不可替代的作用，而大部分企业的系统架构都采用了Linux系统部署，所以，在介绍安装时我们将重点介绍Linux系统的安装。因为本文将采用源码的方式安装，又因为Linux系统和Mac OS系统源码安装的方式相同，所以，本文将采用Mac OS系统的方式来演示安装过程。
- 首先我们访问Redis官网。来选择Redis的源码包。具体操作如图示：
当我们下载完成后，我们只需执行下面的命令就可以采用源码的方式，安装Redis。
tar xzvf redis.tar.gz // 解压当前压缩包
ln -s redis redis // 创建一个redis目录软链接
cd redis // 进入redis目录
make // 编译
make install // 安装
当我们安装完成后可以直接执行下面命令查看redis的版本，如果没有显示版本则表示可能redis安装失败，或者，当前目录不至此此命令
redis-cli -v
在Redis安装成功后的bin目录下会有很多以redis开头的可执行文件。掌握这些文件的使用，可以帮助我们更好的理解redis的使用。下在我们来简单介绍一下bin目录下的相关redis命令。
|
可执行文件 |
作用 |
|---|---|
|
redis-server |
启动Redis |
|
redis-cli |
Redis命令行客户端 |
|
redis-benchmark |
Redis基准测试工具 |
|
redis-check-aof |
Redis AOF持久化文件检测和修复工具 |
|
redis-check-dump |
Redis RDB持久化文件检测和修复工具 |
|
redis-sentinel |
启动Redis Sentinel |
下面我们用上面提到的命令来启动Redis，也就是redis-server命令。
通过上面的启动信息，可以使我们知道当前Redis的版本是4.0.9，端口是6379（Redis的默认端口）。那如果我们要修改Redis的端口，应该怎么做呢？在Redis中我们可以很方便的实现，也就是在redis-server命令后直接添加端口即可。具体命令如下：
redis-server –port 6380
在Redis中我们除了上述的方式外，还可以通过修改配置文件的方式来修改端口（不只是端口，还有其它的相关配置），并且这种方式，是Redis官方推荐的方式。Redis中的配置文件在redis.conf文件中，下面我们看一下redis.conf文件中相关参数的说明。
|
配置名 |
配置说明 |
|---|---|
|
port |
端口 |
|
logfile |
日志文件 |
|
dir |
Redis工作目录（存放持久化文件和日志文件） |
|
daemonize |
是否以守护进程的方式启动Redis下面我们修改redis.conf文件中的port属性，然后启动Redis服务，看一下Redis端口是否成功被修改。 |
下面我们用配置文件中的方式来启动Redis服务。
redis-server /redis.conf
- Redis命令行客户端
- 既然我们已经成功的启动了Redis服务，下面我们用下面的命令来访问我们的Redis服务。
redis-cli – h {host} -p {port}
我们看上面的信息，已经成功将hello world信息存储到了Redis中的。除了上述的操作外，我们还可以直接获取Redis中的值。具体操作如下：
如果我们没有修改Redis默认的端口，并且访问的是本地Redis服务的话，那么我们在用redis-cli命令连接Redis服务时，就可以不用指定 -h参数和-p参数了。
- 停止Redis服务
在我们不需要连接Redis服务时，我们可以使用下面的命令来优雅的方式停止Redis服务，既然有优雅的方式，当然也有相对暴力的方式停止服务，也就是直接杀掉进程的方式。但Redis不推荐使用这个方式停止Redis服务，因为这种方式可能会导致Redis相关数据的丢失。下面我们看优雅的停止Redis服务的命令。
redis-cli shutdown
采用这种方式停止Redis服务时，Redis会自动的生成持久化文件，从而保证Redis中的数据的不会丢失。当然我们也可以添加相关参数则让Redis服务在执行上述命令时不生成持久化文件。具体的命令如下：
redis-cli shutdown nosave|save
