­

【实践】REDIS缓存数据库从安装到入门

  • 2019 年 10 月 6 日
  • 筆記

1.摘要

Redis(REmote DIctionary Server) 是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。 对一个产品,技术的认知,从基本的安装和使用开始最容易获得直观认知。 本文包括REDIS在UBUNTU的安装,基本命令的操作使用和不错的参考文档。

2. 安装

在 Ubuntu 系统安装 Redis 可以使用以下命令:

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

启动 Redis:

redis-server

查看 redis 是否启动:

redis-cli

以上命令将打开以下终端: redis 127.0.0.1:6379> 127.0.0.1 是本机 IP ,6379 是 redis 服务端口。现在我们输入 PING 命令,能返回PONG表示成功了。

3. 命令

3.1 REDIS配置

Redis 的配置文件位于 Redis 安装目录下,文件名为 redis.conf(Windows 名为 redis.windows.conf)。 你可以通过 CONFIG 命令查看或设置配置项。

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET *

redis.conf 配置项说明如下:

序号

配置项

说明

1

daemonize no Redis

默认不是以守护进程的方式运行,可以通过该配置项修改,使用 yes 启用守护进程(Windows 不支持守护线程的配置为 no )

2

pidfile /var/run/redis.pid

当 Redis 以守护进程方式运行时,Redis 默认会把 pid 写入 /var/run/redis.pid 文件,可以通过 pidfile 指定

3

port 6379

指定 Redis 监听端口,默认端口为 6379,作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用 6379 作为默认端口,因为 6379 在手机按键上 MERZ 对应的号码,而 MERZ 取自意大利歌女 Alessia Merz 的名字

4

bind 127.0.0.1

绑定的主机地址

5

timeout 300

当客户端闲置多长时间后关闭连接,如果指定为 0,表示关闭该功能

6

loglevel notice

指定日志记录级别,Redis 总共支持四个级别:debug、verbose、notice、warning,默认为 notice

7

logfile stdout

日志记录方式,默认为标准输出,如果配置 Redis 为守护进程方式运行,而这里又配置为日志记录方式为标准输出,则日志将会发送给 /dev/null

8

databases 16

设置数据库的数量,默认数据库为0,可以使用SELECT 命令在连接上指定数据库id

9

save <seconds> <changes>

Redis 默认配置文件中提供了三个条件:save 900 1 save 300 10 save 60 10000 分别表示 900 秒(15 分钟)内有 1 个更改,300 秒(5 分钟)内有 10 个更改以及 60 秒内有 10000 个更改。指定在多长时间内,有多少次更新操作,就将数据同步到数据文件,可以多个条件配合

10

rdbcompression yes

指定存储至本地数据库时是否压缩数据,默认为 yes,Redis 采用 LZF 压缩,如果为了节省 CPU 时间,可以关闭该选项,但会导致数据库文件变的巨大

11

dbfilename dump.rdb

指定本地数据库文件名,默认值为 dump.rdb

12

dir ./

指定本地数据库存放目录

13

slaveof <masterip> <masterport>

设置当本机为 slav 服务时,设置 master 服务的 IP 地址及端口,在 Redis 启动时,它会自动从 master 进行数据同步

14

masterauth <master-password>

当 master 服务设置了密码保护时,slav 服务连接 master 的密码

15

requirepass foobared

设置 Redis 连接密码,如果配置了连接密码,客户端在连接 Redis 时需要通过 AUTH <password> 命令提供密码,默认关闭

16

maxclients 128

设置同一时间最大客户端连接数,默认无限制,Redis 可以同时打开的客户端连接数为 Redis 进程可以打开的最大文件描述符数,如果设置 maxclients 0,表示不作限制。当客户端连接数到达限制时,Redis 会关闭新的连接并向客户端返回 max number of clients reached 错误信息

17

maxmemory <bytes>

指定 Redis 最大内存限制,Redis 在启动时会把数据加载到内存中,达到最大内存后,Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key,当此方法处理 后,仍然到达最大内存设置,将无法再进行写入操作,但仍然可以进行读取操作。Redis 新的 vm 机制,会把 Key 存放内存,Value 会存放在 swap 区

18

appendonly no

指定是否在每次更新操作后进行日志记录,Redis 在默认情况下是异步的把数据写入磁盘,如果不开启,可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis 本身同步数据文件是按上面 save 条件来同步的,所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为 no

19

appendfilename appendonly.aof

指定更新日志文件名,默认为 appendonly.aof

20

appendfsync everysec

指定更新日志条件,共有 3 个可选值:no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘(快)always:表示每次更新操作后手动调用 fsync() 将数据写到磁盘(慢,安全)everysec:表示秒同步一次(折中,默认值)

21

vm-enabled no

指定是否启用虚拟内存机制,默认值为 no,简单的介绍一下,VM 机制将数据分页存放,由 Redis 将访问量较少的页即冷数据 swap 到磁盘上,访问多的页面由磁盘自动换出到内存中(在后面的文章我会仔细分析 Redis 的 VM 机制)

22

vm-swap-file /tmp/redis.swap

虚拟内存文件路径,默认值为 /tmp/redis.swap,不可多个 Redis 实例共享

23

vm-max-memory 0

将所有大于 vm-max-memory 的数据存入虚拟内存,无论 vm-max-memory 设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis 的索引数据 就是 keys),也就是说,当 vm-max-memory 设置为 0 的时候,其实是所有 value 都存在于磁盘。默认值为 0

24

vm-page-size 32

Redis swap 文件分成了很多的 page,一个对象可以保存在多个 page 上面,但一个 page 上不能被多个对象共享,vm-page-size 是要根据存储的 数据大小来设定的,作者建议如果存储很多小对象,page 大小最好设置为 32 或者 64bytes;如果存储很大大对象,则可以使用更大的 page,如果不确定,就使用默认值

25

vm-pages 134217728

设置 swap 文件中的 page 数量,由于页表(一种表示页面空闲或使用的 bitmap)是在放在内存中的,,在磁盘上每 8 个 pages 将消耗 1byte 的内存。

26

vm-max-threads 4

设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的,可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4

27

glueoutputbuf yes

设置在向客户端应答时,是否把较小的包合并为一个包发送,默认为开启

28

hash-max-zipmap-entries 64

hash-max-zipmap-value 512 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时,采用一种特殊的哈希算法

29

activerehashing yes

指定是否激活重置哈希,默认为开启(后面在介绍 Redis 的哈希算法时具体介绍)

30

include /path/to/local.conf

指定包含其它的配置文件,可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件,而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

更多信息可参考:https://www.runoob.com/redis/redis-conf.html

3.2 设置密码和验证

在配置文件中配置requirepass的密码(当redis重启时密码依然有效)。

redis 127.0.0.1:6379> config set requirepass mypass

查询密码:

   redis 127.0.0.1:6379> config get requirepass     (error) ERR operation not permitted

密码验证:

   redis 127.0.0.1:6379> auth mypass     OK

再次查询:

   redis 127.0.0.1:6379> config get requirepass     1) "requirepass"     2) "mypass"

PS:如果配置文件中没添加密码 那么redis重启后,密码失效;

如果需要在远程 redis 服务上执行命令,同样我们使用的也是 redis-cli 命令。

$ redis-cli -h host -p port -a password

【实例】 以下实例演示了如何连接到主机为 127.0.0.1,端口为 6379 ,密码为 mypass 的 redis 服务上。

$redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a "mypass"  redis 127.0.0.1:6379>

先登陆后验证:

redis 127.0.0.1:6379> auth "mypass"  OK

AUTH命令跟其他redis命令一样,是没有加密的;阻止不了攻击者在网络上窃取你的密码;

3.3 REDIS支持的类型

Redis支持五种数据类型:string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合)。

<1> String(字符串)

string 类型是 Redis 最基本的数据类型,string 类型的值最大能存储 512MB。

各个数据类型应用场景: https://www.runoob.com/redis/redis-data-types.html 【实例】

redis 127.0.0.1:6379> SET name "duncanwang"  OK  redis 127.0.0.1:6379> GET name  "duncanwang"

<2>Hash(哈希)

Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,hash 特别适合用于存储对象。

【实例】

127.0.0.1:6379> HMSET say field1 "Hello" field2 "world"  OK  127.0.0.1:6379> HMGET say field1  1) "Hello"  127.0.0.1:6379> HMGET say field2  1) "world"

实例中我们使用了 Redis HMSET, HGET 命令,HMSET 设置了两个 field=>value 对, HGET 获取对应 field 对应的 value。

每个 hash 可以存储 232 -1 键值对(40多亿)。

<3> List(列表)

Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。 【实例】

127.0.0.1:6379> LPUSH mylist "duncan"  (integer) 1  127.0.0.1:6379> LPUSH mylist "jenise"  (integer) 2  127.0.0.1:6379> LPUSH mylist "dijior"  (integer) 3  127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 2  1) "dijior"  2) "jenise"  3) "duncan"

列表最多可存储 232 – 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

<4> Set(集合)

Redis 的 Set 是 string 类型的无序集合。 集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是 O(1)。

SADD 命令 添加一个 string 元素到 key 对应的 set 集合中,成功返回 1,如果元素已经在集合中返回 0。

SADD key member

【实例】

127.0.0.1:6379> SADD myset "duncanwang"  (integer) 1  127.0.0.1:6379> SADD myset "jenise"  (integer) 1  127.0.0.1:6379> SADD myset "dejior"  (integer) 1  127.0.0.1:6379> SADD myset "duncanwang"  (integer) 0  127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset  1) "dejior"  2) "jenise"  3) "duncanwang"

注意:以上实例中 rabitmq 添加了两次,但根据集合内元素的唯一性,第二次插入的元素将被忽略。

集合中最大的成员数为 232 – 1(4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)

<5> zset(sorted set:有序集合)

Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。 不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

ZADD 命令 添加元素到集合,元素在集合中存在则更新对应score

ZADD key score member

【实例】

127.0.0.1:6379> ZADD myzset 0  "duncanwang"  (integer) 1  127.0.0.1:6379> ZADD myzset 1  "jenise"  (integer) 1  127.0.0.1:6379> ZADD myzset 2  "dejior"  (integer) 1  127.0.0.1:6379> ZADD myzset 1  "dejior"  (integer) 0  127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE myzset 0 3  1) "duncanwang"  2) "dejior"  3) "jenise"

3.4 Redis 发布订阅

Redis 发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式:发送者(pub)发送消息,订阅者(sub)接收消息。

Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。

下图展示了频道 channel1 , 以及订阅这个频道的三个客户端 —— client2 、 client5 和 client1 之间的关系:

当有新消息通过 PUBLISH 命令发送给频道 channel1 时, 这个消息就会被发送给订阅它的三个客户端:

【实例】 以下实例演示了发布订阅是如何工作的。在我们实例中我们创建了订阅频道名为 redisChat:

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

现在,我们先重新开启个 redis 客户端,然后在同一个频道 redisChat 发布两次消息,订阅者就能接收到消息。

redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "Redis is a great caching technique"    (integer) 1    redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "Learn redis by runoob.com"    (integer) 1

订阅者的客户端会显示如下消息

1) "message"  2) "redisChat"  3) "Redis is a great caching technique"  1) "message"  2) "redisChat"  3) "Learn redis by runoob.com"

Redis 发布订阅命令

下表列出了 redis 发布订阅常用命令:

序号

命令

描述

1

PSUBSCRIBE pattern [pattern …]

订阅一个或多个符合给定模式的频道。

2

PUBSUB subcommand [argument [argument …]]

查看订阅与发布系统状态。

3

PUBLISH channel message

将信息发送到指定的频道。

4

PUNSUBSCRIBE [pattern [pattern …]]

退订所有给定模式的频道。

5

SUBSCRIBE channel [channel …]

订阅给定的一个或多个频道的信息。

6

UNSUBSCRIBE [channel [channel …]]

指退订给定的频道。

3.5 Redis 事务

Redis 事务可以一次执行多个命令, 并且带有以下三个重要的保证:

批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。 收到 EXEC 命令后进入事务执行,事务中任意命令执行失败,其余的命令依然被执行。 在事务执行过程,其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。 一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段:

开始事务。 命令入队。 执行事务。

实例

以下是一个事务的例子, 它先以 MULTI 开始一个事务, 然后将多个命令入队到事务中, 最后由 EXEC 命令触发事务, 一并执行事务中的所有命令:

redis 127.0.0.1:6379> MULTI  OK    redis 127.0.0.1:6379> SET book-name "Mastering C++ in 21 days"  QUEUED    redis 127.0.0.1:6379> GET book-name  QUEUED    redis 127.0.0.1:6379> SADD tag "C++" "Programming" "Mastering Series"  QUEUED    redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS tag  QUEUED    redis 127.0.0.1:6379> EXEC  1) OK  2) "Mastering C++ in 21 days"  3) (integer) 3  4) 1) "Mastering Series"     2) "C++"     3) "Programming"

单个 Redis 命令的执行是原子性的,但 Redis 没有在事务上增加任何维持原子性的机制,所以 Redis 事务的执行并不是原子性的。

事务可以理解为一个打包的批量执行脚本,但批量指令并非原子化的操作,中间某条指令的失败不会导致前面已做指令的回滚,也不会造成后续的指令不做。

Redis 事务命令

下表列出了 redis 事务的相关命令:

序号

命令

描述

1

DISCARD

取消事务,放弃执行事务块内的所有命令。

2

EXEC

执行所有事务块内的命令。

3

MULTI

标记一个事务块的开始。

4

UNWATCH

取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。

5

WATCH key [key …]

监视一个(或多个) key ,如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动,那么事务将被打断。

4.参考

(1)官网 https://redis.io/ (2)redis中文网 http://www.redis.cn/documentation.html (3)Redis 教程 https://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html (4)Redis 服务器 https://www.runoob.com/redis/redis-server.html (5)Redis 数据备份与恢复 https://www.runoob.com/redis/redis-backup.html (6)Redis 持久化 一起看懂Redis两种持久化方式的原理 https://segmentfault.com/a/1190000015983518?utm_source=tag-newest