初識Redis
- 2019 年 10 月 7 日
- 筆記
今天我們學習一種新的NoSQL資料庫，叫做Redis。Redis是一種基於鍵值對（key-value）的NoSQL資料庫。Redis與其它資料庫相比，不同的是Redis的值可以存儲多種數據類型。它們具體包括：string（字元串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、zset(有序集合)、Bitmaps（點陣圖）、GEO（地理資訊定位）等。除此之外Redis還會將數據保存到記憶體中，所以Redis資料庫地讀寫性能非常高。這時可能有人會說，那Redis豈不是很不安全，因為保存在記憶體中的數據是不安全的，如果碰到突然斷電或者系統故障的話，那保存到Redis中的數據豈不是就要丟失了。在這一點上，我們恰恰不用擔心，因為Redis為我們提供了快照和日誌等方式，來允許我們將記憶體中的數據保存到硬碟上，這樣當遇到上述故障重Redis時，Redis就會重新從硬碟載入已經保存好的數據，重新載入到記憶體中。除了上述功能外，Redis還提供了很多附加的高級的功能。如鍵過期、發布訂閱、事物、流水線、Lua腳本等功能。下面我們看一下Redis中的特性。
- Redis特性
- 前面我們提到過Redis的執行速度非常快，下面我們從幾個方面來介紹一下為什麼Redis的速度這麼快。首先Redis中的所有數據都是存儲到記憶體中的，我們知道直接操作記憶體和直接操作磁碟是有很大的區別的，因為操作磁碟為會很大的IO開銷，所以，這也是Redis將數據保存到記憶體中，提高性能的原因之一。其二Redis是用C語言寫的，在這一點上，我們知道C語言是最接近彙編的語言，也就是最接近作業系統的語言了，所以，在執行速度上，也會比間接提高Redis的執行效率。還有一個原因，那就是Redis是採用單執行緒架構，這麼做的好處就是可以預防多執行緒可以產生的競爭問題。
- Redis雖然是鍵值對的資料庫，但Redis中的值不僅可以保存字元串，還可以保存多種數據類型。也就是前面提到過的字元串、哈希、列表、集合、有序集合等。
- 在Redis中除了提供了上述的5種數據結構外，還提供了多種額外的功能。如鍵過期（可以實現快取功能）、發布訂閱（可以實現消息系統）、流水線（可以通過此功能一次性執行一批命令，減少網路開銷）、Lua腳本（可以通過Lua語言創造新的Redis命令）等。
- Redis提供了簡單的TCP通訊協議，支援很多種語言，可以很方便的接入到Redis中。
- 持久化。就向前面提到的。在Redis中，可以通過快照和日誌功能，來將記憶體中的數據，持久化到硬碟中。
- 主從複製。Redis中提供了複製的功能。可以實現多個相同的數據的Redis副本，依次來實現Redis的分散式存儲。
- 分散式。Redis中提供了Redis Sentinel功能，通過它可以保證Redis節點在發生故障時，自動轉移。依次來保證Redis的安全性。除此之外，Redis還提供了Redis Cluster功能。正是通過此功能，才保證了Redis真正的分散式實現。
- Redis可以做些什麼
- 快取。通過Redis中的鍵過期功能，我們可以為鍵設置一個過期時間，這樣當這個鍵超過了過期時間時，當前保存的鍵的資訊，也就是失效了。這也就是用Redis實現快取功能的使用方式。
- 排行榜系統。在Redis中提供了列表和有序列表，通過此功能，我們可以很方便的實現排行榜功能，
- 計數器。我們平時在購物時，會發現購物網站上有很多類似於瀏覽量之類的數據。當我們每訪問一次時，數據就會執行加1操作。如果我們採用傳統的資料庫方式實現，那麼就會因為並發量很大，而對資料庫性能產生相應影響。而如果採用Redis的方式計算，則會容易多了，因為Redis中會在記憶體中計算，這樣計數器的性能就會非常高了。當然除此之外還可以用Redis實現社交網路中的贊、踩、粉絲、共同好友、等功能。
- 消息隊列。Redis中提供了發布訂閱和阻塞隊列功能，雖然我們可以使用專業的消息隊列，但對於一般的隊列功能，Redis都可以支援。
- Redis的注意事項
- 我們知道Redis是將數據存儲到記憶體中的，雖然存儲到記憶體中的會提到數據訪問的性能，但如果我們將所有的數據都保存到記憶體中，那麼就可能會造成相應的記憶體泄漏了，從而導致系統的癱瘓。
- 我們知道，將數據存儲到記憶體中的目的是為了提高數據訪問的性能。那麼我們怎麼在設計系統時，怎麼判斷哪些數據要保存到Redis中，而哪些數據而不需要保存到Redis中呢？通常來說數據分為熱數據（頻繁操作的數據）和冷數據（非頻繁操作的數據）。我們知道，提高數據訪問性能的主要原因是因為大量並發的操作，正是因為這樣，所以，如果我們不將大部分用戶都訪問的公用數據放到記憶體中，那麼勢必會造成程式的不穩定。所以我們應該將公用的數據，應該存儲到Redis中。那麼反之，不是公用的數據，也就不會產生大量的並發，所以，這一部分數據，我們是不需要存儲到Redis中的。
- Redis的安裝
- 通過了上述的介紹使我們知道Redis在系統架構中有者不可替代的作用，而大部分企業的系統架構都採用了Linux系統部署，所以，在介紹安裝時我們將重點介紹Linux系統的安裝。因為本文將採用源碼的方式安裝，又因為Linux系統和Mac OS系統源碼安裝的方式相同，所以，本文將採用Mac OS系統的方式來演示安裝過程。
- 首先我們訪問Redis官網。來選擇Redis的源碼包。具體操作如圖示：
當我們下載完成後，我們只需執行下面的命令就可以採用源碼的方式，安裝Redis。
tar xzvf redis.tar.gz // 解壓當前壓縮包
ln -s redis redis // 創建一個redis目錄軟鏈接
cd redis // 進入redis目錄
make // 編譯
make install // 安裝
當我們安裝完成後可以直接執行下面命令查看redis的版本，如果沒有顯示版本則表示可能redis安裝失敗，或者，當前目錄不至此此命令
redis-cli -v
在Redis安裝成功後的bin目錄下會有很多以redis開頭的可執行文件。掌握這些文件的使用，可以幫助我們更好的理解redis的使用。下在我們來簡單介紹一下bin目錄下的相關redis命令。
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可執行文件 |
作用 |
|---|---|
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redis-server |
啟動Redis |
|
redis-cli |
Redis命令行客戶端 |
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redis-benchmark |
Redis基準測試工具 |
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redis-check-aof |
Redis AOF持久化文件檢測和修復工具 |
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redis-check-dump |
Redis RDB持久化文件檢測和修復工具 |
|
redis-sentinel |
啟動Redis Sentinel |
下面我們用上面提到的命令來啟動Redis，也就是redis-server命令。
通過上面的啟動資訊，可以使我們知道當前Redis的版本是4.0.9，埠是6379（Redis的默認埠）。那如果我們要修改Redis的埠，應該怎麼做呢？在Redis中我們可以很方便的實現，也就是在redis-server命令後直接添加埠即可。具體命令如下：
redis-server –port 6380
在Redis中我們除了上述的方式外，還可以通過修改配置文件的方式來修改埠（不只是埠，還有其它的相關配置），並且這種方式，是Redis官方推薦的方式。Redis中的配置文件在redis.conf文件中，下面我們看一下redis.conf文件中相關參數的說明。
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配置名 |
配置說明 |
|---|---|
|
port |
埠 |
|
logfile |
日誌文件 |
|
dir |
Redis工作目錄（存放持久化文件和日誌文件） |
|
daemonize |
是否以守護進程的方式啟動Redis下面我們修改redis.conf文件中的port屬性，然後啟動Redis服務，看一下Redis埠是否成功被修改。 |
下面我們用配置文件中的方式來啟動Redis服務。
redis-server /redis.conf
- Redis命令行客戶端
- 既然我們已經成功的啟動了Redis服務，下面我們用下面的命令來訪問我們的Redis服務。
redis-cli – h {host} -p {port}
我們看上面的資訊，已經成功將hello world資訊存儲到了Redis中的。除了上述的操作外，我們還可以直接獲取Redis中的值。具體操作如下：
如果我們沒有修改Redis默認的埠，並且訪問的是本地Redis服務的話，那麼我們在用redis-cli命令連接Redis服務時，就可以不用指定 -h參數和-p參數了。
- 停止Redis服務
在我們不需要連接Redis服務時，我們可以使用下面的命令來優雅的方式停止Redis服務，既然有優雅的方式，當然也有相對暴力的方式停止服務，也就是直接殺掉進程的方式。但Redis不推薦使用這個方式停止Redis服務，因為這種方式可能會導致Redis相關數據的丟失。下面我們看優雅的停止Redis服務的命令。
redis-cli shutdown
採用這種方式停止Redis服務時，Redis會自動的生成持久化文件，從而保證Redis中的數據的不會丟失。當然我們也可以添加相關參數則讓Redis服務在執行上述命令時不生成持久化文件。具體的命令如下：
redis-cli shutdown nosave|save
