Redis 之初识
1. 盛赞 Redis
- Redis 是一种基于键值对(key-value)的NoSQL数据库，与很多键值对 数据库不同的是，Redis 中的值可以是由 string(字符串)、hash(哈希)、 list(列表)、set(集合)、zset(有序集合)、Bitmaps(位图)、 HyperLogLog、GEO(地理信息定位)等多种数据结构和算法组成，因此 Redis可以满足很多的应用场景；
- 因为 Redis 会将所有数据都存放在内存 中，所以它的读写性能非常惊人；
- 不仅如此，Redis 还可以将内存的数据利 用快照和日志的形式保存到硬盘上，这样在发生类似断电或者机器故障的时 候，内存中的数据不会“丢失”。
- 除了上述功能以外，Redis 还提供了键过 期、发布订阅、事务、流水线、Lua 脚本等附加功能。
2. Redis 特性
Redis 之所以受到如此多公司的青睐，必然有之过人之处，下面是关于 Redis 的 8 个重要特性:
- 速度快
正常情况下，Redis 执行命令的速度非常快，官方给出的数字是读写性 能可以达到10万/秒，当然这也取决于机器的性能，分析一下是什么造就了 Redis 除此之快的速度，可以大致归 纳为以下四点:- Redis 的所有数据都是存放在内存中的，所以把数据放在内存中是 Redis 速度快的最主要原因；
- Redis 是用 C语言实现的，一般来说 C语言实现的程序“距离”操作系统更 近，执行速度相对会更快；
- Redis 使用了单线程架构，预防了多线程可能产生的竞争问题；
- 作者对于 Redis 源代码可以说是精打细磨，曾经有人评价Redis是少有的
集性能和优雅于一身的开源代码。
- 基于键值对的数据结构服务器
- Redis 中的值不仅可以是字符串，而且还可以是具体的数据结构，这样不仅能便于在许多应用场景的开发，同时也能够提高开发效率；
- Redis 的全称是 REmote Dictionary Server，它主要提供了5种数据结 构:字符串、哈希、列表、集合、有序集合；
- 同时在字符串的基础之上演变出了位图(Bitmaps)和 HyperLogLog 两种神奇的“数据结构”，并且随着 LBS(Location Based Service，基于位置服务)的不断发展，Redis3.2版本中 加入有关GEO(地理信息定位)的功能，总之在这些数据结构的帮助下，开发者可以开发出各种“有意思”的应用。
- 丰富的功能
- 除了 5 种数据结构，Redis 还提供了许多额外的功能：
- 提供了键过期功能，可以用来实现缓存；
- 提供了发布订阅功能，可以用来实现消息系统；
- 支持 Lua 脚本功能，可以利用 Lua 创造出新的Redis命令；
- 提供了简单的事务功能，能在一定程度上保证事务特性；
- 提供了流水线(Pipeline)功能，这样客户端能将一批命令一次性传到 Redis，减少了网络的开销。
- 简单稳定
- Redis 的简单主要表现在三个方面：
- 首先，Redis 的源码很少，也就意味着普通 的开发和运维人员完全可以“吃透”它；
- 其次，Redis 使用单线程模型，这样 不仅使得 Redis 服务端处理模型变得简单，而且也使得客户端开发变得简单；
- 最后，Redis 不需要依赖于操作系统中的类库，Redis 自己实现了事件处理的相关功能。
- 客户端语言多
- Redis 提供了简单的 TCP 通信协议，很多编程语言可以很方便地接入到 Redis，并且由于 Redis 受到社区和各大公司的广泛认可，所以支持 Redis 的客 户端语言也非常多，几乎涵盖了主流的编程语言，例如Java、PHP、 Python、C、C++、Nodejs等。
- Redis 提供了简单的 TCP 通信协议，很多编程语言可以很方便地接入到 Redis，并且由于 Redis 受到社区和各大公司的广泛认可，所以支持 Redis 的客 户端语言也非常多，几乎涵盖了主流的编程语言，例如Java、PHP、 Python、C、C++、Nodejs等。
- 持久化
- 通常看，将数据放在内存中是不安全的，一旦发生断电或者机器故障， 重要的数据可能就会丢失，因此 Redis 提供了两种持久化方式：RDB 和 AOF，即可以用两种策略将内存的数据保存到硬盘中。
- 主从复制
- Redis 提供了复制功能，实现了多个相同数据的 Redis 副本，复制功能是分布式 Redis 的基础。
- 高可用和分布式
- Redis 从2.8版本正式提供了高可用实现 Redis Sentinel，它能够保证 Redis 节点的故障发现和故障自动转移。Redis 从3.0版本正式提供了分布式实现 Redis Cluster，它是 Redis 真正的分布式实现，提供了高可用、读写和容量的 扩展性。
3. Redis 使用场景
上面我们已经了解了 Redis 的若干个特性，这里来看一下 Redis 的典型应用场景有哪些?
3.1 Redis可以做什么
- 缓存
缓存机制几乎在所有的大型网站都有使用，合理地使用缓存不仅可以加快数据的访问速度，而且能够有效地降低后端数据源的压力。Redis 提供了键值过期时间设置，并且也提供了灵活控制最大内存和内存溢出后的淘汰策略。
- 排行榜系统
排行榜系统几乎存在于所有的网站，例如按照热度排名的排行榜，按照发布时间的排行榜，按照各种复杂维度计算出的排行榜，Redis 提供了列表和有序集合数据结构，合理地使用这些数据结构可以很方便地构建各种排行 榜系统。
- 计数器应用
计数器在网站中的作用至关重要，例如视频网站有播放数、电商网站有 浏览数，为了保证数据的实时性，每一次播放和浏览都要做加1的操作，如 果并发量很大对于传统关系型数据的性能是一种挑战。Redis 天然支持计数 功能而且计数的性能也非常好，可以说是计数器系统的重要选择。
- 社交网络
赞/踩、粉丝、共同好友/喜好、推送、下拉刷新等是社交网站的必备功能，由于社交网站访问量通常比较大，而且传统的关系型数据不太适合保存这种类型的数据，Redis 提供的数据结构可以相对比较容易地实现这些功能。
- 消息队列系统
消息队列系统可以说是一个大型网站的必备基础组件，因为其具有业务 解耦、非实时业务削峰等特性。Redis 提供了发布订阅功能和阻塞队列的功能，虽然和专业的消息队列比还不够足够强大，但是对于一般的消息队列功能基本可以满足。
3.2 Redis 不可以做什么
实际上和任何一门技术一样，每个技术都有自己的应用场景和边界，也就是说 Redis 并不是万金油，有很多适合它解决的问题，但是也有很多不合 适它解决的问题。我们可以站在数据规模和数据冷热的角度来进行分析。
站在数据规模的角度看，数据可以分为大规模数据和小规模数据，我们知道 Redis 的数据是存放在内存中的，虽然现在内存已经足够便宜，但是如果数据量非常大，例如每天有几亿的用户行为数据，使用 Redis 来存储的话，基本上是个无底洞，经济成本相当的高。
站在数据冷热的角度看，数据分为热数据和冷数据，热数据通常是指需要频繁操作的数据，反之为冷数据，
- 例如对于视频网站来说，视频基本信息基本上在各个业务线都是经常要操作的数据，而用户的观看记录不一定是经常需要访问的数据，这里暂且不讨论两者数据规模的差异，单纯站在数据冷 热的角度上看，视频信息属于热数据，用户观看记录属于冷数据。
- 如果将这些冷数据放在 Redis 中，基本上是对于内存的一种浪费，但是对于一些热数据可以放在 Redis 中加速读写，也可以减轻后端存储的负载，可以说是事半功倍。
4. 用好 Redis 的建议
-
开发与运维同样重要
很多使用 Redis 的开发者认为只要会用 API 开发相应的功能就可以，更有甚者认为Redis就是 get、set、del，不需要知道 Redis 的原理。但是在我们实际运维和使用 Redis 的过程中发现，很多线上的故障和问题都是由于完全把 Redis 当做黑盒造成的：- 如果不了解 Redis 的单线程模型，有些开发者会在有 上千万个键的 Redis 上执行 keys* 操作；
- 如果不了解持久化的相关原理，会在 一个写操作量很大的 Redis 上配置自动保存 RDB；
- 在很多公司内只有专职的关系型数据库 DBA，并没有 NoSQL 的相关运维人员，Redis 的开发人员不仅要支持开发， 还要承担运维的责任，而且由于运维经验不足可能会造成线上故障。
- 阅读源码
Redis 是开源项目，由于作者对 Redis 代码的极致追 求，Redis 的代码量相对于许多 NoSQL 数据库来说是非常小的，也就意味着作为普通的开发和运维人员也是可以“吃透” Redis 的。- 通过阅读优秀的源码，不仅能够加深我们对于 Redis 的理解，而且还能提高自身的编码水平， 甚至可以对 Redis 做定制化，也就是说可以修改 Redis 的源码来满足自身的需求。
5. 正确安装并启动 Redis
5.1 安装 Redis
在 Linux 安装软件通常有两种方法：第一种是通过各个操作系统的软件管理软件进行安装，但是由于 Redis 的更新速度相对较快，而这些管理工具不一定能更新到最新的版本，同时前面提到 Redis 的安装本身不是很复杂， 所以一般推荐使用第二种方式：源码的方式进行安装，整个安装只需以下六步即可完成，以 3.0.7版本为例：
$ wget http://download.redis.io/releases/redis-3.0.7.tar.gz
$ tar xzf redis-3.0.7.tar.gz
$ ln -s redis-3.0.7 redis
$ cd redis
$ make
$ make install
- 1)下载Redis指定版本的源码压缩包到当前目录。
- 2)解压缩Redis源码压缩包。
- 3)建立一个redis目录的软连接，指向redis-3.0.7。
- 4)进入redis目录。
- 5)编译(编译之前确保操作系统已经安装gcc)。
- 6)安装。
这里有两点要注意：
- 第一，第3步中建立了一个redis目录的软链接，这 样做是为了不把redis目录固定在指定版本上，有利于Redis未来版本升级， 算是安装软件的一种好习惯；
- 第二，第6步中的安装是将Redis的相关运行文 件放到/usr/local/bin/下，这样就可以在任意目录下执行Redis的命令。
安 装后，可以在任何目录执行 redis-cli–v 查看Redis的版本。
$ redis-cli -v
redis-cli 3.0.7
5.2 配置、启动、操作、关闭Redis
Redis 安装之后，src 和 /usr/local/bin 目录下多了几个以 redis 开头可执行文 件，我们称之为 Redis Shell，这些可执行文件可以做很多事情，例如可以启动和停止 Redis、可以检测和修复 Redis 的持化文件，还可以检测 Redis 的 能。表中分别列出这些可执行文件的说明。
5.2.1 启动 Redis
有三种方法启动Redis:默认配置、运行配置、配置文件启动。
- 默认配置
这种方法会使用 Redis 的默认配置来启动，下面就是 redis-server 执行后输出的相关日志:
$ redis-server
12040:C 11 Jun 17:28:39.464 # Warning: no config file specified, using the
default config. In order to specify a config file use ./redis-server /path/ to/redis.conf
47
_._
_.-``__ ''-._ _.-`` `. `_. ''-._
.-`` .-```. ```\/ _.,_ ''-._ (',.-`|`,) |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'| | `-._ `._ / _.-' |
`-._ `-._ `-./ _.-' _.-' |`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'| | `-._`-._ _.-'_.-' |
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-' |`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'| | `-._`-._ _.-'_.-' |
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-' `-._ `-.__.-' _.-'
Redis 3.0.7 (00000000/0) 64 bit
Running in standalone mode Port: 6379
PID:12040
http:// redis.io
`-._
_.-'
`-.__.-'
12040:M 11 Jun 17:28:39.470 # Server started, Redis version 3.0.7
12040:M 11 Jun 17:28:39.470 * The server is now ready to accept connections on
port 6379
可以看到直接使用 redis-server 启动 Redis 后，会打印出一些日志，通过 日志可以看到一些信息，上例中可以看到：
- 当前的Redis版本的是3.0.7。
- ·Redis的默认端口是6379。
Redis 建议要使用配置文件来启动。因为直接启动无法自定义配置，所以这种方式是不会在生产环境中使用的。
- 运行启动
redis-server 加上要修改配置名和值(可以是多对)，没有设置的配置将
使用默认配置:
# redis-server --configKey1 configValue1 --configKey2 configValue2
例如，如果要用6380作为端口启动Redis，那么可以执行:
# redis-server --port 6380
虽然运行配置可以自定义配置，但是如果需要修改的配置较多或者希望 将配置保存到文件中，不建议使用这种方式。
- 配置文件启动
将配置写到指定文件里，例如我们将配置写到了 /opt/redis/redis.conf
中，那么只需要执行如下命令即可启动 Redis:
# redis-server /opt/redis/redis.conf
Redis有60多个配置，这里只给出一些重要的配置(参见表)，其他配置会随着不断深入学习进行介绍
运维提示：
- Redis目录下都会有一个redis.conf配置文件，里面就是Redis的默认配 置，通常来讲我们会在一台机器上启动多个Redis，并且将配置集中管理在 指定目录下，而且配置不是完全手写的，而是将redis.conf作为模板进行修 改。
- 显然通过配置文件启动的方式提供了更大的灵活性，所以大部分生产环境会使用这种方式启动Redis。
5.2.2 Redis 命令行客户端
现在我们已经启动了 Redis 服务，下面将介绍如何使用 redis-cli 连接、操作 Redis 服务。redis-cli 可以使用两种方式连接 Redis 服务器。
- 第一种是交互式方式
通过 redis-cli-h{host}-p{port} 的方式连接到 Redis 服务，之后所有的操作都是通过交互的方式实现，不需要再执行 redis-cli 了，例如:
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
127.0.0.1:6379> set hello world OK
127.0.0.1:6379> get hello "world"
- 第二种是命令方式
用 redis-cli-h ip{host}-p{port}{command} 就可以直接得到命令的返回结果，一般用于一次性操作，例如:
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 get hello
"world"
注意：
如果没有 -h 参数，那么默认连接 127.0.0.1; 如 果没有 -p，那么默认 6379 端口，也就是说如果 -h 和 -p 都没写就是连接 127.0.0.1:6379 这个 Redis 实例。
5.2.3 停止 Redis 服务
Redis 提供了shutdown 命令来停止 Redis 服务，例如要停掉 127.0.0.1 上 6379 端口上的 Redis 服务，可以执行如下操作。
$ redis-cli shutdown
可以看到Redis的日志输出如下:
# User requested shutdown... #客户端发出的shutdown命令
* Saving the final RDB snapshot before exiting. #保存RDB持久化文件
* DB saved on disk #将RDB文件保存在磁盘上
# Redis is now ready to exit, bye bye... #关闭
当使用 redis-cli 再次连接该 Redis 服务时，看到 Redis 已经“失联”。
$ redis-cli
Could not connect to Redis at 127.0.0.1:6379: Connection refused
这里有三点需要注意一下:
- Redis 关闭的过程：断开与客户端的连接、持久化文件生成，是一种相对优雅的关闭方式；
- 除了可以通过 shutdown 命令关闭 Redis 服务以外，还可以通过 kill 进程号的方式关闭掉 Redis，但是不要粗暴地使用 kill-9 强制杀死 Redis 服务，不但不会做持久化操作，还会造成缓冲区等资源不能被优雅关闭，极端情况会造成 AOF 和复制丢失数据的情况；
- shutdown 还有一个参数，代表是否在关闭 Redis 前，生成持久化文件:
redis-cli shutdown nosave|save
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