centos7 安装 Redis（资源）

最新推荐文章于 2025-02-10 21:37:13 发布

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文章标签：数据库运维面试

原文链接：https://my.oschina.net/u/3803405/blog/1812473

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本文详细介绍了Redis的安装、主要功能、与其他key-value存储的区别、优势，以及高可用的Sentinel集群搭建。Redis作为内存数据库，提供丰富的数据结构，如字符串、哈希、列表等，并支持持久化、复制、事务和发布订阅等特性。文章强调了避免使用高耗时命令以防止阻塞主线程，并提到了Redis在万亿级日访问量下的中断优化。此外，文中还列举了Redis的常见应用场景和面试题，以及多种Redis的监控和管理工具。

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Redis简介

Redis是一个基于BSD开源的项目，是一个把结构化的数据放在内存中的一个存储系统。可以把它作为数据库，缓存和消息中间件来使用，支持strings，lists，hashes，sets，sorted sets，bitmaps，hyperloglogs和geospatial indexes等数据类型。内建了复制，lua脚本，LRU，事务等功能，通过redis sentinel实现高可用，通过redis cluster实现了自动分片。以及事务，发布/订阅，自动故障转移。

Redis是一个开源的内存中的数据结构存储系统，它可以用作：数据库、缓存服务和消息中间件。

Redis 是一个开源的使用ANSI C语言编写、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。目前由VMware主持开发工作。

Redis采用Key-Value型的基本数据结构，任何二进制序列都可以作为Redis的Key使用

Redis只有一个线程，所以Redis线程很安全；使用非阻塞式IO，使Redis的速度非常快 , Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘

Redis运行容量只能受限于内存的大小，rds和aof持久化与内存有关，只和磁盘空间有关

Redis是一个开源的、高性能的、基于键值对的缓存与存储系统，通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的缓存与储存需求。同时Redis的诸多高层级功能使其可以胜任消息队列、任务队列等不同的角色。

缓存中常见的问题：二八定律、热数据和冷数据、缓存雪崩、缓存穿透、缓存预热、缓存更新、缓存降级

一般常用的缓存服务器有Redis、Memcached等，

Redis作为NoSQL数据库的一种应用，响应速度和命中率上还是比较高效的。项目中需要用集中式可横向扩展的缓存框架，做了一点调研，即便redis、memcached存在效率上的差异（具体比较参考http://timyang.net/data/mcdb-tt-redis/），但其实都能满足目前项目的需求；但是redis还是比较风骚的，支持链表和集合操作，支持正则表达式查找key，目前项目缓存的结果大多是链表，如果链表新增或者修改数据的话，redis就体现出了极大的优势（memcached只能重新加载链表，redis可以对链表新增或者修改）

Redis是使用C/C++语言开发的，Redi数据库中的所有的数据都存放在内存中。由于内存的读写速度远快于硬盘。在普通笔记本电脑上可以一秒读写超过10万个键值。

Redis 具备 LRU 淘汰、事务实现、以及不同级别的硬盘持久化等能力，并且支持副本集和通过 Redis Sentinel 实现的高可用方案，同时还支持通过 Redis Cluster 实现的数据自动分片能力。

注意： Redis提供数据定期自动持久化有两个方案： RDB、AOF

Redis Java客户端 : Jedis、Redisson和lettuce

Redis 的主要功能都基于单线程模型实现，也就是说 Redis 使用一个线程来服务所有的客户端请求，同时 Redis 采用了非阻塞式 IO，并精细地优化各种命令的算法时间复杂度，这些信息意味着：

Redis 是线程安全的（因为只有一个线程），其所有操作都是原子的，不会因并发产生数据异常

Redis 的速度非常快（因为使用非阻塞式 IO，且大部分命令的算法时间复杂度都是 O(1))

使用高耗时的 Redis 命令是很危险的，会占用唯一的一个线程的大量处理时间，导致所有的请求都被拖慢。（例如时间复杂度为 O(N) 的 KEYS 命令，严格禁止在生产环境中使用）

Redis可以为每个键设置生存时间（Time To Live, TTL）,生存时间到期后键会自动被删除。 Redis可以作为缓存系统来使用， Redis服务器默认是会使用6379端口。

Redis 的 5 种（存储节构）对象类型（字符串、哈希、列表、集合、有序集合）string、hash、lists（链表）、sets（集合）、sorted sets或者是ZSet（有序集合）

其中常见的数据结构类型有：String、List、Set、Hash、ZSet这5种。

有硬盘存储支持的内存数据库;
但自2.0版本以后可以将数据交换到硬盘（注意， 2.4以后版本不支持该特性！）
支持 sets（同时也支持 union/diff/inter）
支持将数据设置成过期数据（类似快速缓冲区设计）
Pub/Sub允许用户实现消息机制

Redis 内置了复制（Replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（Transactions）和不同级别的磁盘持久化（Persistence），并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动分区（Cluster）提供高可用性（High Availability）。

Redis 非常适用于数据变化快且数据库大小可遇见（适合内存容量）的应用程序。
例如：股票价格、数据分析、实时数据搜集、实时通讯。

Redis 是单线程结构模型

Redis不使用表，他的数据库不会预定义或者强制去要求用户对Redis存储的不同数据进行关联。

Redis提供持久化的选项，这些选项可以让用户将自己的数据保存到磁盘上面进行存储。根据实际情况，可以每隔一定时间将数据集导出到磁盘（快照），或者追加到命令日志中（AOF只追加文件），他会在执行写命令时，将被执行的写命令复制到硬盘里面。您

　redis-stat、RedisLive、redmon都是现成的redis监控工具，只能可视化指标不能监控，而基于redis_exporter以及grafana可以做到指标可视化以及监控报警，可以考虑集成到生产应用上。

数据库的工作模式按存储方式可分为：硬盘数据库和内存数据库。Redis 将数据储存在内存里面，读写数据的时候都不会受到硬盘 I/O 速度的限制，所以速度极快。

Redis常见命令：

1、Flushdb命令：用于清空当前数据库中的所有key

2、Flushall命令：用于清空整个Redis服务器的数据（删除所有的key）

3、CONFIG :客户端连接后可配置服务器

4、flush all : 清空Redis里面所有的缓存

Redis 缺点

1） Redis3.0后才出来官方的集群方案，但仍存在一些架构上的问题；

2.）持久化功能体验不佳——通过快照方法实现的话，需要每隔一段时间将整个数据库的数据写到磁盘上，代价非常高；而aof方法只追踪变化的数据，类似于mysql的binlog方法，但追加log可能过大，同时所有操作均要重新执行一遍，恢复速度慢；

3）由于是内存数据库，所以，单台机器，存储的数据量，跟机器本身的内存大小。虽然redis本身有key过期策略，但是还是需要提前预估和节约内存。如果内存增长过快，需要定期删除数据。

Redis 主要功能包括

交易
发布/订阅
Lua脚本
钥匙的生存时间有限
LRU驱逐钥匙
自动故障转移

Redis与其他key-value存储有什么不同？

1）Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。

2）Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。

3）Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。

Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

首先我们要定义一下对于Redis服务来说怎样才算是高可用，即在各种出现异常的情况下，依然可以正常提供服务。或者宽松一些，出现异常的情况下，只经过很短暂的时间即可恢复正常服务。所谓异常，应该至少包含了以下几种可能性：

【异常1】某个节点服务器的某个进程突然down掉（例如某开发手残，把一台服务器的redis-server进程kill了）

【异常2】某台节点服务器down掉，相当于这个节点上所有进程都停了（例如某运维手残，把一个服务器的电源拔了；例如一些老旧机器出现硬件故障）

【异常3】任意两个节点服务器之间的通信中断了（例如某临时工手残，把用于两个机房通信的光缆挖断了）

其实以上任意一种异常都是小概率事件，而做到高可用性的基本指导思想就是：多个小概率事件同时发生的概率可以忽略不计。只要我们设计的系统可以容忍短时间内的单点故障，即可实现高可用性。

搭建高可用Redis服务方案 ：Keepalived，Codis，Twemproxy，Redis Sentinel。

其中Codis和Twemproxy主要是用于大规模的Redis集群中，也是在Redis官方发布Redis Sentinel之前twitter和豌豆荚提供的开源解决方案。我的业务中数据量并不大，所以搞集群服务反而是浪费机器了。最终在Keepalived和Redis Sentinel之间做了个选择，选择了官方的解决方案Redis Sentinel。

Redis Sentinel可以理解为一个监控Redis Server服务是否正常的进程，并且一旦检测到不正常，可以自动地将备份（slave）Redis Server启用，使得外部用户对Redis服务内部出现的异常无感知。我们按照由简至繁的步骤，搭建一个最小型的高可用的Redis服务。

Redis的优势

1）性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。

2）丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。

3）原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。

4）丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

5)因为使用非阻塞式IO,所以Redis的速度非常快

Redis 与其他 key - value 缓存产品的特点

1）Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。

2）Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。

3）Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

基于内存的Redis应该是目前各种web开发业务中最为常用的key-value数据库了，我们经常在业务中用其存储用户登陆态（Session存储），加速一些热数据的查询（相比较mysql而言，速度有数量级的提升），做简单的消息队列（LPUSH和BRPOP）、订阅发布（PUB/SUB）系统等等。规模比较大的互联网公司，一般都会有专门的团队，将Redis存储以基础服务的形式提供给各个业务调用。

不过任何一个基础服务的提供方，都会被调用方问起的一个问题是：你的服务是否具有高可用性？最好不要因为你的服务经常出问题，导致我这边的业务跟着遭殃。

对于搭建高可用Redis服务，网上已有了很多方案，例如Keepalived，Codis，Twemproxy，Redis Sentinel。其中Codis和Twemproxy主要是用于大规模的Redis集群中，也是在Redis官方发布Redis Sentinel之前twitter和豌豆荚提供的开源解决方案。我的业务中数据量并不大，所以搞集群服务反而是浪费机器了。最终在Keepalived和Redis Sentinel之间做了个选择，选择了官方的解决方案Redis Sentinel。

Redis Sentinel可以理解为一个监控Redis Server服务是否正常的进程，并且一旦检测到不正常，可以自动地将备份（slave）Redis Server启用，使得外部用户对Redis服务内部出现的异常无感知。我们按照由简至繁的步骤，搭建一个最小型的高可用的Redis服务。