狂神redis笔记总结-下

22、jedis连接阿里云服务器

4.配置

　　复制源目录根目录下的redis.conf文件到生成的/usr/local/redis目录下，执行命令

　　cp redis.conf /usr/local/redis

　　使用vi编辑配置redis.conf

　　bind 0.0.0.0　　设置绑定的主机ip，0.0.0.0表示监听所有地址

　　protected-mode no　　关闭安全模式，允许外网访问

　　daemonize yes　　后台启动

5.添加开放端口号到防火墙

　　添加端口并重启防火墙

　　firewall-cmd --zone=public --add-port=6379/tcp --permanent && firewall-cmd --reload

　　列出已经开放的端口号

　　firewall-cmd --zone=public --permanent --list-ports

6.启动

　　启动redis，进入redis根目录，执行命令

　　./bin/redis-server redis.conf

　　使用redis工具或API远程访问。

OK，单机版搭建成功！

27、Redis配置文件详解

启动的时候,就通过配置文件来启动.

redis.conf配置文件不区分大小写.

daemonize yes	#是否以守护进程来运行,默认为no

pidfile /var/run/redis_6379.pid	#如果以后台的方式运行,我们就需要一个pid文件

logfile	#日志的文件名

databases 16 #默认有16个数据库

快照

#如果900秒内,至少有1个 key进行了修改,我们进行持久化操作
save 900 1
#如果300秒内,只要有10个key进行了修改,我们进行持久化操作
save 300 10
#如果60秒内,至少1000个key进行了修改,我们进行持久化操作
save 60 10000

stop-writes-on-bgsave-error yes	#如果持久化出错,是否还继续工作

rdbcompression yes		#是否压缩rdb文件,需要消耗cpu资源.

rdbchecksum yes		#保存rdb文件的时候,进行错误的检查效验

dir ./ 				#rdb文件保存的目录

密码

config get requirepass	#获取redis密码

config set requirepass 123	#设置redis密码

auth 123 #当有密码的时候登录时需要密码登录
    
config set requirepass '' #  取消密码,重启redis服务,重启的时候加载复制的配置文件

内存达到限制值的处理策略

maxmemory-policy noeviction # 内存达到限制值的处理策略

config set maxmemory-policy volatile-lru #设置为volatile-lru

maxmemory-policy 六种方式

1、volatile-lru：只对设置了过期时间的key进行LRU（默认值）

2、allkeys-lru ： 删除lru算法的key

3、volatile-random：随机删除即将过期key

4、allkeys-random：随机删除

5、volatile-ttl ： 删除即将过期的

6、noeviction ： 永不过期，返回错误

APPEND ONLY MODE模式 aof配置

appendonly no		#默认是不开启aof模式的,默认使用rdb方式持久化,在大部分所有的情况下,rdb完全够用

appendfilename "appendonly.aof"		#持久化的文件名

# appendfsync always	#每次修改都会sync,消耗性能
appendfsync everysec	#每秒执行一次sync,可能会丢失这1s的数据
# appendfsync no		#不执行sync,这时候操作系统自己同步数据,速度更快.

save 				#设置完配置,可以用save保存

28、持久化之RDB操作

redis是内存数据库,如果不将内存中的数据库状态保存到磁盘,那么一旦服务器进程退出,服务器中的数据库状态也会消失.

RDB类似于VM的快照功能,在指定时间间隔后,将内存中的数据集快照写入数据库;在恢复的时候,直接读取快照文件,进行数据的恢复.

RDB(Redis DataBase)

持久化快照保存过程(工作原理)

两个进程,父进程和子进程,父进程fork子进程,父进程继续处理client请求,父进程处理新的写请求到内存页面副本,父进程OS写时复制机制共享内存.

子进程是被父进程fork出来的,父进程和子进程共享内存,子进程将内存内容写入临时RDB文件,快照写入完成后,替换原来的快照文件,子进程退出成为正式的RDB二进制文件.

• Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写到一个临时文件中，等待持久化过程都结束了，再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。整个过程中，主进程是不进行任何IO操作的，这就确保了极高的性能。如果需要进行大规模数据的恢复，且对于数据恢复的完整性不是很敏感，那么RDB方式要比AOF方式更加的高效。RDB的缺点是最后一次持久化的数据，可能丢失。

• RDB保存的文件是dump.rdb，在配置文件中配置的。

  这种工作方式使得redis可以从写时复制(copy-on-write)机制中获益(因为是使用子进程进行写操作,而父进程依然可以接受来自客户端的请求)

触发机制

• save的规则满足的情况下,会自动触发RDB规则,但会堵塞,也就是不接受其他操作了;
  (由于save命令是同步命令,会占用redis的主进程.若redis数据非常多时,save命令执行的速度会非常慢,阻塞所有用户的请求.)
  (满足配置条件中的触发条件 :可以通过配置文件对 Redis 进行设置， 让它在“ N 秒内数据集至少有 M 个改动”这一条件被满足时， 自动进行数据集保存操作。)

• 执行flushall命令,也会触发RDB规则

• 退出redis,也会产生RDB文件

  bgsave

  bgsave是异步进行,进行持久化的时候,redis可以将继续响应客户端请求.

  bgsave和save对比

  命令	save	bgsave
  IO类型	同步	异步
  阻塞？	是	是（阻塞发生在fock()，通常非常快）
  复杂度	O(n)	O(n)
  优点	不会消耗额外的内存	不阻塞客户端命令
  缺点	阻塞客户端命令	需要fock子进程，消耗内存

简述同步和异步的区别

同步：

同步的思想是：所有的操作都做完，才返回给用户。这样用户在线等待的时间太长，给用户一种卡死了的感觉（就是系统迁移中，点击了迁移，界面就不动了，但是程序还在执行，卡死了的感觉）。这种情况下，用户不能关闭界面，如果关闭了，即迁移程序就中断了。

异步：

将用户请求放入消息队列，并反馈给用户，系统迁移程序已经启动，你可以关闭浏览器了。然后程序再慢慢地去写入数据库去。这就是异步。但是用户没有卡死的感觉，会告诉你，你的请求系统已经响应了。你可以关闭界面了。

恢复RDB文件

• 只需要将RDB文件放在我们redis启动目录就可以,redis启动的时候会自动检查dump.rdb(dump转存)
• 查看存在的位置:config get dir

优点:

• 适合大规模的数据恢复
• 对数据的完整性要求不高

缺点:

• 需要一定的时间间隔进程操作,如果redis意外崩溃了,最后一次修改的数据就不会生效
• fork进程的时候,会占用一定的内存空间

29、持久化之AOF(Append Only File)操作

将我们所有的命令都记录下来,类似于linux的history,恢复的时候就把这个文件全部执行一遍.

以日志的形式来记录每个写的操作，将Redis执行过的所有指令记录下来（读操作不记录），只许追加文件但不可以改写文件，redis启动之初会读取该文件重新构建数据，换言之，redis重启的话就根据日志文件的内容将写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。

什么是AOF

快照功能(RDB)并不是很持久(durable):如果redis因为某些原因而造成故障停机,那么服务器将丢失最近写入,以及未保存到快照中的那些数据.从1.1版本开始,redis增加了一种完全耐久的持久化方式:AOF持久化.

如果要使用AOF，需要修改配置文件：

默认是不开启的，我们需要手动配置，然后重启redis，就可以生效了！

如果这个aof文件有错位，这时候redis是启动不起来的，我需要修改这个aof文件

redis给我们提供了一个工具redis-check-aof --fix

appendonly yes  # 默认是不开启aof模式的，默认是使用rdb方式持久化的，在大部分的情况下，rdb完全够用
appendfilename "appendonly.aof"

# appendfsync always # 每次修改都会sync 消耗性能
appendfsync everysec # 每秒执行一次 sync 可能会丢失这一秒的数据
# appendfsync no # 不执行 sync ,这时候操作系统自己同步数据，速度最快

优点:

1. 每一次修改都会同步,文件的完整性会更加好
2. 每秒同步一次,可能会丢失一秒的数据
3. 从不同步,效率最高

缺点:

1. 相对于数据文件来说,AOF远远大于RDB,修复速度比RDB慢.
2. AOF运行效率也要比RDB慢,所以redis默认的配置就是RDB持久化.

RDB和AOP选择

RDB 和 AOF 对比

	RDB	AOF
启动优先级	低	高
体积	小	大
恢复速度	快	慢
数据安全性	丢数据	根据策略决定

如何选择使用哪种持久化方式？选RDB就行了

一般来说,如果想达到足以媲美PostgreSQL的数据安全性,应该同时使用两种持久化功能.

如果你非常关心你的数据， 但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失， 那么你可以只使用 RDB 持久化。

有很多用户都只使用 AOF 持久化， 但并不推荐这种方式： 因为定时生成 RDB 快照（snapshot）非常便于进行数据库备份， 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。

30、Redis订阅发布(微信公众号)

https://www.runoob.com/redis/redis-pub-sub.html

------------订阅端----------------------
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE sakura # 订阅sakura频道
Reading messages... (press Ctrl-C to quit) # 等待接收消息
1) "subscribe" # 订阅成功的消息
2) "sakura"
3) (integer) 1
1) "message" # 接收到来自sakura频道的消息 "hello world"
2) "sakura"
3) "hello world"
1) "message" # 接收到来自sakura频道的消息 "hello i am sakura"
2) "sakura"
3) "hello i am sakura"

--------------消息发布端-------------------
127.0.0.1:6379> PUBLISH sakura "hello world" # 发布消息到sakura频道
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PUBLISH sakura "hello i am sakura" # 发布消息
(integer) 1

-----------------查看活跃的频道------------
127.0.0.1:6379> PUBSUB channels
1) "sakura"

原理

每个redis服务器进程都维持这一个表示服务器状态的redis.h/redisServer结构,结构的pubsub_channels属性是一个字典,这个字典就用于保存订阅频道的信息,其中,字典的键为正在被订阅的频道,而字典的值则是一个链表,链表中保存了所有订阅这个频道的客户端.

客户端订阅,就被连接到对应频道的链表的尾部,退订则就是将客户端节点从链表中移除.

缺点

1. 如果一个客户端订阅了频道，但自己读取消息的速度却不够快的话，那么不断积压的消息会使redis输出缓冲区的体积变得越来越大，这可能使得redis本身的速度变慢，甚至直接崩溃。
2. 这和数据传输可靠性有关，如果在订阅方断线，那么他将会丢失所有在短线期间发布者发布的消息。

应用

1. 消息订阅：公众号订阅，微博关注等等（起始更多是使用消息队列来进行实现）
2. 多人在线聊天室。

稍微复杂的场景，我们就会使用消息中间件MQ(ActiveMQ,RabbitMQ 活动的兔子 kafka)处理。

31、Redis集群环境搭建

为什么使用集群

1. 单台服务器难以负载大量的请求;
2. 单台服务器故障率高,系统崩坏几率大;
3. 单台服务器内存容量有限.

环境配置

我们在讲解配置文件的时候，注意到有一个replication模块 (见Redis.conf中第8条)

查看当前库的信息：info replication

127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master # 角色
connected_slaves:0 # 从机数量
master_replid:3b54deef5b7b7b7f7dd8acefa23be48879b4fcff
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

既然需要启动多个服务，就需要多个配置文件。每个配置文件对应修改以下信息：

• 端口号
• pid文件名
• 日志文件名
• rdb文件名

启动单机多服务集群：

32、主从复制之复制原理

一主二从配置

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；我们一般情况下只用配置从机就好了！

认老大！一主（79）二从（80，81）

使用SLAVEOF host port就可以为从机配置主机了。

然后主机上也能看到从机的状态：

我们这里是使用命令搭建，是暂时的，真实开发中应该在从机的配置文件中进行配置，这样的话是永久的。

使用规则

1. 从机只能读,不能写,主机可读可写,一般多用于写.

    127.0.0.1:6381> set name sakura # 从机6381写入失败
   (error) READONLY You can't write against a read only replica.
   
   127.0.0.1:6380> set name sakura # 从机6380写入失败
   (error) READONLY You can't write against a read only replica.
   
   127.0.0.1:6379> set name sakura
   OK
   127.0.0.1:6379> get name
   "sakura"
   
   

2. 当主机断电宕机后,默认情况下从机的角色不会发生变化,集群中只是失去了写操作,当主机恢复以后,又会连接上从机恢复原状.

3. 当从机断电宕机后,若不是使用配置文件配置的从机,再次启动后作为主机是无法获取之前主机的数据的,,若此时重新配置成为从机,又可以获取到主机的所有数据.这里就要提到一个同步原理.

4. 第二条中提到,默认情况下,主机故障后,不会出现新的主机,有两种方式可以产生新的主机:

   1. 从机手动执行命令slaveof no one,这样执行以后从机会独立出来成为一个主机

   2. 使用哨兵模式(自动选举)

33、宕机后手动配置主机

如果没有老大了,这个时候能不能选择出来一个老大呢?手动!

如果主机断开了连接,我们可以使用slaveof no one让自己变成主机,其他的节点就可以手动连接到最新的主节点(手动)!如果这个时候老大修复了,那么就重新连接!

34、哨兵模式详解

• 主从切换技术的方法是:当主服务器宕机后,需要手动把一台从服务器切换为主服务器,这就需要人工干预,费事费力,还会造成一段时间内服务不可用.这不是一种推荐的方式,更多时候,我们优先考虑哨兵模式.

• 谋朝篡位的自动版,能够后台监视主机是否故障,如果发生故障根据投票数自动将从库转换为主库.

• 哨兵模式是一种特殊的模式,首先redis提供了哨兵的命令,哨兵是一个独立的进程,作为进程,它会独立运行.其原理是哨兵通过发送命令(发送心跳包,看服务器是否存活),等待redis服务器响应,从而监控运行的多个redis实例.(心跳包ping命令?)

单机单个哨兵

哨兵的作用：

• 通过发送命令,让redis服务器返回监控其运行状态,包括主服务器何从服务器.
• 当哨兵检测到master宕机,会自动将slave切换成master,然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器,修改配置文件,让它们切换主机.

多哨兵模式

哨兵的核心配置

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1

• 数字1表示:当一个哨兵主观认为主机断开,就可以客观认为主机故障,然后开始选举新的主机.

测试

redis-sentinel xxx/sentinel.conf

成功启动哨兵模式

此时哨兵监视着我们的主机6379，当我们断开主机后：

优点:

1. 哨兵集群,基于主从复制,所有主从复制的优点,它都有,
2. 主从可以切换,故障转移,系统的可用性更好;
3. 哨兵模式是主从模式的升级,手动到自动,更加健壮.

缺点:

1. redis不好在线扩容,集群容量一旦达到上限,在线扩容就十分麻烦
2. 实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的,里面有很多配置项

完整的哨兵模式配置文件 sentinel.conf

# Example sentinel.conf
 
# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379
port 26379
 
# 哨兵sentinel的工作目录
dir /tmp
 
# 哨兵sentinel监控的redis主节点的 ip port 
# master-name  可以自己命名的主节点名字 只能由字母A-z、数字0-9 、这三个字符".-_"组成。
# quorum 当这些quorum个数sentinel哨兵认为master主节点失联 那么这时 客观上认为主节点失联了
# sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum> 仲裁,出席人数
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1
 
# 当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
# 设置哨兵sentinel 连接主从的密码 注意必须为主从设置一样的验证密码
# sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd
 
 
# 指定多少毫秒之后 主节点没有应答哨兵sentinel 此时 哨兵主观上认为主节点下线 默认30秒
# sentinel down-after-milliseconds <master-name> <milliseconds>
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
 
# 这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行 同步，
这个数字越小，完成failover所需的时间就越长，
但是如果这个数字越大，就意味着越 多的slave因为replication而不可用。
可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个slave 处于不能处理命令请求的状态。
# sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves>
sentinel parallel-syncs mymaster 1
 
 
 
# 故障转移的超时时间 failover-timeout 可以用在以下这些方面： 
#1. 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间。
#2. 当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到slave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
#3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。  
#4.当进行failover时，配置所有slaves指向新的master所需的最大时间。不过，即使过了这个超时，slaves依然会被正确配置为指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
# 默认三分钟
# sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds>
sentinel failover-timeout mymaster 180000
 
# SCRIPTS EXECUTION
 
#配置当某一事件发生时所需要执行的脚本，可以通过脚本来通知管理员，例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
#对于脚本的运行结果有以下规则：
#若脚本执行后返回1，那么该脚本稍后将会被再次执行，重复次数目前默认为10
#若脚本执行后返回2，或者比2更高的一个返回值，脚本将不会重复执行。
#如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了，则同返回值为1时的行为相同。
#一个脚本的最大执行时间为60s，如果超过这个时间，脚本将会被一个SIGKILL信号终止，之后重新执行。
 
#通知型脚本:当sentinel有任何警告级别的事件发生时（比如说redis实例的主观失效和客观失效等等），将会去调用这个脚本，
#这时这个脚本应该通过邮件，SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时，将传给脚本两个参数，
#一个是事件的类型，
#一个是事件的描述。
#如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径，那么必须保证这个脚本存在于这个路径，并且是可执行的，否则sentinel无法正常启动成功。
#通知脚本
# sentinel notification-script <master-name> <script-path>
  sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh
 
# 客户端重新配置主节点参数脚本
# 当一个master由于failover而发生改变时，这个脚本将会被调用，通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。
# 以下参数将会在调用脚本时传给脚本:
# <master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
# 目前<state>总是“failover”,
# <role>是“leader”或者“observer”中的一个。 
# 参数 from-ip, from-port, to-ip, to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的
# 这个脚本应该是通用的，能被多次调用，不是针对性的。
# sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh

35、缓存穿透和雪崩

缓存穿透(查不到)

概念

在默认情况下,用户请求数据时,会现在缓存(redis)中查找,若没找到即缓存未命中,再到数据库中进行查找,数量少可能问题不大,一旦大量的请求数据(例如秒杀场景)缓存都没有命中的话,就会全部转移到数据库上,造成数据库极大的压力,就有可能导致数据库崩溃.网络安全中也有人恶意使用这种手段进行攻击被称为洪水攻击.

解决方案

布隆过滤器

对所有可能查询的参数以Hash的形式存储,以便快速确定是否存在这个值,在控制层先进行拦截校验,校验不通过直接打回,减轻了存储系统的压力.

缓存空对象

一次请求若在缓存和数据库中都没找到,就在缓存中返回一个空对象用于处理后续这个请求.

这样做有一个缺陷:存储空对象也需要空间,大量的空对象会耗费一定的空间,存储效率并不高.解决这个缺陷的方式就是设置较短过期时间.

即使对空值设置了过期时间,还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致,这对于需要保持一致性的业务会有影响.

缓存击穿(量太大,缓存过期)

概念

相较于缓存穿透,缓存击穿的目的性更强,一个存在的key,在缓存过期的一刻,同时有大量的请求,这些请求都汇集传到DB,造成瞬时DB请求量大,压力骤增.这就是缓存被击穿,只是针对某个key的缓存不可用而导致击穿,但其他的key依然可以使用缓存相应.

比如热搜排行榜,一个热点新闻被同时大量访问就可能造成缓存穿透.

解决方案

1. 设置热点数据永不过期
   这个就不会出现热点数据过期的情况,但是当redis内存满的时候也会清理部分数据,而且此方案会占用空间,一旦热点数据多了起来,就会占用部分空间.

2. 加互斥锁(分布式锁)

   在访问key之前,采用SETNX(set if not exists)来设置另一个短期key来锁住当前key的访问,访问节后再删除该短期key.保证同时刻只有一个线程访问.这样对所的要求就是十分高.

缓存雪崩(大量缓存同时过期,DB压力骤增)

概念

大量的key设置了相同的过期时间,导致在缓存在同一时刻全部失效,造成瞬时DB请求量大,压力骤增,引起雪崩.

解决方案

• redis高可用

既然redis有可能挂掉,那我就多增设几台redis,这个一台挂掉之后其他的还可以继续工作,其实就是搭建的集群

• 限流降级
  在缓存失效后,通过加锁或者队列来控制读DB写缓存的线程数量.比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存,其他线程等待.

• 数据预热

  数据预热的含义就是正式部署之前,我先把可能的数据先预先访问一遍,这个部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中.在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key,设置不同的过期时间,让缓存失效的时间尽量均匀.