Redis学习之路（二）之Redis入门基础

• 一、Redis基本介绍

• （1）Redis介绍

　　Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件. 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询，` bitmaps，hyperloglogs 和 地理空间（geospatial） 索引半径查询.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）。

    可以对这些类型执行 原子操作 ， 列如： 字符串（strings）的append 命令; 散列（hashes）的hincrby命令; 列表（lists）的lpush命令; 集合（sets）计算交集sinter命令， 计算并集union命令 和 计算差集sdiff命令; 或者 在有序集合（sorted sets）里面获取成员的最高排名zrangebyscore命令。

    为了实现其卓越的性能， Redis采用运行在 内存中的数据集工作方式. 根据使用情况， 可以每隔一定时间将 数据集导出到磁盘 ， 或者 追加到命令日志中. 也可以关闭持久化功能，将Redis作为一个高效的网络的缓存数据功能使用.

    Redis 同样支持 主从复制（能自动重连和网络断开时自动重新同步），并且第一次同步是快速的非阻塞式的同步.
　　其他功能包括:
（1）事务（Transactions）
（2）订阅分发（Pub/Sub）
（3）LUA脚本（Lua scripting）
（4）过期自动删除key
（5）内存回收
（6）自动故障转移

• （2）Redis特点

1）支持内存缓存，这个功能相当于memcached 

2）支持持久化存储，这个功能相当于memcachedb，ttserver 

3）数据库类型更丰富。比其他key-value库功能更强 

4）支持主从集群、分布式 

5）支持队列等特殊功能

• （3）Redis和Memecache的区别

1.存储方式： 
memecache 把数据全部存在内存之中，断电后会挂掉，数据不能超过内存大小, Redis有部份存在硬盘上，这样能保证数据的持久性，支持数据的持久化。

2.数据支持类型： 
redis在数据支持上要比memecache多的多。

3.使用底层模型不同 
新版本的redis直接自己构建了VM 机制，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求。

总结：对于两者的选择还是要看具体的应用场景，如果需要缓存的数据只是key-value这样简单的结构时，我在项目里还是采用memcache，它也足够的稳定可靠。如果涉及到存储，排序等一系列复杂的操作时，毫无疑问选择redis。

• 二、Redis部署

redis下载地址：http://www.redis.cn/download.html

• 1、安装–>下载，解压，编译

(1)下载、解压、编译
[root@redis ~]# wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.9.tar.gz
[root@redis ~]# tar xzf redis-4.0.9.tar.gz -C /usr/local/
[root@redis redis-4.0.9]# cd /usr/local/redis-4.0.9
[root@redis redis-4.0.9]# make
[root@redis redis-4.0.9]# make install

（2）创建软链接
[root@redis redis-4.0.9]# ln -sv /usr/local/redis-4.0.9 /usr/local/redis
"/usr/local/redis" -> "/usr/local/redis-4.0.9"
[root@redis redis-4.0.9]# ll /usr/local/redis*
lrwxrwxrwx 1 root root   22 5月  18 10:53 /usr/local/redis -> /usr/local/redis-4.0.9

（3）修改redis配置文件redis.conf
[root@redis ~]# vim /usr/local/redis/redis.conf 
bind 127.0.0.1   #监听的ip地址
port 6379        #端口
daemonize yes    #开启后台运行模式
pidfile /var/run/redis_6379.pid   #pid路径
logfile "/var/log/redis.log"      #日志路径
dir /data/redis_data              #数据保存路径

• 2、启动redis

(1)编写redis启动脚本
[root@redis ~]# vim /usr/lib/systemd/system/redis.service 
[Unit]
Description=Redis
After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/var/run/redis_6379.pid
ExecStart=/usr/local/redis/src/redis-server /usr/local/redis/redis.conf 
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID 
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID 
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

（2）启动redis
[root@redis ~]# systemctl daemon-reload
[root@redis ~]# systemctl start redis
[root@redis ~]# ps -ef |grep redis
root     31615     1  0 11:48 ?        00:00:00 /usr/local/redis/src/redis-server 127.0.0.1:6379
root     31620 31352  0 11:48 pts/1    00:00:00 grep --color=auto redis
[root@redis ~]# netstat -tulnp |grep redis
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      31615/redis-server  
[root@redis ~]# redis-cli 
127.0.0.1:6379> KEYS *
1) "k1"

• 3、redis常见操作

keys *    //取出所有key
keys my* //模糊匹配
exists name  //有name键 返回1 ，否则返回0；
del  key1 // 删除一个key    //成功返回1 ，否则返回0；
EXPIRE key1 100  //设置key1 100s后过期
ttl key // 查看键 还有多长时间过期，单位是s,当 key 不存在时，返回 -2 。 当 key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回 -1 。 否则，返回 key 的剩余生存时间。
select  0  //代表选择当前数据库，默认进入0 数据库
move age 1  // 把age 移动到1 数据库
persist key1   //取消key1的过期时间
randomkey //随机返回一个key
rename oldname newname //重命名key
type key1 //返回键的类型
dbsize  //返回当前数据库中key的数目
info  //返回redis数据库状态信息
flushdb //清空当前数据库中所有的键
flushall    //清空所有数据库中的所有的key
bgsave //保存数据到 rdb文件中，在后台运行
save //作用同上，但是在前台运行
config get * //获取所有配置参数
config get dir  //获取配置参数
config set dir  //更改配置参数
数据恢复： 首先定义或者确定dir目录和dbfilename，然后把备份的rdb文件放到dir目录下面，重启redis服务即可恢复数据

• 4、redis.conf详解

[root@redis ~]# grep "^[a-Z]" /usr/local/redis/redis.conf 
bind 127.0.0.1          #绑定监听的ip地址，可以有多个监听地址，如外网需要连接，设置0.0.0.0 空格分隔
protected-mode yes      #是否开启保护模式，当redis.conf中没有定义bind的ip时，也就是说redis将会绑定全网IP， 并且也没有设置访问密码，这两个条件满足时，当远程的机器访问redis时，就会被限制了。建议开启。
port 6379               #监听端口
tcp-backlog 511         #关于backlog的理解，需要先搞清楚TCP三次握手。这个tcp-backlog定义了一个队列的长度。这个队列指的是， TCP三次握手中最后一次握手完成后的那个状态的连接，该参数设定的值不能大于内核的somaxconn的值，要想设置的非常高，那么首先要将内核参数somaxconn的值提升。 somaxconn，定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度,这是个全局的参数,默认值为128. 限制了每个端口接收新tcp连接侦听队列的大小。对于一个经常处理新连接的高负载 web服务环境来说，默认的128太小了。 大多数环境这个值建议增加到2048或者更多。调整内核参数： echo "net.core.somaxconn = 2048" >> /etc/sysctl.conf; sysctl -p

timeout 0               # 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
tcp-keepalive 300       # TCP长连接保持时长。单位为秒，假如设置为60秒，则server端会每60秒向连接空闲的客户端发起一次ACK请求， 以检查客户端是否已经挂掉，对于无响应的客户端则会关闭其连接。所以关闭一个连接最长需要120秒的时间。如果设置为0，则不会进行保活检测。
daemonize yes           #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
                        #启用守护进程后，Redis会把pid写到一个pidfile中，在/var/run/redis_6379.pid
supervised no　　　　　　 #是否通过upstart或systemd管理守护进程。默认no没有服务监控，其它选项有upstart, systemd, auto
pidfile /var/run/redis_6379.pid     #pid文件路径
loglevel notice     # 指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning
logfile "/var/log/redis.log"    #指定日志文件路径
databases 16        # 设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用select <dbid>命令在连接上指定数据库id
always-show-logo yes 　　#redis启动时，会打印ASCII艺术logo


################################ SNAPSHOTTING（快照备份）  #################################
# 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
#   满足以下条件将会同步数据:
#   900秒（15分钟）内有1个更改
#   300秒（5分钟）内有10个更改
#   60秒内有10000个更改
#   Note: 可以把所有“save”行注释掉，这样就取消同步操作了
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

stop-writes-on-bgsave-error yes 　　#当save过程中出现失败的情况时，或者有某些错误时，总之导致了内存中的数据和磁盘中的数据不一致了。该参数定义此时是否继续进行save的操作。
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
rdbchecksum yes     # 当save完成后，是否使用CRC64算法校验rdb文件。
dbfilename dump.rdb # 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb
dir /data/redis_data    #数据库（dump.rdb）文件存放目录，注意，这里只能指定一个目录，不能指定文件名

################################# REPLICATION（主从复制） #################################
# 主从复制。使用slaveof从 Redis服务器复制一个Redis实例。注意，该配置仅限于当前slave有效
# 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
# 当master服务设置了密码保护时，slave服务连接master的密码

slaveof <masterip> <masterport> #主从复制使用，用于本机redis作为slave去连接主redis，配置主redis的ip和端口

masterauth <master-password>    #当master设置密码认证，slave用此选项指定master认证密码

slave-serve-stale-data yes      #当slave与master之间的连接断开或slave正在与master进行数据同步时，
                                 如果有slave请求，当设置为yes时，slave仍然响应请求，此时可能有问题，
                                 如果设置no时，slave会返回"SYNC with master in progress"错误信息。
                                 但INFO和SLAVEOF命令除外。

slave-read-only yes             #在从上配置，开启从只读模式，无法在从上进行写入操作

repl-diskless-sync no           #是否开启主从复制的磁盘同步，默认为no。定义主从同步数据的策略，它有两种策略，一个是磁盘形式，一个是socket（就是这个diskless）形式。 磁盘形式，就是先将数据写到rdb文件里，然后传输rdb文件到从上。 socket形式，就是直接通过网络传输变更的数据到从上的rdb文件里。 repl-diskless-sync no，表示使用磁盘的形式。

repl-diskless-sync-delay 5      #磁盘同步的时延。如果使用了通过socket的形式传输数据，则需要考虑一个主下面有多个从的情况，因为一旦基于Diskless的复制传送开始， 主就无法顾及新的从的到来。所以，就有了这个延迟的设置，比如延迟5秒，这样在主从传输数据之前，所有的从都被识别了， 这样主就可以多开几个线程来同时给所有的从进行数据传输了。

repl-disable-tcp-nodelay no     #是否开启tcp时延。是否关闭tcp_nodelay功能。 关于tcp_nodelay有个nagle算法，假如需要频繁的发送一些小包数据，比如说1个字节，以IPv4为例的话， 则每个包都要附带40字节的头，也就是说，总计41个字节的数据里，其中只有1个字节是我们需要的数据。为了解决这个问题，出现了Nagle算法。 它规定：如果包的大小满足MSS，那么可以立即发送，否则数据会被放到缓冲区，等到已经发送的包被确认了之后才能继续发送。 通过这样的规定，可以降低网络里小包的数量，从而提升网络性能。该参数设置为no，即使用tcp_nodelay，数据传输到salve的延迟将会减少但要使用更多的带宽。 反之，不使用tcp_nodelay，这样Redis主将使用更少的TCP包和带宽来向slaves发送数据。 但是这将使数据传输到slave上有延迟，Linux内核的默认配置会达到40毫秒。

repl-backlog-size 1mb　　#首先解释一下，这里的backlog是主上的一个内存缓冲区，它存储的数据是当主和从断开连接时，主无法将数据传给从了，这时候主先将更新的数据 暂时存放在缓存去里。如果主从再次连接时，就不需要重新传输所有数据，而是只需要传输缓冲区的这一部分即可。这个参数用来定义该缓冲区的大小。

repl-backlog-ttl 3600　　#如果主Redis等了一段时间之后，还是无法连接到从Redis，那么缓冲队列中的数据将被清理掉。我们可以设置主Redis要等待的时间长度。 如果设置为0，则表示永远不清理。默认是1个小时。

replica-priority 100　　#我们可以给众多的从Redis设置优先级，在主Redis持续工作不正常的情况，优先级高的从Redis将会升级为主Redis。而编号越小，优先级越高。 比如一个主Redis有三个从Redis，优先级编号分别为10、100、25，那么编号为10的从Redis将会被首先选中升级为主Redis。 当优先级被设置为0时，这个从Redis将永远也不会被选中。默认的优先级为100。

min-replicas-to-write 3 /min-replicas-max-lag 10　　#假如主Redis发现有超过M个从Redis的连接延时大于N秒，那么主Redis就停止接受外来的写请求。这是因为从Redis一般会每秒钟都向主Redis发出PING， 而主Redis会记录每一个从Redis最近一次发来PING的时间点，所以主Redis能够了解每一个从Redis的运行情况。

min-replicas-to-write 3 /min-replicas-max-lag 10　　#表示，假如有大于等于3个从Redis的连接延迟大于10秒，那么主Redis就不再接受外部的写请求。 上述两个配置中有一个被置为0，则这个特性将被关闭。默认情况下min-slaves-to-write为0，而min-slaves-max-lag为10。

slave-priority 100    # 从的权重设置

############################ 安全配置 #####################################
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

rename-command CONFIG "" 　　#限制CONFIG命令使用，当redis被入侵时，为了避免CONFIG命令的危险性，可以对CONFIG命令进行配置不允许使用CONFIG命令。
lazyfree-lazy-eviction no
lazyfree-lazy-expire no
lazyfree-lazy-server-del no
slave-lazy-flush no     #是否开启从上的懒刷新，默认关闭

############################## LIMIT(限制) ###############################

maxclients 128      #允许设置客户端最大连接数，0为不限制
maxmemory <bytes>   #内存清理策略，如果达到此值，将采取以下动作：
                    # volatile-lru ：默认策略，只对设置过期时间的key进行LRU算法删除
                    # allkeys-lru ：删除不经常使用的key
                    # volatile-random ：随机删除即将过期的key
                    # allkeys-random ：随机删除一个key
                    # volatile-ttl ：删除即将过期的key
                    # noeviction ：不过期，写操作返回报错
maxmemory-policy volatile-lru   #如果达到maxmemory值，采用此策略
maxmemory-samples 3             #默认随机选择3个key，从中淘汰最不经常用的

############################## APPEND ONLY MODE ###############################

appendonly no   #yes表示开启aof持久化。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

appendfilename "appendonly.aof"     # 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof

appendfsync everysec        # 指定更新日志条件，共有3个可选值：
                            # no:不调用fsync()函数，而是让操作系统自行决定sync的时间，这种模式下，redis的性能会最快。
                            # always:在每次写请求后都调用fsync()函数，这种模式下，redis相对会较慢，但是数据是最安全的。
                            # everysec:每秒钟调用一次fsync()，这是性能和安全的折中选择。默认情况下为该模式

no-appendfsync-on-rewrite no　　#当fsync方式设置为always或everysec时，如果后台持久化进程需要执行一个很大的磁盘IO操作，那么Redis可能会在fsync()调用时卡住。 目前尚未修复这个问题，这是因为即使我们在另一个新的线程中去执行fsync()，也会阻塞住同步写调用。为了缓解这个问题，我们可以使用该配置项，这样的话，当BGSAVE或BGWRITEAOF运行时，fsync()在主进程中的调用会被阻止。 这意味着当另一路进程正在对AOF文件进行重构时，Redis的持久化功能就失效了，就好像我们设置了"appendsync no"一样。 如果Redis有时延问题，那么可以将该选项设置为yes。否则请保持no，因为这是保证数据完整性的最安全的选择。

auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb　　#我们允许Redis自动重写aof。当aof增长到一定规模时，Redis会隐式调用BGREWRITEAOF来重写log文件，以缩减文件体积。Redis是这样工作的：Redis会记录上次重写时的aof大小。假如Redis自启动至今还没有进行过重写，那么启动时aof文件的大小会被作为基准值。 这个基准值会和当前的aof大小进行比较。如果当前aof大小超出所设置的增长比例，则会触发重写。另外还需要设置一个最小大小，是为了防止在aof很小时就触发重写。如果设置auto-aof-rewrite-percentage为0，则会关闭此重写功能。

aof-load-truncated yes　　#由于某种原因（aof文件损坏）有可能导致利用aof文件恢复redis数据时发生异常，该参数决定redis服务接下来的行为。如果设置为yes，则aof文件会被加载（但数据一定不全），并且会记录日志说明情况。如果设置为no，则redis服务根本就启动不起来。

aof-use-rdb-preamble yes　　　#为了让用户能够同时拥有RDB和AOF两种持久化的优点， 从Redis 4.0版本开始，就推出了一个能够“鱼和熊掌兼得”的持久化方案 —— RDB-AOF 混合持久化： 这种持久化能够通过 AOF 重写操作创建出一个同时包含RDB数据和AOF数据的AOF文件， 其中RDB数据位于AOF文件的开头， 它们储存了服务器开始执行重写操作时的数据库状态：至于那些在重写操作执行之后执行的Redis命令，则会继续以AOF格式追加到AOF文件的末尾，也即是RDB数据之后。

lua-time-limit 5000
slowlog-log-slower-than 10000   #设置慢日志记录条件，超过10000微秒记录
slowlog-max-len 128   #慢日志最大长度
latency-monitor-threshold 0
notify-keyspace-events ""

############################## 虚拟内存 ##############################
vm-enabled no      #是否启用虚拟内存机制，虚拟内存机将数据分页存放，
                    把很少访问的页放到swap上，内存占用多，最好关闭虚拟内存
vm-swap-file /var/lib/redis/redis.swap   #虚拟内存文件位置
vm-max-memory 0    #redis使用的最大内存上限，保护redis不会因过多使用物理内存影响性能
vm-page-size 32    #每个页面的大小为32字节
vm-pages 134217728  #设置swap文件中页面数量
vm-max-threads 4    #访问swap文件的线程数

############################## 高级配置 ##############################
hash-max-ziplist-entries 512    #哈希表中元素（条目）总个数不超过设定数量时，采用线性紧凑格式存储来节省空间
hash-max-ziplist-value 64       #哈希表中每个value的长度不超过多少字节时，采用线性紧凑格式存储来节省空间
list-max-ziplist-entries 512    #list数据类型多少节点以下会采用去指针的紧凑存储格式
list-max-ziplist-value 64       #list数据类型节点值大小小于多少字节会采用紧凑存储格式
list-compress-depth 0
set-max-intset-entries 512       #set数据类型内部数据如果全部是数值型，且包含多少节点以下会采用紧凑格式存储
zset-max-ziplist-entries 128
zset-max-ziplist-value 64
hll-sparse-max-bytes 3000
activerehashing yes     # 指定是否激活重置哈希，默认为开启
client-output-buffer-limit normal 0 0 0
client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
hz 10
aof-rewrite-incremental-fsync yes

•  5、PHP中使用redis

在php中使用redis，必须安装php的redis扩展模块，pecl方法安装如下：

/usr/local/php-fpm/bin/pecl install redis

vi  /usr/local/php/etc/php.ini  //增加extension = redis.so

源码安装redis扩展如下：

wget https://github.com/phpredis/phpredis/archive/4.2.0.tar.gz
mv 4.2.0.tar.gz  php-redis.tar.gz
tar zxvf php-redis.tar.gz
cd phpredis-4.2.0/
/usr/local/php-fpm/bin/phpize
./configure --with-php-config=/usr/local/php-fpm/bin/php-config
make && make install
vi  /usr/local/php/etc/php.ini  //增加extension = redis.so

php中使用redis进行session保存：

root@localhost ~]# vim /etc/php.ini 
[Session]    #在Session模块下增加
session.save_handler = redis
session.save_path = "tcp://127.0.0.1:6379"

[root@localhost ~]# php-fpm -t
[16-Apr-2019 16:15:16] NOTICE: configuration file /etc/php-fpm.conf test is successful

[root@localhost ~]# systemctl reload php-fpm

创建测试文件，进行测试session保存：

[root@localhost ~]# wget http://study.lishiming.net/.mem_se.txt
[root@localhost ~]# mv .mem_se.txt session.php

[root@localhost ~]# php session.php 
1555402526<br><br>1555402526<br><br>n0r96n9fdkdctv2jcossvog4vq 

[root@localhost ~]# redis-cli 
127.0.0.1:6379> KEYS *
1) "PHPREDIS_SESSION:n0r96n9fdkdctv2jcossvog4vq"
2) "ke1"

127.0.0.1:6379> GET PHPREDIS_SESSION:n0r96n9fdkdctv2jcossvog4vq
"TEST|i:1555402526;TEST3|i:1555402526;"