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【Linux运维培训班】什么是Redis?Redis存储服务详解!

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技术博客

2022年8月18日 15:13

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、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。

  •   什么是Redis
  •   Redis的简介
  •   Redis的特点
  •   Redis不同处
  •   Redis的部署
  •   Redis的配置

  什么是Redis

  REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统

  Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、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

  它通常被称为数据结构服务器,因为值(value)可以是 字符串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和有序集合(sorted sets)等类型

Linux运维培训

  Redis 简介

  Redis 是完全开源免费的,遵守BSD协议,是一个高性能的key-value数据库

  Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点:

  ①Redis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。

  ②Redis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。

  ③Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。

  Redis 的特点

  高性能:Redis 将所有数据集存储在内存中,可以在入门级 Linux 机器中每秒写(SET)11 万次,读(GET)8.1 万次

  持久化:当所有数据都存在于内存中时,可以根据自上次保存以来经过的时间和/或更新次数,使用灵活的策略将更改异步保存在磁盘上

  数据结构:Redis 支持各种类型的数据结构,例如字符串、散列、集合、列表、带有范围查询的有序集、位图、超级日志和带有半径查询的地理空间索引

  原子操作:处理不同数据类型的 Redis 操作是原子操作,因此可以安全地 SET 或 INCR 键,添加和删除集合中的元素等

  支持的语言:Redis 支持许多语言,如 C、C++、Erlang、Go、Haskell、Java、JavaScript(Node.js)、Lua、Objective-C、Perl、PHP、Python、R、Ruby、Rust、Scala、Smalltalk 等

  主/从复制:Redis 遵循非常简单快速的主/从复制。配置文件中只需要一行来设置它,而 Slave 在 Amazon EC2 实例上完成 10 MM key 集的初始同步只需要 21 秒

  分片:Redis 支持分片。与其他键值存储一样,跨多个 Redis 实例分发数据集非常容易

  可移植:Redis 是用 C 编写的,适用于大多数 POSIX 系统,如 Linux、BSD、Mac OS X、Solaris 等

  Redis与其他key-value存储有什么不同?

  ①Redis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

  ②Redis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

  ③Redis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

  ④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

  ⑤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

  Redis 部署

  | 下载Redis软件包

  官网下载地址:https://download.redis.io/releases

  GitHub下载地址:https://github.com/redis/redis/releases

wget https://download.redis.io/releases/redis-6.2.2.tar.gz

  | 解压软件包

tar xf redis-6.2.2.tar.gz -C /oldboyedu/softwares/

ln -sv /oldboyedu/softwares/redis-6.2.2 /oldboyedu/softwares/redis

  | 编译Redis源码

# 安装依赖包

yum -y install gcc automake autoconf libtool make

# 编译Redis源码

cd /oldboyedu/softwares/redis

make && make install

  | 配置环境变量并测试

# 为Redis环境单独配置环境变量

# vim /etc/profile.d/redis.sh

#!/bin/bash

export PATH=/oldboyedu/softwares/redis/src:$PATH

# 使得上一步配置的Redis环境变量生效

# source /etc/profile.d/redis.sh

# redis-cli --version # 如果输出该命令有提示信息说明配置生效!

  | 启动Redis并进行连接测试

  后台运行Redis服务

# ss -lnt
State       Recv-Q Send-Q     Local Address:Port                   Peer Address:Port            

LISTEN      0      128                   *:22                                 *:*                  

LISTEN      0      128                 [::]:22                             [::]:*
# redis-server &

  连接Redis数据库

默认以字节的形式显示中文:

# redis-cli

> SET name "oldboyedu"

OK

> GET name

"oldboyedu"

> SET myname "老男孩"

OK

> GET myname

"\xe8\x80\x81\xe7\x94\xb7\xe5\xad\xa9"

> QUIT

我们可以直接让redis-cli命令行工具支持中文显示,只需启动时添加"--raw"选项即可,如下所示

# redis-cli --raw

>> SET name "oldboyedu"

OK

> GET name

"oldboyedu"

> SET myname "老男孩"

OK

> GET myname

老男孩

我们也可以像mysql命令行工具一样,可以直接在命令行操作redis服务,而无需进入到交互式字符界面

# redis-cli get name

"oldboyedu"

# redis-cli get myname

"\xe8\x80\x81\xe7\x94\xb7\xe5\xad\xa9"

# redis-cli --raw get myname

老男孩

  关闭Redis

进入redis-cli交互式字符界面关闭Redis

# redis-cli

> SHUTDOWN

> quit

直接在Linux界面关闭Redis

# redis-cli shutdown

  自定义Redis的配置文件

  | 创建存放配置文件,日志文件和数据目录

# 创建专用于存放redis服务的配置文件目录

mkdir -pv /oldboyedu/softwares/redis/conf

# 创建专用于存放redis服务的日志文件目录

mkdir -pv /oldboyedu/logs/redis

# 创建专用于存放redis服务的数据目录

mkdir -pv /oldboyedu/data/redis

  | 创建配置文件

install -d /oldboyedu/softwares/redis/conf

cat > /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf <<EOF

daemonize yes

port 6379

logfile /oldboyedu/logs/redis/redis.log

dir /oldboyedu/data/redis

dbfilename oldboyedu_linux

EOF

  配置文件参数说明:

  | 重启Redis服务

# 关闭redis服务

redis-cli shutdown

# 启动redis服务时指定配置文件

redis-server /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf

  | 验证服务是否正常运行

# redis-cli 

> get name

(nil)

> set name "oldboyedu 2022"

OK

> get name

"oldboyedu 2022"

> quit

  | 基于配置文件设置Redis安全相关参数

  1. Redis默认开启了安全保护模式,只允许本地回环地址登录并访问数据库。即'--protected-mode yes'

基于本地连接Redis服务,是可以正常读写入数据的

# redis-cli 

127.0.0.1:6379>

基于"IP:Port"方式连接Redis服务,发现无法从Redis获取数据

# redis-cli -h 10.0.0.112 -p 6379

  温馨提示:

  ①上图的报错中给了4个解决方案,其中前3个解决方案都是设置'--protected-mode no'。但前3种种解决方案用于测试还是可以的,但是在生产环境中使用时并不建议使用,因为其治标不治本。我们推荐大家使用第4种方法。

  ②其中上述的第四种方法说我们可以绑定地址(bind address),或者设置验证密码(authentication password)

  2. 配置Redis的安全参数

# cat >/oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf<<EOF

daemonize yes

port 6379

logfile /oldboyedu/logs/redis/redis.log

dir /oldboyedu/data/redis

dbfilename mydump.rdb

bind 10.0.0.112 127.0.0.1

requirepass oldboyedu2022

EOF

  配置文件参数说明:

  3. 重启Redis服务使得配置生效

redis-cli shutdown

redis-server /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf

  4. 验证Redis安全设置是否生效

# redis-cli -h 10.0.0.112 -a oldboyedu2022

> get name

(nil)

> set name "oldboyedu"

OK

> get name

"oldboyedu"

redis-cli shutdown

redis-s

  在线查看和修改Redis的配置

  | 在线查看配置参数

  查看Redis所有的配置信息

  我们在交互式命令行输入"CONFIG GET *",就可以查看Redis所有的配置信息,如下所示:

# redis-cli -h 10.0.0.112 -a oldboyedu2022

# 表示获取所有的配置参数

> CONFIG GET *

  模糊查询参数,例如:查看以"re","re*"的配置信息

  我们在交互式命令行输入"CONFIG GET re*",就可以查看Redis所有的配置信息中以"re*"开头的配置,如下所示:

> CONFIG GET re*

  查看具体参数信息,即只获取Redis某一个特定的配置

  我们在交互式命令行使用"CONFIG GET"命令获取某一个特定的参数值,就可以查看Redis对应的配置信息,如下所示:

> CONFIG GET requirepass

  如上所述,当我们记得配置的名称后,可以直接查询具体的参数信息哟

  | 在线设置配置参数

  临时设置参数不保存

  如下所示,我们可以通过"CONFIG SET"命令来临时修改参数值

# 查看Redis默认使用的内存为"0",这意味着不对Redis内存使用做限制,生产环境中建议设置为服务器的70%的资源

> CONFIG GET maxmemory

1) "maxmemory"

2) "0"

# 很明显,我这里设置的是28G的内存给Redis使用

> CONFIG SET maxmemory 28000M

> CONFIG GET maxmemory

1) "maxmemory"

2) "28000000000"

>quit

# 我们对Redis服务进行重启

# redis-cli -h 10.0.0.112 -a oldboyedu2022 shutdown

# redis-server /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf

# 发现配置还是使用配置文件的信息,上面的修改只是在内存中发生的

# redis-cli -a oldboyedu2022 -h 10.0.0.112

> CONFIG GET maxmemory

1) "maxmemory"

2) "0"

  温馨提示:

  使用"CONFIG SET"命令可以临时修改Redis的配置,但此次修改的配置并不会被写入到配置文件,因此我们说这样修改为临时修改,下次重启后是不生效的

  临时设置参数并保存

  查看Redis的配置文件

# cat /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf

daemonize yes

port 6379

logfile /oldboyedu/logs/redis/redis.log

dir /oldboyedu/data/redis

dbfilename mydump.rdb

bind 10.0.0.112 127.0.0.1

requirepass oldboyedu2022

  临时设置参数并保存

# redis-cli -a oldboyedu2022 -h 10.0.0.112

> CONFIG GET maxmemory

1) "maxmemory"

2) "0"

> CONFIG SET maxmemory 28000M

OK

> CONFIG GET maxmemory

1) "maxmemory"

2) "28000000000"

> CONFIG REWRITE

> QUIT

  再次查看配置文件,不难发现在配置文件末尾多了2行配置

  临时设置参数并保存

# cat /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf 

daemonize yes

port 6379

logfile "/oldboyedu/logs/redis/redis.log"

dir "/oldboyedu/data/redis"

dbfilename "mydump.rdb"

bind 172.200.1.201 127.0.0.1

requirepass "oldboyedu2022"

# Generated by CONFIG REWRITE

maxmemory 27343750kb

  重启Redis服务,发现上一次修改生效了

# redis-cli -a oldboyedu2022 shutdown

# redis-server /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf

# redis-cli -a oldboyedu2022 -h 10.0.0.112 -p 6379

> CONFIG GET maxmemory

1) "maxmemory"

2) "28000000000"

  Redis 持久化

  | Redis持久化概述

  指的是将内存数据保存到磁盘。Redis给我们提供了两种持久化的功能,分比为RDB和AOF:

  1、RDB持久化:可以在执行的时间间隔内生成数据集的时间点快照(point-in-time snapshot),新快照会覆盖老快照

  优点:速度快,适合于用于做备份,主从复制也是基于RDB持久化功能实现的

  缺点:会有数据丢失

  2、AOF持久化:记录服务执行的所有写操作命令,并在服务器启动时,通过重新执行这些命令来还原数据集

  AOF文件中的命令全部以Redis协议的格式来保存,新命令会被追加到文件的末尾(append-only log file)

  优点:可以最大程度保证数据不丢失。其类似于MySQL的binlog日志功能

  缺点:日志记录量级比较大,持久化时间较长

  | 配置RDB持久化功能

  1. 手动触发持久化

  如下所示的配置文件中,并不会自动进行持久化操作,但我们可以通过"SAVE"命令来手动触发持久化

# cat /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf

daemonize yes

port 6379

logfile "/oldboyedu/logs/redis/redis.log"

dir "/oldboyedu/data/redis"

dbfilename "mydump.rdb"

bind 172.200.1.201 127.0.0.1

requirepass "oldboyedu2021"

# Generated by CONFIG REWRITE

maxmemory 27343750kb

  当修改数据后,并不会立即发生持久化

# ll /oldboyedu/data/redis/

总用量 0
# redis-cli -a oldboyedu2022 -h 10.0.0.112 -p 6379

> SET name "oldboyedu"

OK

> GET name

"oldboyedu"

> QUIT

# ll /oldboyedu/data/redis/

总用量 0

  但是我们可以通过"SAVE"命令来手动触发持久化

# redis-cli -a oldboyedu2022 -h 10.0.0.112 -p 6379

> SET name "oldboyedu"

OK

# 调用该命令后,会记录将内存中的数据同步到磁盘上

> SAVE  

OK

> QUIT

# ll /oldboyedu/data/redis/

总用量 4

-rw-r--r-- 1 root root 97 7月  13 16:59 mydump.rdb

  我们也可以不进入redis-cli命令的交互式字符界面就能进行持久化操作

# ll /oldboyedu/data/redis/

总用量 0

# redis-cli -a oldboyedu2022 -h 10.0.0.112 -p 6379

OK

# 直接进行持久化

# redis-cli -a oldboyedu2021 save

OK

# ll /oldboyedu/data/redis/

总用量 4

-rw-r--r-- 1 root root 104 7月  13 17:01 mydump.rdb

# redi

  | 配置RDB自动持久化相关参数

  配置RDB持久化

# tail -6 /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf

# RDB持久化配置

dir "/oldboyedu/data/redis"

dbfilename "mydump.rdb"

save 900 1

save 300 10

save 60 10000

  参数说明:

  温馨提示:

  上述的save参数是用于定义自动持久化的参数,上面我们定义了3种策略,但凡满足其中任意一种策略均能实现自动持久化

  测试可以使用“kill -9”指令杀死redis-server进程,如果使用官方提供的shutdown脚本会在关掉redis实例之前可能会自动进行一次持久化哟

  | 配置AOF持久化功能

  如下所示,配置AOF持久化通常只需指定两个参数即可

# tail -3 /oldboyedu/softwares/redis/conf/redis.conf 

# 配置AOF持久化

appendonly yes

appendfsync everysec

  参数说明:

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