# Redis 运维

> **Redis** 是一个高性能的 key-value 数据库。
>
> SET 操作每秒钟 110000 次；GET 操作每秒钟 81000 次。

## 安装 <a href="#an-zhuang" id="an-zhuang"></a>

### Window 下安装 <a href="#window-xia-an-zhuang" id="window-xia-an-zhuang"></a>

**下载地址：**<https://github.com/MSOpenTech/redis/releases>。

Redis 支持 32 位和 64 位。这个需要根据你系统平台的实际情况选择，这里我们下载 **Redis-x64-xxx.zip**压缩包到 C 盘，解压后，将文件夹重新命名为 **redis**。

打开一个 **cmd** 窗口 使用 cd 命令切换目录到 **C:\redis** 运行 **redis-server.exe redis.windows.conf** 。

如果想方便的话，可以把 redis 的路径加到系统的环境变量里，这样就省得再输路径了，后面的那个 redis.windows.conf 可以省略，如果省略，会启用默认的。

这时候另启一个 cmd 窗口，原来的不要关闭，不然就无法访问服务端了。

切换到 redis 目录下运行 **redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379** 。

### Linux 下安装 <a href="#linux-xia-an-zhuang" id="linux-xia-an-zhuang"></a>

**下载地址：** [http://redis.io/download，下载最新文档版本。](http://redis.io/download%EF%BC%8C%E4%B8%8B%E8%BD%BD%E6%9C%80%E6%96%B0%E6%96%87%E6%A1%A3%E7%89%88%E6%9C%AC%E3%80%82)

下载、解压、编译 Redis

```
$ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.4.tar.gz
$ tar xzf redis-5.0.4.tar.gz
$ cd redis-5.0.4
$ make
```

为了编译 Redis 源码，你需要 gcc-c++和 tcl。如果你的系统是 CentOS，可以直接执行命令：`yum install -y gcc-c++ tcl` 来安装。

进入到解压后的 `src` 目录，通过如下命令启动 Redis:

```
$ src/redis-server
```

您可以使用内置的客户端与 Redis 进行交互:

```
$ src/redis-cli
redis> set foo bar
OK
redis> get foo
"bar"
```

### Ubuntu 下安装 <a href="#ubuntu-xia-an-zhuang" id="ubuntu-xia-an-zhuang"></a>

在 Ubuntu 系统安装 Redi 可以使用以下命令:

```
$sudo apt-get update
$sudo apt-get install redis-server
```

### 开机启动 <a href="#kai-ji-qi-dong" id="kai-ji-qi-dong"></a>

* 开机启动配置：`echo "/usr/local/bin/redis-server /etc/redis.conf" >> /etc/rc.local`

### 开放防火墙端口 <a href="#kai-fang-fang-huo-qiang-duan-kou" id="kai-fang-fang-huo-qiang-duan-kou"></a>

* 添加规则：`iptables -I INPUT -p tcp -m tcp --dport 6379 -j ACCEPT`
* 保存规则：`service iptables save`
* 重启 iptables：`service iptables restart`

## Redis 使用和配置 <a href="#redis-shi-yong-he-pei-zhi" id="redis-shi-yong-he-pei-zhi"></a>

### 启动 <a href="#qi-dong" id="qi-dong"></a>

**启动 redis 服务**

```
cd /usr/local/redis/src
./redis-server
```

**启动 redis 客户端**

```
cd /usr/local/redis/src
./redis-cli
```

**查看 redis 是否启动**

```
$ redis-cli
```

以上命令将打开以下终端：

```
redis 127.0.0.1:6379>
```

127.0.0.1 是本机 IP ，6379 是 redis 服务端口。现在我们输入 PING 命令。

```
redis 127.0.0.1:6379> ping
PONG
```

以上说明我们已经成功启动了 redis。

### 常见配置 <a href="#chang-jian-pei-zhi" id="chang-jian-pei-zhi"></a>

> Redis 默认的配置文件是根目录下的 `redis.conf` 文件。
>
> 如果需要指定特定文件作为配置文件，需要使用命令： `./redis-server -c xxx.conf`
>
> 每次修改配置后，需要重启才能生效。
>
> Redis 官方默认配置：
>
> * 自描述文档 [redis.conf for Redis 2.8](https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/2.8/redis.conf)
> * 自描述文档 [redis.conf for Redis 2.6](https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/2.6/redis.conf).
> * 自描述文档 [redis.conf for Redis 2.4](https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/2.4/redis.conf).
>
> 自 Redis2.6 起就可以直接通过命令行传递 Redis 配置参数。这种方法可以用于测试。自 Redis2.6 起就可以直接通过命令行传递 Redis 配置参数。这种方法可以用于测试。

### 设为守护进程 <a href="#she-wei-shou-hu-jin-cheng" id="she-wei-shou-hu-jin-cheng"></a>

Redis 默认以非守护进程方式启动，而通常我们会将 Redis 设为守护进程启动方式，配置：`daemonize yes`

#### 远程访问 <a href="#yuan-cheng-fang-wen" id="yuan-cheng-fang-wen"></a>

Redis 默认绑定 127.0.0.1，这样就只能本机才能访问，若要 Redis 允许远程访问，需要配置：`bind 0.0.0.0`

#### 设置密码 <a href="#she-zhi-mi-ma" id="she-zhi-mi-ma"></a>

Redis 默认访问不需要密码，如果需要设置密码，需要如下配置：

* `protected-mode yes`
* `requirepass <密码>`

#### 配置参数表 <a href="#pei-zhi-can-shu-biao" id="pei-zhi-can-shu-biao"></a>

| 配置项                                                                                                                                                                 | 说明                                                                                                                                                                           |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| `daemonize no`                                                                                                                                                      | 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（Windows 不支持守护线程的配置为 no ）                                                                                                       |
| `pidfile /var/run/redis.pid`                                                                                                                                        | 当 Redis 以守护进程方式运行时，Redis 默认会把 pid 写入 /var/run/redis.pid 文件，可以通过 pidfile 指定                                                                                                   |
| `port 6379`                                                                                                                                                         | 指定 Redis 监听端口，默认端口为 6379，作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用 6379 作为默认端口，因为 6379 在手机按键上 MERZ 对应的号码，而 MERZ 取自意大利歌女 Alessia Merz 的名字                                                           |
| `bind 127.0.0.1`                                                                                                                                                    | 绑定的主机地址                                                                                                                                                                      |
| `timeout 300`                                                                                                                                                       | 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                                                                                                                                              |
| `loglevel notice`                                                                                                                                                   | 指定日志记录级别，Redis 总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为 notice                                                                                                              |
| `logfile stdout`                                                                                                                                                    | 日志记录方式，默认为标准输出，如果配置 Redis 为守护进程方式运行，而这里又配置为日志记录方式为标准输出，则日志将会发送给 /dev/null                                                                                                    |
| `databases 16`                                                                                                                                                      | 设置数据库的数量，默认数据库为 0，可以使用 SELECT 命令在连接上指定数据库 id                                                                                                                                 |
| `save <seconds> <changes>` Redis 默认配置文件中提供了三个条件：**save 900 1**、**save 300 10**、**save 60 10000** 分别表示 900 秒（15 分钟）内有 1 个更改，300 秒（5 分钟）内有 10 个更改以及 60 秒内有 10000 个更改。 | 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                                                                                                                                       |
| `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                                                                                                |
| `dbfilename dump.rdb`                                                                                                                                               | 指定本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb                                                                                                                                                     |
| `dir ./`                                                                                                                                                            | 指定本地数据库存放目录                                                                                                                                                                  |
| `slaveof <masterip> <masterport>`                                                                                                                                   | 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                                                                                                       |
| `masterauth <master-password>`                                                                                                                                      | 当 master 服务设置了密码保护时，slav 服务连接 master 的密码                                                                                                                                     |
| `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 命令提供密码，默认关闭                                                                                                                  |
| `maxclients 128`                                                                                                                                                    | 设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis 可以同时打开的客户端连接数为 Redis 进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis 会关闭新的连接并向客户端返回 max number of clients reached 错误信息                |
| `maxmemory <bytes>`                                                                                                                                                 | 指定 Redis 最大内存限制，Redis 在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis 新的 vm 机制，会把 Key 存放内存，Value 会存放在 swap 区               |
| `appendonly no`                                                                                                                                                     | 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**：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快）**always**：表示每次更新操作后手动调用 fsync() 将数据写到磁盘（慢，安全）**everysec**：表示每秒同步一次（折中，默认值）                                                   |
| `vm-enabled no`                                                                                                                                                     | 指定是否启用虚拟内存机制，默认值为 no，简单的介绍一下，VM 机制将数据分页存放，由 Redis 将访问量较少的页即冷数据 swap 到磁盘上，访问多的页面由磁盘自动换出到内存中（在后面的文章我会仔细分析 Redis 的 VM 机制）                                                       |
| `vm-swap-file /tmp/redis.swap`                                                                                                                                      | 虚拟内存文件路径，默认值为 /tmp/redis.swap，不可多个 Redis 实例共享                                                                                                                                |
| `vm-max-memory 0`                                                                                                                                                   | 将所有大于 vm-max-memory 的数据存入虚拟内存，无论 vm-max-memory 设置多小，所有索引数据都是内存存储的(Redis 的索引数据 就是 keys)，也就是说，当 vm-max-memory 设置为 0 的时候，其实是所有 value 都存在于磁盘。默认值为 0                              |
| `vm-page-size 32`                                                                                                                                                   | Redis swap 文件分成了很多的 page，一个对象可以保存在多个 page 上面，但一个 page 上不能被多个对象共享，vm-page-size 是要根据存储的 数据大小来设定的，作者建议如果存储很多小对象，page 大小最好设置为 32 或者 64bytes；如果存储很大大对象，则可以使用更大的 page，如果不确定，就使用默认值 |
| `vm-pages 134217728`                                                                                                                                                | 设置 swap 文件中的 page 数量，由于页表（一种表示页面空闲或使用的 bitmap）是在放在内存中的，，在磁盘上每 8 个 pages 将消耗 1byte 的内存。                                                                                       |
| `vm-max-threads 4`                                                                                                                                                  | 设置访问 swap 文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为 0,那么所有对 swap 文件的操作都是串行的，可能会造成比较长时间的延迟。默认值为 4                                                                                              |
| `glueoutputbuf yes`                                                                                                                                                 | 设置在向客户端应答时，是否把较小的包合并为一个包发送，默认为开启                                                                                                                                             |
| `hash-max-zipmap-entries 64 hash-max-zipmap-value 512`                                                                                                              | 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时，采用一种特殊的哈希算法                                                                                                                                        |
| `activerehashing yes`                                                                                                                                               | 指定是否激活重置哈希，默认为开启（后面在介绍 Redis 的哈希算法时具体介绍）                                                                                                                                     |
| `include /path/to/local.conf`                                                                                                                                       | 指定包含其它的配置文件，可以在同一主机上多个 Redis 实例之间使用同一份配置文件，而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件                                                                                                               |

## Redis 集群使用和配置 <a href="#redis-ji-qun-shi-yong-he-pei-zhi" id="redis-ji-qun-shi-yong-he-pei-zhi"></a>

Redis 3.0 后支持集群模式。

### 集群规划 <a href="#ji-qun-gui-hua" id="ji-qun-gui-hua"></a>

`Redis` 集群一般由 **多个节点** 组成，节点数量至少为 `6` 个，才能保证组成 **完整高可用** 的集群。

理想情况当然是所有节点各自在不同的机器上，首先于资源，本人在部署 Redis 集群时，只得到 3 台服务器。所以，我计划每台服务器部署 2 个 Redis 节点。

### 部署 <a href="#bu-shu" id="bu-shu"></a>

Redis 集群节点的安装与单节点服务相同，差异仅在于部署方式。

假设三台服务器地址如下：

* 服务 A：127.0.0.1
* 服务 B：127.0.0.2
* 服务 C：127.0.0.3

分配如下：

| 127.0.0.1      | 127.0.0.2      | 127.0.0.3      |
| -------------- | -------------- | -------------- |
| 127.0.0.1:6381 | 127.0.0.2:6383 | 127.0.0.3:6385 |
| 127.0.0.1:6382 | 127.0.0.2:6384 | 127.0.0.3:6386 |

#### （1）创建节点目录 <a href="#id-1-chuang-jian-jie-dian-mu-lu" id="id-1-chuang-jian-jie-dian-mu-lu"></a>

我个人偏好将软件放在 `/opt` 目录下，在我的机器中，Redis 都安装在 `/usr/local/redis` 目录下。所以，下面的命令和配置都假设 Redis 安装目录为 `/usr/local/redis` 。

确保机器上已经安装了 Redis 后，执行以下命令，创建 Redis 集群节点实例目录：

* 127.0.0.1

```
sudo mkdir -p /usr/local/redis/cluster/6381
sudo mkdir -p /usr/local/redis/cluster/6382
```

* 127.0.0.2

```
sudo mkdir -p /usr/local/redis/cluster/6383
sudo mkdir -p /usr/local/redis/cluster/6384
```

* 127.0.0.3

```
sudo mkdir -p /usr/local/redis/cluster/6385
sudo mkdir -p /usr/local/redis/cluster/6386
```

#### （2）集群节点实例配置 <a href="#id-2-ji-qun-jie-dian-shi-li-pei-zhi" id="id-2-ji-qun-jie-dian-shi-li-pei-zhi"></a>

每个实例目录下，新建 `redis.conf` 配置文件。

实例配置模板以 6381 节点为例（其他节点，完全替换配置中的端口号 6381 即可），如下：

```
# 端口号
port 6381
# 绑定的主机端口（0.0.0.0 表示允许远程访问）
bind 0.0.0.0
# 以守护进程方式启动
daemonize yes

# 开启集群模式
cluster-enabled yes
# 集群的配置，配置文件首次启动自动生成
cluster-config-file /usr/local/redis/cluster/6381/6381.conf
# 请求超时时间，设置 10 秒
cluster-node-timeout 10000

# 开启 AOF 持久化
appendonly yes
# 数据存放目录
dir /usr/local/redis/cluster/6381
# 进程文件
pidfile /var/run/redis/redis-6381.pid
# 日志文件
logfile /usr/local/redis/cluster/6381/6381.log
```

#### （3）启动 Redis 节点 <a href="#id-3-qi-dong-redis-jie-dian" id="id-3-qi-dong-redis-jie-dian"></a>

Redis 的 utils/create-cluster 目录下自带了一个名为 create-cluster 的脚本工具，可以利用它来新建、启动、停止、重启 Redis 节点。

脚本中有几个关键参数：

* `PORT`=30000 - 初始端口号
* `TIMEOUT`=2000 - 超时时间
* `NODES`=6 - 节点数
* `REPLICAS`=1 - 备份数

脚本中的每个命令项会根据初始端口号，以及设置的节点数，遍历的去执行操作。

由于前面的规划中，节点端口是从 6381 \~ 6386，所以需要将 PORT 变量设为 6380。

脚本中启动每个 Redis 节点是通过指定命令行参数来配置属性。所以，我们需要改一下：

```
if [ "$1" == "start" ]
then
    while [ $((PORT < ENDPORT)) != "0" ]; do
        PORT=$((PORT+1))
        echo "Starting $PORT"
        /usr/local/redis/src/redis-server /usr/local/redis/cluster/${PORT}/redis.conf
    done
    exit 0
fi
```

好了，在每台服务器上，都执行 `./create-cluster start` 来启动节点。

然后，通过 ps 命令来确认 Redis 进程是否已经工作：

```
$ ps -ef | grep redis
root     12036     1 12 16:26 ?        00:08:28 /usr/local/redis/src/redis-server 0.0.0.0:6381 [cluster]
root     12038     1  0 16:26 ?        00:00:03 /usr/local/redis/src/redis-server 0.0.0.0:6382 [cluster]
```

#### （4）启动集群 <a href="#id-4-qi-dong-ji-qun" id="id-4-qi-dong-ji-qun"></a>

通过 `redis-cli --cluster create` 命令可以自动配置集群，如下：

```
$ /usr/local/redis/src/redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6382 127.0.0.2:6383 127.0.0.2:6384 127.0.0.3:6385 127.0.0.3:6386 --cluster-replicas 1
```

如果启动成功，可以看到如下信息：

```
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Master[0] -> Slots 0 - 5460
Master[1] -> Slots 5461 - 10922
Master[2] -> Slots 10923 - 16383
Adding replica 127.0.0.2:6384 to 127.0.0.1:6381
Adding replica 127.0.0.3:6386 to 127.0.0.2:6383
Adding replica 127.0.0.1:6382 to 127.0.0.3:6385
M: 75527b790e46530ea271a5b78f9e0fd9030f68e0 127.0.0.1:6381
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
S: 031dd0fd5ad90fa26fcf45d49ad906d063611a6d 127.0.0.1:6382
   replicates 53012ebdd25005840da9ecbe07d937296a264206
M: 0cfbceec272b6ff70e1dfb5c5346a5cb2c20c884 127.0.0.2:6383
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
S: 016ae9624202891cc6f2b480ff0634de478197fb 127.0.0.2:6384
   replicates 75527b790e46530ea271a5b78f9e0fd9030f68e0
M: 53012ebdd25005840da9ecbe07d937296a264206 127.0.0.3:6385
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: b6d70f2ed78922b1dcb7967ebe1d05ad9157fca8 127.0.0.3:6386
   replicates 0cfbceec272b6ff70e1dfb5c5346a5cb2c20c884
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
>>> Nodes configuration updated
>>> Assign a different config epoch to each node
>>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster
Waiting for the cluster to join
....
>>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:6381)
M: 75527b790e46530ea271a5b78f9e0fd9030f68e0 127.0.0.1:6381
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: 0cfbceec272b6ff70e1dfb5c5346a5cb2c20c884 127.0.0.2:6383
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
S: 016ae9624202891cc6f2b480ff0634de478197fb 127.0.0.2:6384
   slots: (0 slots) slave
   replicates 75527b790e46530ea271a5b78f9e0fd9030f68e0
M: 53012ebdd25005840da9ecbe07d937296a264206 127.0.0.3:6385
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
S: 031dd0fd5ad90fa26fcf45d49ad906d063611a6d 127.0.0.1:6382
   slots: (0 slots) slave
   replicates 53012ebdd25005840da9ecbe07d937296a264206
S: b6d70f2ed78922b1dcb7967ebe1d05ad9157fca8 127.0.0.3:6386
   slots: (0 slots) slave
   replicates 0cfbceec272b6ff70e1dfb5c5346a5cb2c20c884
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.
```

#### [（5）日常维护操作](https://dunwu.github.io/db-tutorial/#/nosql/redis/redis-ops?id=%ef%bc%885%ef%bc%89%e6%97%a5%e5%b8%b8%e7%bb%b4%e6%8a%a4%e6%93%8d%e4%bd%9c) <a href="#id-5-ri-chang-wei-hu-cao-zuo" id="id-5-ri-chang-wei-hu-cao-zuo"></a>

* 关闭集群 - `./create-cluster stop`
* 检查集群是否健康（指定任意节点即可）：`./redis-cli --cluster check <ip:port>`
* 尝试修复集群节点：`./redis-cli --cluster fix <ip:port>`

## Redis 命令 <a href="#redis-ming-ling" id="redis-ming-ling"></a>

> 命令详细用法，请参考 [**Redis 命令官方文档**](https://redis.io/commands)
>
> 搬迁两张 cheat sheet 图，原址：<https://www.cheatography.com/tasjaevan/cheat-sheets/redis/>

## 压力测试 <a href="#ya-li-ce-shi" id="ya-li-ce-shi"></a>

> 参考官方文档：[How fast is Redis?](https://redis.io/topics/benchmarks)

Redis 自带了一个性能测试工具：`redis-benchmark`

**（1）基本测试**

```
$ redis-benchmark -q -n 100000
```

* `-q` 表示静默（quiet）执行
* `-n 100000` 请求 10 万次

**（2）测试指定读写指令**

```
$ redis-benchmark -t set,lpush -n 100000 -q
SET: 74239.05 requests per second
LPUSH: 79239.30 requests per second
```

**（3）测试 pipeline 模式下指定读写指令**

```
redis-benchmark -n 1000000 -t set,get -P 16 -q
SET: 403063.28 requests per second
GET: 508388.41 requests per second
```

## 客户端 <a href="#ke-hu-duan" id="ke-hu-duan"></a>

推荐使用 [**RedisDesktopManager**](https://github.com/uglide/RedisDesktopManager)

## 脚本 <a href="#jiao-ben" id="jiao-ben"></a>

> CentOS7 环境安装脚本：[软件运维配置脚本集合](https://github.com/dunwu/linux-tutorial/tree/master/codes/linux/soft)

**安装说明**

* 采用编译方式安装 Redis, 并将其注册为 systemd 服务
* 安装路径为：`/usr/local/redis`
* 默认下载安装 `5.0.4` 版本，端口号为：`6379`，密码为空

**使用方法**

* 默认安装 - 执行以下任意命令即可：

```
curl -o- https://gitee.com/turnon/linux-tutorial/raw/master/codes/linux/soft/redis-install.sh | bash
wget -qO- https://gitee.com/turnon/linux-tutorial/raw/master/codes/linux/soft/redis-install.sh | bash
```

* 自定义安装 - 下载脚本到本地，并按照以下格式执行：

```
sh redis-install.sh [version] [port] [password]
```

参数说明：

* `version` - redis 版本号
* `port` - redis 服务端口号
* `password` - 访问密码

## 参考资料 <a href="#can-kao-zi-liao" id="can-kao-zi-liao"></a>

* [Redis 官方文档](https://redis.io/)
* [深入剖析 Redis 系列(三) - Redis 集群模式搭建与原理详解](https://juejin.im/post/5b8fc5536fb9a05d2d01fb11)
