Redis for OPS 01：关于 Redis 基础说明与安装部署

写在前面的话

本章节开始在主要介绍在运维工作中绕不开的一个话题，数据缓存 NoSQL 服务 Redis，搭建很简单，使用很简单，运行也稳定的一批，一般小公司几乎很少出现以为量的问题导致他 down 掉的情况，但如果我们想走上更高的台阶，只是简单的安装运行肯定是不够的。所以我会写这几篇博客，算是做一个简单的小结，其内容涉及：主从，哨兵（高可用），集群（分布式）。

Redis 简介

在之前专门学习了 MySQL，我们把它称为关系型数据库，现在开始谈谈非关系型数据库（NoSQL，Key - Value 键值对），其主要产品包含 Redis，MongoDB，Memcached，Tair 等。

可以看看 Redis 的 logo：

Redis 的简单优点有以下这些：

1. 支持的数据类型丰富，包括 String / hash / List / Set / SortSet 等。

2. 支持持久化。

3. 多种内存分配和回收策略。

4. 支持消息对了，订阅发布。

5. 支持高可用 / 分布式集群等等。

目前在企业缓存产品中主要有两个：Memcached 和 Redis，所以我们常常把这两个东西拿来做对比。

Memcached：

优点：高性能读写，单一数据类型，支持客户端分布式集群，一致性 Hash，多核结构，多线程读写性能高。

缺点：没持久化，节点故障可能出现缓存穿透，分布式需要客户端配置，跨主机同步数据困难，架构扩展复杂。

Redis：

优点：高性能读写，多数据类型支持，数据持久化，高可用架构，支持自定义虚拟内存，支持分布式集群分片。

缺点：多线程读写不如 Memcached。

Tair（淘宝）：

优点：高性能读写，支持三种存储引擎，支持高可用，分布式分片集群。

缺点：单机情况下性能不及前两个。

使用场景比较：

Memcached：多核的缓存服务，更适用于多用户并发访问次数较少的应用场景。

Redis：单核的缓存服务，单节点时适合于少量用户，多次访问的场景。

截至文章更新日期，Redis 已经更新到了 5.0.5 版本，但是目前主流的还是 3 版本，新的项目可能会用到 4 版本。

说明：为了文章的时效性，所以本文选择从 Redis 4 版本开始，而不再是 3 版本，4 版本相对于用户而言变化其实不大，但是在其内部的性能以及各种机制方面还是有很大的提升。所以选择更好的。

Redis 的下载地址如下：

https://redis.io/download

但是国内由于墙的原因，所以下载速度大家懂的，好在 redis 也就 1.6 M 左右（真niubi），也可以去其它下载源试一试。

安装部署 Redis

安装前准备：

# 创建目录，并将安装包上传到 /data/packages
mkdir -p /data/{backup,data,logs,packages,services}

安装过程超级简单，解压，编译：

# 解压编译安装
yum -y install gcc automake autoconf libtool make
tar -zxf redis-4.0.14.tar.gz
cd redis-4.0.14/
make
make PREFIX=/data/services/redis install

# 创建数据目录
cd /data/services/redis
mkdir data logs conf

添加配置文件，在源码包解压目录中有模板，redis.conf，但是不适合我们，所以需要修改一下：

#################################################################################################
# Redis 配置文件
#################################################################################################
bind 127.0.0.1 192.168.200.101
protected-mode yes
port 6379
tcp-backlog 2048
timeout 0
tcp-keepalive 300
daemonize yes
supervised no
pidfile /data/services/redis/logs/redis-6379.pid
loglevel notice
logfile "/data/services/redis/logs/redis-6379.log"
databases 16
always-show-logo yes

该配置为最基础的配置，后续我们会渐渐的完善它！

启动查看 Redis：

# 启动
/data/services/redis/bin/redis-server /data/services/redis/conf/redis.conf

# 查看
netstat -tlunp | grep 6379

结果如图：

登录测试：

# 登录
/data/services/redis/bin/redis-cli

结果如图：

redis-cli 主要常用参数：

-h：指定主机

-p：指定端口

-s：指定 socket

-a：指定密码

-n：指定 db

全局基础操作

基础操作如下：

# 查看所有
keys *

# 查看指定
keys name

# 查看匹配的
keys n*

# 查看类型
type name

# 以秒为单位设置生存时间，毫秒则用 pexpire
expire name 30

# 查看剩余生存时间，单位秒，毫秒则使用 pttl
ttl name

# 取消生存时间
persist name

# 删除key
del name

# 检查key是否存在
exists name

# 重命名key
rename name user

结果如下：

127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379> type name
string
127.0.0.1:6379> keys n*
1) "name"
127.0.0.1:6379> type name
string
127.0.0.1:6379> expire name 30
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 26
127.0.0.1:6379> pttl name
(integer) 13051
127.0.0.1:6379> keys name
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> set name zhangsan
OK
127.0.0.1:6379> keys name
1) "name"
127.0.0.1:6379> get name
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> expire name 60
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 57
127.0.0.1:6379> persist name
(integer) 1127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) -1
127.0.0.1:6379> get name
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> del name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys name
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> exists name
(integer) 0
127.0.0.1:6379> set name zhangsan
OK
127.0.0.1:6379> rename name user
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "user"

另外，切换数据库可以使用 select + 库

数据类型

Redis 包含以下五种数据类型：

类型	说明	KEY	VALUE
String	字符串，基础类型	name	zhangsan
Hash	哈希，类似MySQL的表	students	id:1 name:zhangsan age:18
List	列表，简单的字符串列表	code	[...5,4,3,2,1]
Set	String类型的无序集合，不能重复	names	(zhangsan,lisi,...)
SortSet	有序集合，不能重复	music	(mc1,mc2,mc3...)

String 类型的操作，常见的应用场景：session 保存，常规计数，如粉丝数，观看人数等。

# 设置一个key
set name zhangsan

# 获取一个key的value
get name

# 获取key的value指定区间
getrange name 1 3

# 给key设置新的value并返回旧的value
getset name lisi

# 获取一个或多个key
mget name user

# 设置value的时候顺便设置生存时间
setex a 10 haha

# 当key不存在的时候则设置，否则不改变
setnx a haha

# 设置多个key
mset a haha b xixi c hehe

# 设置多个key，但是要求所有key都不存在才生效
msetnx c aaa d ttt e hhh

# 显示value的长度
strlen a

# 自加1
incr num

# 自加指定值
incrby num 1000

# 自加浮点数
incrbyfloat num 100.23

# 自减1
decr num

# 自减指定value
decrby num 100

# 当key存在并且为字符串，则将新的字符串拼接到后面
append name superman

结果如下：

127.0.0.1:6379> set name zhangsan
OK127.0.0.1:6379> get name
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> GETRANGE name 1 3
"han"
127.0.0.1:6379> GETSET name lisi
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> get name
"lisi"
127.0.0.1:6379> set user dylan
OK
127.0.0.1:6379> MGET name user
1) "lisi"
2) "dylan"
127.0.0.1:6379> SETEX a 10 haha
OK
127.0.0.1:6379> ttl a
(integer) 6
127.0.0.1:6379> SETNX a xixi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get a
"xixi"
127.0.0.1:6379> SETNX a haha
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get a
"xixi"
127.0.0.1:6379> MSET a haha b xixi c hehe
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "c"
2) "num"
3) "name"
4) "b"
5) "user"
6) "a"
127.0.0.1:6379> MSETNX c aaa d ttt e hhh
(integer) 0
127.0.0.1:6379> keys *
1) "c"
2) "num"
3) "name"
4) "b"
5) "user"
6) "a"
127.0.0.1:6379> MSETNX d ttt e hhh f eee
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "c"
2) "e"
3) "num"
4) "d"
5) "f"
6) "user"
7) "name"
8) "a"
9) "b"
127.0.0.1:6379> STRLEN a
(integer) 4
127.0.0.1:6379> STRLEN f
(integer) 3
127.0.0.1:6379> set num 100
OK
127.0.0.1:6379> INCR num
(integer) 101
127.0.0.1:6379> INCR num
(integer) 102
127.0.0.1:6379> INCR num
(integer) 103
127.0.0.1:6379> INCRBY num 1000
(integer) 1103
127.0.0.1:6379> INCRBYFLOAT num 100.23
"1203.22999999999999998"
127.0.0.1:6379> set num 1
OK
127.0.0.1:6379> DECR num
(integer) 0
127.0.0.1:6379> DECR num
(integer) -1
127.0.0.1:6379> DECR num
(integer) -2127.0.0.1:6379> DECRBY num 100
(integer) -102
127.0.0.1:6379> get name
"lisi"
127.0.0.1:6379> APPEND name superman
(integer) 12
127.0.0.1:6379> get name
"lisisuperman"

Hash 类型操作，常用于数据库缓存：

# 创建hash键值对
hmset stu_1 name zhangsan age 18 gender m

# 查看key中指定字段，可以多个
hmget stu_1 name age

# 判断key中是否操作指定字段
hexists stu_1 name

# 获取key中所有value
hgetall stu_1

# 获取key中所有字段
hkeys stu_1

# 获取key中所有字段的值
hvals stu_1

# 统计key中字段个数
hlen stu_1

# 给key增加字段
hmset stu_1 id 100

# 给key中某个字段自增指定值
hincrby stu_1 id 100

# 修改key中字段，如果不存在就添加，存在不变
hsetnx stu_1 name lisi

# 删除指定字段
hdel stu_1 id

结果如下：

127.0.0.1:6379[1]> HMSET stu_1 name zhangsan age 18 gender m
OK
127.0.0.1:6379[1]> HMGET stu_1 name
1) "zhangsan"
127.0.0.1:6379[1]> HMGET stu_1 name age
1) "zhangsan"
2) ""
127.0.0.1:6379[1]> HLEN stu_1
(integer) 3
127.0.0.1:6379[1]> HEXISTS stu_1 name
(integer) 1
127.0.0.1:6379[1]> HEXISTS stu_1 a
(integer) 0
127.0.0.1:6379[1]> HGETALL stu_1
1) "name"
2) "zhangsan"
3) "age"
4) ""
5) "gender"
6) "m"
127.0.0.1:6379[1]> HMSET stu_1 id 100
OK
127.0.0.1:6379[1]> HGETALL stu_1
1) "name"
2) "zhangsan"
3) "age"
4) ""
5) "gender"
6) "m"
7) "id"
8) ""
127.0.0.1:6379[1]> HINCRBY stu_1 id 100
(integer) 200
127.0.0.1:6379[1]> HGET stu_1 id
""
127.0.0.1:6379[1]> HKEYS stu_1
1) "name"
2) "age"
3) "gender"
4) "id"
127.0.0.1:6379[1]> HVALS stu_1
1) "zhangsan"
2) ""
3) "m"
4) ""
127.0.0.1:6379[1]> HSETNX stu_1 name lisi
(integer) 0
127.0.0.1:6379[1]> HGET stu_1 name
"zhangsan"
127.0.0.1:6379[1]> HDEL stu_1 id
(integer) 1
127.0.0.1:6379[1]> HKEYS stu_1
1) "name"
2) "age"
3) "gender"

List 类型操作，如朋友圈更新这样的需求，后来居上：

# 创建key并插入数据，左边插入
lpush wechat "This is 1"

# 可以插入多个
lpush wechat hello world

# 查看个数
llen wechat

# 查看全部，指定角标
lrange wechat 0 -1

# 左边插入，如果key不存在就不插入
lpushx wechat_2 haha

# 在哪个之前插入
linsert wechat before hello yes

# 在哪个之后插入
linsert wechat after hello no

# 从右边插入
rpush wechat xixi

# 将key1中的最右边的值弹出并插入key2中
rpoplpush wechat wechat_2

# 弹出key中第一个
lpop wechat

# 显示指定角标
lindex wechat 1

# 从左边开始删除指定个数的指定值
lrem wechat 2 hello

# 只保留指定角标范围，其它全删除
ltrim wechat 0 1

# 修改角标的值
lset wechat 1 nooo

# 删除key
del wechat

结果如下：

127.0.0.1:6379[2]> LPUSH wechat "This is 1"
(integer) 1
127.0.0.1:6379[2]> LPUSH wechat "This is 2"
(integer) 2
127.0.0.1:6379[2]> LPUSH wechat "This is 3"
(integer) 3
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "This is 3"
2) "This is 2"
3) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> LPUSH wechat hello world
(integer) 5
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "world"
2) "hello"
3) "This is 3"
4) "This is 2"
5) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 1
1) "world"
2) "hello"
127.0.0.1:6379[2]> LPUSHX wechat_2 haha
(integer) 0
127.0.0.1:6379[2]> LPUSHX wechat haha
(integer) 6
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 1
1) "haha"
2) "world"
127.0.0.1:6379[2]> LINSERT wechat before hello yes
(integer) 7
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "haha"
2) "world"
3) "yes"
4) "hello"
5) "This is 3"
6) "This is 2"
7) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> LINSERT wechat after hello no
(integer) 8
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "haha"
2) "world"
3) "yes"
4) "hello"
5) "no"
6) "This is 3"
7) "This is 2"
8) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> RPUSH wechat xixi
(integer) 9
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "haha"
2) "world"
3) "yes"
4) "hello"
5) "no"
6) "This is 3"
7) "This is 2"
8) "This is 1"
9) "xixi"
127.0.0.1:6379[2]> RPOPLPUSH wechat wechat_2
"xixi"
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "haha"
2) "world"
3) "yes"
4) "hello"
5) "no"
6) "This is 3"
7) "This is 2"
8) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat_2 0 -1
1) "xixi"
127.0.0.1:6379[2]> LPOP wechat
"haha"
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "world"
2) "yes"
3) "hello"
4) "no"
5) "This is 3"
6) "This is 2"
7) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> LPOP wechat
"world"
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "yes"
2) "hello"
3) "no"
4) "This is 3"
5) "This is 2"
6) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> LINDEX wechat 1
"hello"127.0.0.1:6379[2]> LREM wechat 2 hello
(integer) 1
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "yes"
2) "no"
3) "This is 3"
4) "This is 2"
5) "This is 1"
127.0.0.1:6379[2]> LTRIM wechat 0 1
OK
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "yes"
2) "no"
127.0.0.1:6379[2]> LSET wechat 1 nooo
OK
127.0.0.1:6379[2]> LRANGE wechat 0 -1
1) "yes"
2) "nooo"
127.0.0.1:6379[2]> del wechat
(integer) 1

Set 类型操作，类似于QQ好友推荐你可能认识的人，共同好友问题：

# 创建 set和追加
SADD s1 a b c d e f g

# 取并集
SUNION s1 s2

# 将并集存到新的set unionkey中
SUNIONSTORE unionkey s1 s2

# 取交集
SINTER s1 s2

# 将交集存到新的set interkey中
SINTERSTORE interkey s1 s2

# 取前面和后面的差集
SDIFF s1 s2

# 将差集存到新的set diffkey中
SDIFFSTORE diffkey s1 s2

# 查看数量
SCARD s1

# 查看所有值
SMEMBERS s1

# 随机删除一个
SPOP s1

# 将1中元素移动到2中
SMOVE s1 s2 x

# 删除指定元素
SREM s1 a b g

结果如下：

127.0.0.1:6379[3]> SADD s1 a b c d e f g
(integer) 7
127.0.0.1:6379[3]> SADD s2 e f g h i j k
(integer) 7
127.0.0.1:6379[3]> SUNION s1 s2
 1) "f"
 2) "b"
 3) "a"
 4) "e"
 5) "c"
 6) "i"
 7) "d"
 8) "j"
 9) "h"
10) "g"
11) "k"
127.0.0.1:6379[3]> SINTER s1 s2
1) "e"
2) "g"
3) "f"
127.0.0.1:6379[3]> SDIFF s1 s2
1) "c"
2) "b"
3) "a"
4) "d"
127.0.0.1:6379[3]> SDIFF s2 s1
1) "i"
2) "j"
3) "h"
4) "k"
127.0.0.1:6379[3]> SADD s1 x y z
(integer) 3
127.0.0.1:6379[3]> SCARD s1
(integer) 10
127.0.0.1:6379[3]> SMEMBERS s1
 1) "x"
 2) "g"
 3) "d"
 4) "f"
 5) "a"
 6) "b"
 7) "e"
 8) "c"
 9) "z"
10) "y"
127.0.0.1:6379[3]> SUNIONSTORE unionkey s1 s2
(integer) 14
127.0.0.1:6379[3]> SINTERSTORE interkey s1 s2
(integer) 3
127.0.0.1:6379[3]> SDIFFSTORE diffkey s1 s2
(integer) 7
127.0.0.1:6379[3]> SMOVE s1 s2 x
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> SMEMBERS s2
1) "e"
2) "i"
3) "h"
4) "j"
5) "x"
6) "g"
7) "f"
8) "k"
127.0.0.1:6379[3]> SPOP s1
"z"
127.0.0.1:6379[3]> SPOP s1
"g"
127.0.0.1:6379[3]> SMEMBERS s1
1) "e"
2) "c"
3) "d"
4) "f"
5) "y"
6) "b"
7) "a"
127.0.0.1:6379[3]> SREM s1 a b g
(integer) 2
127.0.0.1:6379[3]> SMEMBERS s1
1) "e"
2) "c"
3) "d"
4) "f"
5) "y"

SortSet 类型操作，应用场景如歌曲排行榜这种：

# 创建集合
ZADD music 0 a 0 b 0 c 0 d 0 e 0 f

# 给指定元素自增指定值
ZINCRBY music 1 a

# 查看所有元素
ZRANGE music 0 -1

# 查看所有元素和分值
ZRANGE music 0 -1 withscores

# 显示指定元素角标
ZRANK music a

# 统计元素个数
ZCARD music

# 统计分 1<=x<=2 的个数
ZCOUNT music 1 2

# 查看指定元素的分
ZSCORE music a

# 查看 1 - 2 分之间的元素和分
ZRANGEBYSCORE music 1 2 withscores

# 删除元素
ZREM music f

# 删除指定分范围
ZREMRANGEBYSCORE music 0 0

# 删除指定角标范围
ZREMRANGEBYRANK music 0 0

# 指定范围倒序
ZREVRANGE music 0 3

# 分数范围倒序
ZREVRANGEBYSCORE musci 3 0

结果如下：

127.0.0.1:6379[4]> ZADD music 0 a 0 b 0 c 0 d 0 e 0 f
(integer) 6127.0.0.1:6379[4]> ZINCRBY music 1 a
""
127.0.0.1:6379[4]> ZINCRBY music 1 a
""
127.0.0.1:6379[4]> ZINCRBY music 1 b
""
127.0.0.1:6379[4]> ZRANGE music 0 -1
1) "c"
2) "d"
3) "e"
4) "f"
5) "b"
6) "a"
127.0.0.1:6379[4]> ZRANGE music 0 -1 withscores
 1) "c"
 2) ""
 3) "d"
 4) ""
 5) "e"
 6) ""
 7) "f"
 8) ""
 9) "b"
10) ""
11) "a"
12) ""
127.0.0.1:6379[4]> ZRANK music a
(integer) 5
127.0.0.1:6379[4]> ZCARD music
(integer) 6
127.0.0.1:6379[4]> ZCOUNT music 1 2
(integer) 2
127.0.0.1:6379[4]> ZSCORE music a
""
127.0.0.1:6379[4]> ZRANGEBYSCORE music 1 2 withscores
1) "b"
2) ""
3) "a"
4) ""
127.0.0.1:6379[4]> ZRANGEBYSCORE music -inf +inf limit 2 3
1) "e"
2) "f"
3) "b"
127.0.0.1:6379[4]> ZREM music f
(integer) 1
127.0.0.1:6379[4]> ZRANGE music 0 -1 withscores
 1) "c"
 2) ""
 3) "d"
 4) ""
 5) "e"
 6) ""
 7) "b"
 8) ""
 9) "a"
10) ""
127.0.0.1:6379[4]> ZREMRANGEBYSCORE music 0 0
(integer) 3
127.0.0.1:6379[4]> ZRANGE music 0 -1 withscores
1) "b"
2) ""
3) "a"
4) ""
127.0.0.1:6379[4]> ZREMRANGEBYRANK music 0 0
(integer) 1
127.0.0.1:6379[4]> ZRANGE music 0 -1 withscores
1) "a"
2) ""
127.0.0.1:6379[4]> ZREVRANGE music 0 -1 withscores
1) "a"
2) ""127.0.0.1:6379[4]> ZREVRANGE music 0  3
1) "a"
127.0.0.1:6379[4]> ZREVRANGEBYSCORE musci 3 0
(empty list or set)

至此，简单的应用就到这里！