redis初识

linux环境搭建

环境准备介绍

​ Oracle VM VirtualBox，虚机管理工具，免费好用，用过就知道

​ 3台centos虚拟机，为后续搭建redis集群环境以及最简单的redis哨兵模式（一主二从，至少3台）

配置虚机网络

​ 用centos7.ova导入VirtualBox，创建3台centos7虚拟机，内存跟cpu看自身笔记本硬件情况，需要注意的是，创建完成之后，这里的网络设置需要设置成桥接模式，如下

​ 在创建完3台centos虚拟机后（这里使用的系统是centos7），将三台机子分别命名为eshop-cache01、eshop-cache02、eshop-cache03，方便称呼与后续管理（总比起三个ip地址为服务器名来的好吧）

​ 接下来配置下3台虚机的网络，先来看下eshop-cache01的网络

centos7的查看ip指令是ip addr，centos7以下是ifconfig

​ 然后关闭防火墙，避免因为防火墙导致ssh工具连接不上

service iptables stop
service ip6tables stop
chkconfig iptables off
chkconfig ip6tables off

​ 然后采用ssh工具连接，此处采用SecureCRT，使用SecureCRT登录上eshop-cache01之后，修改eshop-cache01的网络，将ip设置成静态ip并且设置网络随机子启动而主动连接（不采用动态地址导致地址更换频繁的浪费时间去纠正ip）

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s3

​ 如下，修改的地方已用红框标注起来，首先修改ip分配方式为static，在文件末尾追加静态ip地址、子网掩码以及网关地址

​ 如下是我本地eshop-cache01的ifcfg-enp0s3文件内容

TYPE="Ethernet"
BOOTPROTO="static"
DEFROUTE="yes"
PEERDNS="yes"
PEERROUTES="yes"
IPV4_FAILURE_FATAL="no"
IPV6INIT="yes"
IPV6_AUTOCONF="yes"
IPV6_DEFROUTE="yes"
IPV6_PEERDNS="yes"
IPV6_PEERROUTES="yes"
IPV6_FAILURE_FATAL="no"
NAME="enp0s3"
UUID="f17ed393-95ad-4bdd-ab43-4228af6a64c3"
DEVICE="enp0s3"
ONBOOT="yes"

IPADDR=172.29.45.168
NETMASK=255.255.255.128
GATEWAY=172.29.45.129

​ ifcfg-enp0s3文件修改完之后，重启网络

service network restart

​ eshop-cache02与eshop-cache03如法炮制，最终配置完三台虚拟机的网络之后，三台虚拟机的ip地址如下

服务器	ip
eshop-cache01	172.29.45.168
eshop-cache02	172.29.45.170
eshop-cache03	172.29.45.171

修改host

​ 在三台虚拟机的host中，添加三者的ip以及服务器域名，后续搭建集群时，可以通过域名去请求虚机，不去拷贝ip，不好记又容易乱

​ host文件内容如下

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
172.29.45.168 eshop-cache01
172.29.45.170 eshop-cache02
172.29.45.171 eshop-cache03

配置虚机间ssh免密码登录

​ 修改host文件完成后，在eshop-cache01可以用ssh指令去连接eshop-02，但是每次连接都要求输入密码，很不方便。有这样一个场景，就是eshop-cache01有个文件的配置与另外两台服务器的配置是一样，如果我们用SecureCRT去操作的话，需要将文件拷贝到本机，然后再在本机上传到另外两台，但是这样机器少还好，机器多就容易乱，我们可以用scp指令去拷贝文件到另外两台服务器，方便快捷，但是使用scp指令在服务器之间传文件也需要提供密码，也是个耗时的操作，所以这里有必要将三台虚机相互通讯配置免密登录。

#生成本机的公钥，过程中不断敲回车即可，ssh-keygen命令默认会将公钥放在/root/.ssh目录下
ssh-keygen -t rsa

#将公钥复制为authorized_keys文件，此时使用ssh连接本机就不需要输入密码了
cd /root/.ssh
cp id_rsa.pub authorized_keys

#使用ssh-copy-id -i hostname命令将本机的公钥拷贝到指定机器的authorized_keys文件中
ssh-copy-id -i  eshop-cache02

​ 然后eshop-cache02与eshop-cache03也如法炮制。

​ 再提一个方法，就是这里我们只有3台服务器，但是如果再加几台，干这种工作也可能会让你干奔溃，所以有一个办法，就是在每个服务器上生成各自的公钥，然后使用ssh-copy-id -i eshop-cache01指令将其他服务器的authorized_keys集中复制到eshop-cache01，此时其他服务器的authorized_keys会在eshop-cache01中追加，最后将eshop-cache01的authorized_keys复制到其他的服务器

配置yum

yum clean all
yum makecache
yum install wget

安装perl

#安装perl之前需要先安装gcc，如果确认自己的机子已经安装过gcc可以跳过该指令
yum install -y gcc

wget http://www.cpan.org/src/5.0/perl-5.16.1.tar.gz
tar -xzf perl-5.16.1.tar.gz
cd perl-5.16.1
./Configure -des -Dprefix=/usr/local/perl
make && make test && make install
perl -v

​ 为什么要装perl？我们整个大型电商网站的系统，复杂。应用架构是java+nginx+lua，需要perl。

​ perl，是一个基础的编程语言的安装，tomcat，跑java web应用

安装单机版redis及其配置

安装redis

redis安装包：redis-3.2.8.tar.gz
tcl安装包：tcl8.6.1-src.tar.gz

#安装redis之前需要先安装tcl，否则在make的时候，会报错，安装不成功
wget http://downloads.sourceforge.net/tcl/tcl8.6.1-src.tar.gz
tar -xzvf tcl8.6.1-src.tar.gz
cd  /usr/local/tcl8.6.1/unix/
./configure  
make && make install

#使用redis-3.2.8.tar.gz（截止2017年4月的最新稳定版）
tar -zxvf redis-3.2.8.tar.gz
cd redis-3.2.8
make && make test && make install

配置redis

（1）redis安装目录的utils目录下，有个redis_init_script脚本

（2）将redis_init_script脚本拷贝到linux的/etc/init.d目录中，将redis_init_script重命名为redis_6379，6379是我们希望这个redis实例监听的端口号

cp /var/local/redis-3.2.8/utils/redis_init_script /etc/init.d/redis_6379

（3）修改redis_6379脚本的第6行的REDISPORT，设置为相同的端口号（默认就是6379）

（4）创建两个目录：/etc/redis（存放redis的配置文件），/var/redis/6379（存放redis的持久化文件）

#/etc目录已经存在，直接创建redis目录
mkdir /etc/redis
#/var/redis的目录不存在，需要递归地创建目录加参数-p
mkdir -p /var/redis/6379

（5）修改redis配置文件（默认在根目录下，redis.conf），拷贝到/etc/redis目录中，修改名称为6379.conf

cp /var/local/redis-3.2.8/redis.conf /etc/redis/6379.conf

（6）修改redis.conf中的部分配置为生产环境

#让redis以daemon进程运行
daemonize yes
#设置redis的pid文件位置
pidfile /var/run/redis_6379.pid
#设置redis的监听端口号
port 6379
#设置持久化文件的存储位置
dir /var/redis/6379

（7）启动redis

cd /etc/init.d
chmod 777 redis_6379
./redis_6379 start

（8）确认redis进程是否启动

ps -ef | grep redis

（9）让redis跟随系统启动自动启动

​ 在redis_6379脚本中，最上面，在#!/bin/sh下，加入两行注释

# chkconfig:   2345 90 10
# description:  Redis is a persistent key-value database

​ 然后执行如下指令，让redis跟随系统启动自动启动

chkconfig redis_6379 on

测试redis安装成功

#使用redis-cli指令连接eshop-cache01的redis服务器
redis-cli -h eshop-cache01 -p 6379
#连接成功，设置值
set mykey1 v1
#获取值
get mykey1

redis持久化

​ redis做持久化的意义在于故障恢复。

​ 有这样的场景：你的电商项目部署了一个redis，作为cache缓存，当然也可以保存一些较为重要的数据，如果没有持久化的话，redis遇到灾难性故障的时候，就会丢失所有的数据，如果通过持久化将数据考一份儿在磁盘上去，然后定期比如说同步和备份到一些云存储服务上去，那么就可以保证数据不丢失全部，还是可以恢复一部分数据回来的。

​ 如果不做持久化，当redis挂了，所有缓存数据丢失，所有请求都会去重查数据库，网站的吞吐量会立马下降，然后碰上高峰期，数据库就会被搞崩溃，然后网站就GG了。

​ 所以，redis做持久化很有必要。

​ 如果redis做了持久化，当redis挂了，服务器上的内存和磁盘上的数据都丢了，可以从云服务上拷贝回来之前的数据，放到指定的目录中，然后重新启动redis，redis就会自动根据持久化数据文件中的数据，去恢复内存中的数据，继续对外提供服务

​ redis的持久化有两种方式，RDB与AOF

如果我们想要redis仅仅作为纯内存的缓存来用，那么可以禁止RDB和AOF所有的持久化机制

RDB

​ RDB持久化机制，对redis中的数据执行周期性的持久化。

​ 简单的说，RDB是比较简单粗暴，在配置开启RDB之后（redis默认开启），redis会根据配置的周期性时间将内存数据的快照保存到本地文件。

​ 也即，RDB，就是一份数据文件，恢复的时候，直接加载到内存中即可。

​ 所以，RDB非常适合做冷备，可以将这种完整的数据文件发送到一些远程的安全存储上去，比如说Amazon的S3云服务上去，在国内可以是阿里云的ODPS分布式存储上，以预定好的备份策略来定期备份redis中的数据。

​ RDB对redis对外提供的读写服务，影响非常小，可以让redis保持高性能，因为redis主进程只需要fork一个子进程，让子进程执行磁盘IO操作来进行RDB持久化即可。

​ 但是RDB也不是完美的，RDB也有缺点：

​ （1）如果想要在redis故障时，尽可能少的丢失数据，那么RDB没有AOF好。一般来说，RDB数据快照文件，都是每隔5分钟，或者更长时间生成一次，这个时候就得接受一旦redis进程宕机，那么会丢失最近5分钟的数据

​ （2）RDB每次在fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候，如果数据文件特别大，可能会导致对客户端提供的服务暂停数毫秒，或者甚至数秒

RDB持久化的工作流程

​ （1）redis根据配置自己尝试去生成rdb快照文件
（2）fork一个子进程出来
（3）子进程尝试将数据dump到临时的rdb快照文件中
（4）完成rdb快照文件的生成之后，就替换之前的旧的快照文件

RDB的配置及实验

​ 修改redis.conf文件，也就是/etc/redis/6379.conf，去配置持久化

#每隔60s，如果有超过1000个key发生了变更，那么就生成一个新的dump.rdb文件，就是当前redis内存中完整的数据快照，这个操作也被称之为snapshotting，快照
save 60 1000    

​ 也可以手动调用save或者bgsave命令，同步或异步执行rdb快照生成

​ save可以设置多个，就是多个snapshotting检查点，每到一个检查点，就会去check一下，是否有指定的key数量发生了变更，如果有，就生成一个新的dump.rdb文件

SHUTDOWN指令redis实验

​ 默认配置不改的情况下，进行如下实验

#用redis-cli连接eshop-cache01的redis服务器
redis-cli -h eshop-cache01 -p 6379
#查询所有key
keys *
#添加数据
set key1 v1
set key2 v2
set key3 v3
#查询所有key
keys *
#退出客户端
exit
#关闭eshop-cache01的redis服务器
redis-cli -h eshop-cache01 -p 6379 SHUTDOWN
#查看redis进程
ps -ef|grep redis
#找到启动脚本目录，重新启动
cd /etc/init.d/
./redis_6379 start
#用客户端连接重新查询数据
redis-cli -h eshop-cache01 -p 6379
keys *

​ 通过上述操作，我们可以知道，最后是可以查出数据的，理论上应该不能查到数据才对，因为默认的配置是1分钟有一万条数据更改、或5分钟有10条数据更改、或15分钟15分钟有一条数据更改，就生成dump.rdb文件

​ 这是由于，当我们调用 redis-cli -h eshop-cache01 -p 6379 SHUTDOWN指令停掉redis时，其实是一种安全退出的模式，redis在退出的时候会将内存中的数据立即生成一份完整的rdb快照

删除dump文件重启实验

​ 如果我们此时把dump.rdb文件移动到一个别的地方，然后删除掉/var/redis/6379下的dump.rdb文件，重新启动redis服务器，再进行查询key就会发现数据不见了，因为rdb文件被我们删除了

kill进程重启实验

​ 实验步骤也很简单，连接客户端添加键值对之后，退出客户端把redis服务进程给kill即可，实验结果如下，

​ 上面的实验也正好证实了，rdb持久化会丢失部分数据。

RDB恢复实验

​ 恢复实验过程也很简单，就是将一份dump.rdb的文件拷贝到redis持久化的目录下，重启redis服务器即可，实际上一个实验也体现了RDB持久化的数据恢复，这里就不再演示了。

​ 在实际的生产环境中，如果只做rdb持久化的情况下，最好是设置多个snapshotting检查点，如一个小时一次，以及2天一次，保证48小时内每个小时间隔的数据都做了备份（具体看自己系统的业务量而定），然后写个脚本将dump备份同步到云上去，当发生redis故障时，可以根据具体的情况恢复想要的数据。

AOF

​ AOF不像RDB流程那样简单直接fork一个子进程，保存内存中的数据快照，然后替换旧的dump文件。

​ 如下，是RDB与AOF的流程对比图

​ AOF机制对每条写入命令作为日志，以append-only的模式写入一个日志文件中，在redis重启的时候，可以通过回放AOF日志中的写入指令来重新构建整个数据集。

​ AOF开启后，redis每次接收到一条写命令，就会写入日志文件中，当然是先写入os cache的，然后每隔一定时间再fsync一下。

​ 所以，相对来说，AOF的日志文件是人可以看懂的。

AOF持久化的工作流程

（1）AOF在接收到写命令之后，将指令写到os cache中

（2）根据配置os cache的更新策略，将os cache的指令写入到日志中，默认是1秒钟刷新一次os cache

AOF的Rewrite流程

​ redis中的数据其实有限的，很多数据可能会自动过期，可能会被用户删除，可能会被redis用缓存清除的算法清理掉。redis中的数据会不断淘汰掉旧的，就一部分常用的数据会被自动保留在redis内存中，所以可能很多之前的已经被清理掉的数据，对应的写日志还停留在AOF中，AOF日志文件就一个，会不断的膨胀，到很大很大

​ 所以AOF会自动在后台每隔一定时间做rewrite操作，比如日志里已经存放了针对100w数据的写日志了; redis内存只剩下10万; 基于内存中当前的10万数据构建一套最新的日志，到AOF中; 覆盖之前的老日志; 确保AOF日志文件不会过大，保持跟redis内存数据量一致

​ redis 2.4之前，还需要手动，开发一些脚本，crontab，通过BGREWRITEAOF命令去执行AOF rewrite，但是redis 2.4之后，会自动进行rewrite操作

rewrite流程：

（1）redis fork一个子进程
（2）子进程基于当前内存中的数据，构建日志，开始往一个新的临时的AOF文件中写入日志
（3）redis主进程，接收到client新的写操作之后，在内存中写入日志，同时新的日志也继续写入旧的AOF文件
（4）子进程写完新的日志文件之后，redis主进程将内存中的新日志再次追加到新的AOF文件中
（5）用新的日志文件替换掉旧的日志文件

AOF的配置及实验

​ AOF持久化，默认是关闭的，默认是打开RDB持久化

​ appendonly yes，可以打开AOF持久化机制，在生产环境里面，一般来说AOF都是要打开的，除非你的系统业务随便丢个几分钟的数据也无所谓

​ 如果AOF和RDB都开启了，redis重启的时候，也是优先通过AOF进行数据恢复的，因为AOF数据比较完整

​ AOF可以配置fsync策略，有三种策略可以选择：

always: 每次写入一条数据，立即将这个数据对应的写日志fsync到磁盘上去，性能非常非常差，吞吐量很低; 确保说redis里的数据一条都不丢，那就只能这样了

mysql -> 内存策略，大量磁盘，QPS到多少，一两k。QPS，每秒钟的请求数量

redis -> 内存，磁盘持久化，QPS到多少，单机，一般来说，上万QPS没问题

everysec: 每秒将os cache中的数据fsync到磁盘，这个最常用的，生产环境一般都这么配置，性能很高，QPS还是可以上万的

no: redis仅仅负责将数据写入os cache就撒手不管了，然后后面os自己会时不时有自己的策略将数据刷入磁盘，不可控了

修改AOF配置之后SHUTDOWN重启实验

​ 实验步骤是先修改/etc/redis/6379.conf配置文件，开启AOF持久化，然后重启应用查看结果

#开启AOF持久化
appendonly yes

​ 上图就是redis开启AOF持久化配置之后的测试结果，从上面的结果中，我们可以知道另外一个事情，就是如果同时开启RDB与AOF持久化时，优先从AOF中恢复，那么，如果开始你的redis是RDB备份的，现在需要添加开启AOF持久化，通过上面这种方式就显然是有问题的，原本系统的redis缓存数据全部丢失了，虽然还有dump.rdb文件，当发生数据变更，触发RDB持久化的周期备份，那么rdb的数据也没了！！也间接说明冷备很重要！冷备很重要！冷备很重要！

​ 回到上述问题，那如果出现这种场景，开始你的redis是RDB备份的，现在需要添加开启AOF持久化，那应该如何操作，才不会导致原有的数据丢失呢？

​ 恢复到之前的场景，将6379.conf中的appendonly的配置项改为no

appendonly no

​ 在已开启rdb的情况，正确开启aof持久化的做法如下，

#启动redis服务
/etc/init.d/redis_6379 start
Starting Redis server...
[root@localhost 6379]# pwd
/var/redis/6379
[root@localhost 6379]# ll
total 4
-rw-r--r--. 1 root root 114 Jul 19 01:42 dump.rdb
#客户端连接redis服务
[root@localhost 6379]# redis-cli -h eshop-cache01 -p 6379
eshop-cache01:6379> keys *
1) "mykey1"
2) "mykey3"
3) "mykey2"
#热修改配置参数，将appendonly设置为yes，但此时6379.conf配置文件并没有修改appendonly项
eshop-cache01:6379> config set appendonly yes
OK
eshop-cache01:6379> config get appendonly
1) "appendonly"
2) "yes"

​ 在查看到aof持久化文件有数据后，可以将服务停掉，然后修改6379.conf配置文件，将appendonly改为yes，然后重启服务

总结

RDB持久化机制的优点

（1）RDB会生成多个数据文件，每个数据文件都代表了某一个时刻中redis的数据，这种多个数据文件的方式，非常适合做冷备，可以将这种完整的数据文件发送到一些远程的安全存储上去，比如说Amazon的S3云服务上去，在国内可以是阿里云的ODPS分布式存储上，以预定好的备份策略来定期备份redis中的数据

RDB也可以做冷备，生成多个文件，每个文件都代表了某一个时刻的完整的数据快照
AOF也可以做冷备，只有一个文件，但是你可以，每隔一定时间，去copy一份这个文件出来

RDB做冷备，优势在哪儿呢？由redis去控制固定时长生成快照文件的事情，比较方便; AOF，还需要自己写一些脚本去做这个事情，各种定时
RDB数据做冷备，在最坏的情况下，提供数据恢复的时候，速度比AOF快

（2）RDB对redis对外提供的读写服务，影响非常小，可以让redis保持高性能，因为redis主进程只需要fork一个子进程，让子进程执行磁盘IO操作来进行RDB持久化即可

RDB，每次写，都是直接写redis内存，只是在一定的时候，才会将数据写入磁盘中
AOF，每次都是要写文件的，虽然可以快速写入os cache中，但是还是有一定的时间开销的,速度肯定比RDB略慢一些

（3）相对于AOF持久化机制来说，直接基于RDB数据文件来重启和恢复redis进程，更加快速

AOF，存放的指令日志，做数据恢复的时候，其实是要回放和执行所有的指令日志，来恢复出来内存中的所有数据的
RDB，就是一份数据文件，恢复的时候，直接加载到内存中即可

结合上述优点，RDB特别适合做冷备份，冷备

RDB持久化机制的缺点

（1）如果想要在redis故障时，尽可能少的丢失数据，那么RDB没有AOF好。一般来说，RDB数据快照文件，都是每隔5分钟，或者更长时间生成一次，这个时候就得接受一旦redis进程宕机，那么会丢失最近5分钟的数据

这个问题，也是rdb最大的缺点，就是不适合做第一优先的恢复方案，如果你依赖RDB做第一优先恢复方案，会导致数据丢失的比较多

（2）RDB每次在fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候，如果数据文件特别大，可能会导致对客户端提供的服务暂停数毫秒，或者甚至数秒

一般不要让RDB的间隔太长，否则每次生成的RDB文件太大了，对redis本身的性能可能会有影响的

AOF持久化机制的优点

（1）AOF可以更好的保护数据不丢失，一般AOF会每隔1秒，通过一个后台线程执行一次fsync操作，最多丢失1秒钟的数据

每隔1秒，就执行一次fsync操作，保证os cache中的数据写入磁盘中

redis进程挂了，最多丢掉1秒钟的数据

（2）AOF日志文件以append-only模式写入，所以没有任何磁盘寻址的开销，写入性能非常高，而且文件不容易破损，即使文件尾部破损，也很容易修复

（3）AOF日志文件即使过大的时候，出现后台重写操作，也不会影响客户端的读写。因为在rewrite log的时候，会对其中的指导进行压缩，创建出一份需要恢复数据的最小日志出来。再创建新日志文件的时候，老的日志文件还是照常写入。当新的merge后的日志文件ready的时候，再交换新老日志文件即可。

（4）AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录，这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。比如某人不小心用flushall命令清空了所有数据，只要这个时候后台rewrite还没有发生，那么就可以立即拷贝AOF文件，将最后一条flushall命令给删了，然后再将该AOF文件放回去，就可以通过恢复机制，自动恢复所有数据

AOF持久化机制的缺点

（1）对于同一份数据来说，AOF日志文件通常比RDB数据快照文件更大

（2）AOF开启后，支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低，因为AOF一般会配置成每秒fsync一次日志文件，当然，每秒一次fsync，性能也还是很高的

如果你要保证一条数据都不丢，也是可以的，AOF的fsync设置成没写入一条数据，fsync一次，那就完蛋了，redis的QPS大降

（3）以前AOF发生过bug，就是通过AOF记录的日志，进行数据恢复的时候，没有恢复一模一样的数据出来。所以说，类似AOF这种较为复杂的基于命令日志/merge/回放的方式，比基于RDB每次持久化一份完整的数据快照文件的方式，更加脆弱一些，容易有bug。不过AOF就是为了避免rewrite过程导致的bug，因此每次rewrite并不是基于旧的指令日志进行merge的，而是基于当时内存中的数据进行指令的重新构建，这样健壮性会好很多。

（4）唯一的比较大的缺点，其实就是做数据恢复的时候，会比较慢，还有做冷备，定期的备份，不太方便，可能要自己手写复杂的脚本去做，做冷备不太合适

RDB和AOF到底该如何选择

（1）不要仅仅使用RDB，因为那样会导致你丢失很多数据

（2）也不要仅仅使用AOF，因为那样有两个问题，第一，你通过AOF做冷备，没有RDB做冷备，来的恢复速度更快; 第二，RDB每次简单粗暴生成数据快照，更加健壮，可以避免AOF这种复杂的备份和恢复机制的bug

（3）综合使用AOF和RDB两种持久化机制，用AOF来保证数据不丢失，作为数据恢复的第一选择; 用RDB来做不同程度的冷备，在AOF文件都丢失或损坏不可用的时候，还可以使用RDB来进行快速的数据恢复

AOF和RDB同时工作

（1）如果RDB在执行snapshotting操作，那么redis不会执行AOF rewrite; 如果redis再执行AOF rewrite，那么就不会执行RDB snapshotting
（2）如果RDB在执行snapshotting，此时用户执行BGREWRITEAOF命令，那么等RDB快照生成之后，才会去执行AOF rewrite
（3）同时有RDB snapshot文件和AOF日志文件，那么redis重启的时候，会优先使用AOF进行数据恢复，因为其中的日志更完整