一篇文章带你学懂Redis

1 是什么
Redis:REmote DIctionary Server(远程字典服务器)

是完全开源免费的，用C语言编写的，遵守BSD协议，
是一个高性能的(key/value)分布式内存数据库，基于内存运行
并支持持久化的NoSQL数据库，是当前最热门的NoSql数据库之一,
也被人们称为数据结构服务器

特点：
1、Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用
2、Redis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
3、Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份

2 能干嘛
1、内存存储和持久化：redis支持异步将内存中的数据写到硬盘上，同时不影响继续服务
2、取最新N个数据的操作，如：可以将最新的10条评论的ID放在Redis的List集合里面
3、模拟类似于HttpSession这种需要设定过期时间的功能
4、发布、订阅消息系统
5、定时器、计数器

3 去哪下
http://redis.io/
http://www.redis.cn/

4 Redis的安装
Windows版安装：
Window 下安装下载地址：https://github.com/dmajkic/redis/downloads
下载到的Redis支持32bit和64bit。根据自己实际情况选择，将64bit的内容cp到自定义盘符安装目录取名redis。 如 C:\reids
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.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.conf可以省略，

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 。
设置键值对 set myKey abc
取出键值对 get myKey
Linux版安装：
1、下载获得redis-3.0.4.tar.gz后将它放入我们的Linux目录/opt
2、/opt目录下，解压命令:tar -zxvf redis-3.0.4.tar.gz
3、解压完成后出现文件夹：redis-3.0.4  然后进入目录:cd redis-3.0.4
4、在redis-3.0.4目录下执行make命令 
运行make命令时故意出现的错误解析：安装gcc  能上网：yum install gcc-c++  安装完成之后二次make  jemalloc/jemalloc.h：没有那个文件或目录  运行make distclean之后再make
5、如果make完成后继续执行make install
6、查看默认安装目录：usr/local/bin

5 Redis启动后杂项基础知识讲解 

6 Redis的数据类型
Redis的五大数据类型
string（字符串）：string是redis最基本的类型，你可以理解成与Memcached一模一样的类型，一个key对应一个value。
                               string类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象 。
                               string类型是Redis最基本的数据类型，一个redis中字符串value最多可以是512M
hash（哈希，类似java里的Map）：Redis hash 是一个键值对集合。                                              Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。类似Java里面的Map
list（列表）：Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素导列表的头部（左边）或者尾部（右边）。它的底层实际是个链表
set（集合）：Redis的Set是string类型的无序集合。它是通过HashTable实现实现的，
zset(sorted set：有序集合)：Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。
                                                                                                                                                                                Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

redis常见数据类型操作命令：
http://redisdoc.com/
http://doc.redisfans.com/

7 Redis的持久化
RDB（Redis DataBase） rdb 保存的是dump.rdb文件
1、是什么
在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，也就是行话讲的Snapshot快照，它恢复时是将快照文件直接读到内存里

Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写入到一个临时文件中，待持久化过程都结束了，再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。
整个过程中，主进程是不进行任何IO操作的，这就确保了极高的性能如果需要进行大规模数据的恢复，且对于数据恢复的完整性不是非常敏感，
那RDB方式要比AOF方式更加的高效。RDB的缺点是最后一次持久化后的数据可能丢失。

fork的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等）
数值都和原进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程

 

AOF（Append Only File）  Aof保存的是appendonly.aof文件

8 Redis的事务

可以一次执行多个命令，本质是一组命令的集合。一个事务中的所有命令都会序列化，按顺序地串行化执行而不会被其它命令插入，不许加塞
一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列命令

开启：以MULTI开始一个事务
入队：将多个命令入队到事务中，接到这些命令并不会立即执行，而是放到等待执行的事务队列里面
执行：由EXEC命令触发事务

单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
没有隔离级别的概念：队列中的命令没有提交之前都不会实际的被执行，因为事务提交前任何指令都不会被实际执行，也就不存在”事务内的查询要看到事务里的更新，在事务外查询不能看到”这个让人万分头痛的问题
不保证原子性：redis同一个事务中如果有一条命令执行失败，其后的命令仍然会被执行，没有回滚

乐观锁：
顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，乐观锁策略:提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新

悲观锁：
顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁

 

9 Redis的复制(Master/Slave)
行话：也就是我们所说的主从复制，主机数据更新后根据配置和策略，自动同步到备机的master/slaver机制，Master以写为主，Slave以读为主
读写分离  容灾恢复
怎么玩：
配从(库)不配主(库)
从库配置：slaveof 主库IP 主库端口   每次与master断开之后，都需要重新连接，除非你配置进redis.conf文件  info replication
修改配置文件细节操作   拷贝多个redis.conf文件  开启daemonize yes   pid文件名字  指定端口   log文件名字  dump.rdb名字
常用3招   
一主二仆   
一个Master两个Slave 

薪火相传  
上一个Slave可以是下一个slave的Master，Slave同样可以接收其他slaves的连接和同步请求，那么该slave作为了链条中下一个的master,可以有效减轻master的写压力
中途变更转向:会清除之前的数据，重新建立拷贝最新的
slaveof 新主库IP 新主库端口

反客为主
SLAVEOF no one   使当前数据库停止与其他数据库的同步，转成主数据库

复制原理：
1、slave启动成功连接到master后会发送一个sync命令
2、Master接到命令启动后台的存盘进程，同时收集所有接收到的用于修改数据集命令，在后台进程执行完毕之后，master将传送整个数据文件到slave,以完成一次完全同步
3、全量复制：而slave服务在接收到数据库文件数据后，将其存盘并加载到内存中。
4、增量复制：Master继续将新的所有收集到的修改命令依次传给slave,完成同步
5、但是只要是重新连接master,一次完全同步（全量复制)将被自动执行

 

10 redis.conf 参数说明
redis.conf 配置项说明如下：
1. 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
  daemonize no
2. 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
  pidfile /var/run/redis.pid
3. 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
  port 6379
4. 绑定的主机地址
  bind 127.0.0.1
5. 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
  timeout 300
6. 指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose
  loglevel verbose
7. 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
  logfile stdout
8. 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
  databases 16
9. 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
  save
  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。
10. 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
  rdbcompression yes
11. 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb
  dbfilename dump.rdb
12. 指定本地数据库存放目录
  dir ./
13. 设置当本机为slave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
  slaveof
14. 当master服务设置了密码保护时，slave服务连接master的密码
  masterauth
15. 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
  requirepass foobared
16. 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
  maxclients 128
17. 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
  maxmemory
18. 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
  appendonly no
19. 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof
   appendfilename appendonly.aof
20. 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（折衷，默认值）
  appendfsync everysec
21. 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-enabled no
22. 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-swap-file /tmp/redis.swap
23. 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-max-memory 0
24. 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-page-size 32
25. 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）是放在内存中的，在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存。
   vm-pages 134217728
26. 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
   vm-max-threads 4
27. 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
  glueoutputbuf yes
28. 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
  hash-max-zipmap-entries 64
  hash-max-zipmap-value 512
29. 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）
  activerehashing yes
30. 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
include /path/to/local.conf