一篇文章入门Redis

Redis是目前最流行的NoSQL数据库，最重要的是它是运行在内存上的数据库。所以几乎所有高并发需求的产品都会考虑使用 Redis 作为数据库缓存。

不同于 MongoDB 的以硬盘存储为主、内存为辅，Redis是 真·内存存储 ，即所有数据都存在内存中，只是偶尔间歇性的保存到硬盘上备份。

Redis特点：

• NoSQL：采用类似JSON的Key-Value键值对存储。
• 存储在内存中：几乎是计算机存储的最高读写速度（除CPU寄存器外）。
• 可持久化：定期可以把内存中的数据备份到硬盘。
• 轻量化：整个软件才1M，内存占用极少。
• 单机多实例：同机器可以给多个应用配置多个Redis数据库，因为资源占用极少。

理解Redis

原子性

Redis处理高并发最强的就是其 原子性 。完全基于单线程，抛弃多进程、多线程等逻辑。

什么是“原子性”？ 参考：深入学习RedisAPI的原子性分析

原子性是数据库的事务中的特性。在数据库事务的情景下，原子性指的是：

一个事务（transaction）中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不会结束在中间某个环节。

对于Redis而言，命令的原子性指的是：一个操作的不可以再分，操作要么执行，要么不执行。

Redis vs. JSON

作为NoSQL初学者，我觉得所有的NoSQL不过是一个更复杂的JSON文件而已。

但是只是一个文本文件的JSON面临IO堵塞、文本解析等很大屏障，速度决定了它的天花板。即使是放在Ram Disk内存盘上的JSON，也解决不了高并发的问题

而Redis不光用了内存，还用了 原子性 逻辑来加速运行，同时还加入了一系列的备份、恢复、分布式多机器运行的功能。

所以真的没法再说和JSON一样了。

Redis vs. MongoDB

MongoDB是基于Documentation的，

....

Redis vs. Memcached

....

安装

参考：How To Install and Secure Redis on Ubuntu 18.04

整个软件大约1M左右。

Mac的Homebrew安装：

brew install redis

Ubuntu安装：

sudo apt install redis-server

Docker安装：

因为Redis实在是太轻量了，而且原生支持多实例运行，配置也是单文件配置，所以不太需要专门用 docker 来做隔离。如果真有docker需要的话，也不会难。参考hub.docker.com。

编译安装：

如果需要自己编译的话，就到Redis的下载最新的release，一般用tar.gz格式。

目前最新的稳定版5.0。中文官网地址： http://www.redis.cn/

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.0.tar.gz
tar -xvzf redis-*.tar.gz
cd redis-*

make
make test
sudo make install

配置

Redis配置很好理解，只需一个 redis.conf 配置文件。

找到文件后，一般需要修改的地方只有以下几点：

# 绑定主机IP和端口，端口是redis默认
bind 127.0.0.1
port 6379

# （推荐）以守护进程方式运行，这样就不会进入命令行”前台堵塞模式“
daemonize yes

# 数据文件
dbfilename dump.db

# 数据存储的位置，运行前需手动创建文件夹，否则报错
dir /var/lib/redis/

# 日志文件
log /var/log/redis/redis-server.log

# 数据库数量，默认16个数据库
database 16

运行交互

启动redis服务器：

redis-server

# 或指定配置文件启动
redis-server /etc/redis/redis.conf

如果没有在配置中设置 daemonize ，那么这里就会在 前端启动 ，即堵塞整个 shell 来运行这个程序。如果已经是守护进程了，那么就会在后台运行，可以用 ps aux |grep redis 看到。

如果要开机启动，直接在 /etc/rc.local 中加入启动redis的命令即可，不过这样的还不如设置系统service好管理。关闭服务器的方法就是直接kill掉进程即可： pkill redis-server

客户端：

# 客户端shell，与服务器进行命令交互
redis-cli 

# 关闭客户端
redis-cli shutdown

Redis的主从 "RAID 1"

以上是最简单的单机设置。然而，Redis的主从设置也不难，很简单。

记住：Redis的 Master-Slave 的结构，实际上只是一种 备份关系 ！而不是数据分散在各地的那种。

Redis的 Master-slave 架构的作用：

• 备份：slave从的最主要作用是备份，以弥补单机内存数据不稳固的缺点。
• 读、写分离：写入是很耗时间的，而读很快。那么如果读和写分离，会加速很多。

设置方法：

redis.conf
redis.conf
redis-server

这个设置方法是最简单的主从设置，甚至有点像 ssh-tunnel 或 frp 内网穿越等设置。都是基于一个配置文件就能完成自动连接的。

主从可以在同一台机器（但是没有什么意义），只是注意端口号不要冲突。如果不是同一台机器，那么端口号就无所谓了。

Redis集群 "RAID 0"

如果说 主从架构 是硬盘组合的 RAID 1 模式，那么 Redis集群 就是 RAID 0 ——数据是分布在各个机器上的。

如果只是简单的 主从架构 ，那么主要的压力还是都集中在Master主机上，万百万级别的高并发肯定是扛不住的。所以要用到Redis集群。

Redis集群 才是真正的 分布式 。

集群分为软件层面的和硬件层面的。

Redis在同一台机器可以启动多个服务，也就是在本机可以使用多个Redis数据库服务，这叫软件层面集群（没什么用）。因为一台机器死机，整个集群就没了。所以软件方面的只适合同一台机器给不同应用配置redis数据库，不适合集群。

硬件集群是每台机器上都有redis，用于分担数据。

集群有这几大特点：

• Slots：代表Redis对数据自动切分(Split)的能力
• Partition：代表数据的高可用性(Availability)

集群的槽 Slots

Redis怎么把全部数据分配个集群的每台机器？

它会先把数据分为16,384个slots槽，然后把这些槽平均分配个每台机器。比如机器A分了0-1000的槽用来存数据，机器B分了1001-2000的槽。。。每台机器都会知道自己会负责哪些槽。

如果一台机器接收到不是自己负责的slot的数据，就会把请求“转发”给该负责的机器。这个就叫 转向 （Redirection)。

怎么确定新来的数据在哪台机器上写入呢？

Redis利用了 Hash Table 数据结构的基本原理，即通过一个 Hash function 把key映射为一个固定的整数number。通过 number % 16384 而得到一个固定的index整数值，根据这个index就能直到它所属的slot在哪个“负责人”位置了。

集群的分区 Partition

如果有partition分区，那么及时有些机器突然不可用、断线，集群也可以继续完成请求任务。

Redis于 Python 交互

Python需要安装redis包： pip install redis

基础交互代码 test.py ：

import redis