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Redis介绍及安装配置

Redis 彭东稳 6986次浏览 已收录 0个评论

一、Redis介绍

Redis是一个开源(BSD许可)的内存中的数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件。由于Redis采用运行在内存中的数据集工作方式,其性能卓越,能支持超过100K+每秒的读写频率。它支持多种类型的数据结构,如字符串(strings), 散列(hashes),列表(lists),集合(sets),有序集合(sorted sets)与范围查询和地理空间(geospatial)索引半径查询。Redis内置了复制(replication), LUA脚本(Lua scripting),LRU淘汰机制,事务实现(transactions),发布订阅(publish/subscribe)和不同级别的磁盘持久化(persistence)等能力, 并通过Redis哨兵(Sentinel)和自动分区(Cluster)提供高可用性(high availability)。

Redis的主要功能都是基于单线程网络模型实现,也就是说Redis使用一个线程来服务所有的客户端请求,同时Redis采用了非阻塞式IO,并精细地优化各种命令的算法和时间复杂度,大部分命令的算法都是O(1)的,具体可以看Redis命令参考

另外Redis的大部分操作都是原子性的(简单的单线程模型),同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。列如:字符串(strings)的append命令;散列(hashes)的hincrby命令;列表(lists)的lpush命令;集合(sets)计算交集sinter命令,计算并集union命令和计算差集sdiff命令;或者在有序集合(sorted sets)里面获取成员的最高排名zrangebyscore命令等。

二、Redis应用

2.1 缓存

作为key-value形态的内存数据库,Redis 最先会被想到的应用场景便是作为数据缓存。而使用 Redis 缓存数据非常简单,只需要通过string类型将序列化后的对象存起来即可。

2.2 消息队列

Redis 中list的数据结构实现是双向链表,所以可以非常便捷的应用于消息队列(生产者 / 消费者模型)。消息的生产者只需要通过lpush将消息放入 list,消费者便可以通过rpop取出该消息,并且可以保证消息的有序性。如果需要实现带有优先级的消息队列也可以选择sorted set。而pub/sub功能也可以用作发布者 / 订阅者模型的消息。无论使用何种方式,由于 Redis 拥有持久化功能,也不需要担心由于服务器故障导致消息丢失的情况。

2.3 关注列表

list列表除了做队列,还应用于各大社交软件的用户关注列表中,比如说在直播中,主播的粉丝数。更复杂一点的就是像微博这种,每一个用户都会有一个关注列表,一个粉丝列表。用户可以查看自己的关注,粉丝列表,也可以查看别人的关注,粉丝列表。并且,要展示列表里每个人与当前查看者的关注状态。状态的可能性就是上面讲到得四种关系状态。

2.4 排行榜

使用sorted set和一个计算热度的算法便可以轻松打造一个热度排行榜,zrevrangebyscore可以得到以分数倒序排列的序列,zrank可以得到一个成员在该排行榜的位置(是分数正序排列时的位置,如果要获取倒序排列时的位置需要用zcard-zrank)。

2.5 计数器

计数功能应该是最适合 Redis 的使用场景之一了,因为它高频率读写的特征可以完全发挥 Redis 作为内存数据库的高效。在 Redis 的数据结构中,stringhashsorted set都提供了incr方法用于原子性的自增操作。下面举例说明一下它们各自的使用场景:

  • 如果应用需要显示每天的注册用户数,便可以使用string作为计数器,设定一个名为REGISTERED_COUNT_TODAY的 key,并在初始化时给它设置一个到凌晨 0 点的过期时间,每当用户注册成功后便使用incr命令使该 key 增长 1,同时当每天凌晨 0 点后,这个计数器都会因为 key 过期使值清零。
  • 每条微博都有点赞数、评论数、转发数和浏览数四条属性,这时用hash进行计数会更好,将该计数器的 key 设为weibo:weibo_idhash的 field 为like_numbercomment_numberforward_numberview_number,在对应操作后通过hincrby使hash 中的 field 自增。
  • 如果应用有一个发帖排行榜的功能,便选择sorted set吧,将集合的 key 设为POST_RANK。当用户发帖后,使用zincrby将该用户 id 的 score 增长 1。sorted set会重新进行排序,用户所在排行榜的位置也就会得到实时的更新。

2.6 分布式锁

在Redis 2.6.12版本开始,stringset命令增加了三个参数:

  • EX:设置键的过期时间(单位为秒)
  • PX:设置键的过期时间(单位为毫秒)
  • NX | XX:当设置为NX时,仅当 key 存在时才进行操作,设置为XX时,仅当 key 不存在才会进行操作由于这个操作是原子性的,可以简单地以此实现一个分布式的锁,例如:

set key "lock" EX 1 XX

如果这个操作返回false,说明key的添加不成功,也就是当前有人在占用这把锁。而如果返回true,则说明得了锁,便可以继续进行操作,并且在操作后通过del命令释放掉锁。并且即使程序因为某些原因并没有释放锁,由于设置了过期时间,该锁也会在1秒后自动释放,不会影响到其他程序的运行。

Redis应用场景

三、Redis安装

由于REDIS使用单线程处理请求,CPU的快慢最对REDIS的性能有较大影响,官方建议INTEL的CPU,其效率能比AMD高一倍左右。

下载Redis:wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.6.tar.gz

在安装Redis之前,需要安装Redis的依赖程序tcl,如果不安装tcl在Redis执行make test的时候就会报错的哦。

标准配置

以redis用户启动redis(配置文件信息请看:Redis配置文件详解(生产可用)

启动后查看一下进程,另外看一下日志信息,可能会报有如下信息:

可以看到一共有三个警告信息:

第一个WARNING:somaxconn值太小,一般设置为65535.

somaxconn文件定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度,这是个全局的参数,默认值为128。对于一个TCP连接,Server与Client需要通过三次握手来建立网络连接。当三次握手成功后,我们可以看到端口的状态由LISTEN转变为ESTABLISHED,接着这条链路上就可以开始传送数据了。每一个处于监听(Listen)状态的端口,都有自己的监听队列。

对于一个经常处理新连接的高负载服务环境来说,默认的128太小了。大多数环境这个值建议增加到1024或者更多。服务进程会自己限制侦听队列的大小(例如redis),常常在它们的配置文件中有设置队列大小的选项。大的侦听队列对防止拒绝服务DoS攻击也会有所帮助。

第二个WARNING:overcommit_memory值为0,可以设置为1.

overcommit_memory文件指定了内核针对内存分配的策略,其值可以是0、1、2。

0:表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用;如果有足够的可用内存,内存申请允许;否则,内存申请失败,并把错误返回给应用进程。

1:表示内核允许分配所有的物理内存,而不管当前的内存状态如何。

2:表示内核允许分配超过所有物理内存和交换空间总和的内存。

第三个WARNING:hugepage默认开启,可以选择关闭.

hugepage是Linux内存管理中提供大内存页的一种称呼,目前对于大内存应用的服务都是建议关闭的,如MySQL、MongoDB、Oracle等数据库。对于hugepage可以看这篇文章“hugepage详解”。


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