Linux 系统安装 Redis7 —— 超详细操作演示！

一、Redis 概述

1.1 Redis 简介

Redis Remote Dictionary Server ，远程字典服务， 由意大利人 Salvatore Sanfilippo （又名 Antirez 开发， 是一个使用 ANSI C 语言 编写、支持网络、可基于 内存 亦可 持久化 的 日志型、 NoSQL 开源内存数据库 ，其提供多种语言的 API 。从 2010 年 3 月 15 日起， Redis 的开发工作由 VMware 主持。从2013 年 5 月开始， Redis 的开发由 Pivotal 赞助。

2008 年时 Salvatore Sanfilippo 自己开发一个叫 LLOOGG 的网站。

Redis 之所以称之为 字典服务，是因为 Redis 是一个 key-value 存储系统 。支持存储的 value 类型 有很多，包括 String(字符串) 、 List(链表) 、 Set(集合) 、 Zset(sorted set 有序集合) 和 Hash(哈希类型） 等 。

Redis 的国际知名用户有， Twitter 、 GitHub 、 Facebook 等，国内知名用户有，阿里巴巴、腾讯、百度、搜狐、优酷、美团、小米等。熟练使用和运维 Redis 已经成为开发运维人员的一个必备技能。

⭐️ NoSQL

• NoSQL（“non relational”, “Not Only SQL”），泛指 非关系型的数据库。随着互联网 web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在处理 web2.0 网站，特别是 超大规模 和 高并发 的 SNS (社交) 类型的 web2. 0 纯动态网站 已经显得力不从心，出现了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。 NoSQL 数据库的产生就是为了解决 大规模数据集合 多重数据种类 带来的挑战，特别是大数据应用难题。

（1） 键值存储数据库

• 就像 Map 一样的 key-value 对。典型代表就是 Redis 。

（2） 列存储数据库

• 关系型数据库 是典型的 行存储数据库。
  • 其存在的问题是，按行存储的数据在 物理层面 占用的是 连续存储空间，不适合海量数据存储。
• 而按 列存储 则可实现 分布式存储，适合海量存储。典型代表是 HBase 。

（3） 文档型数据库

• 其是 NoSQL 与 关系型数据 的结合，最像关系型数据库 的 NoSQL。典型代表是MongoDB。
  • 该类型的数据模型是版本化的文档，半结构化的文档以特定的格式存储，比如 JSON。

（4） 图形(Graph)数据库

• 用于存放一个 节点关系 的数据库，例如描述不同人间的关系。典型代表是Neo4J。

1.2 Redis 的用途

Redis 在生产中使用最多的场景就是 做数据缓存 。即客户端从 DBMS 中查询出的数据首先写入到 Redis 中，后续无论哪个客户端再需要访问该数据，直接读取 Redis 中的即可，不仅减小了 RT ，而且降低了 DBMS 的压力。

根据 Redis 缓存的数据与 DBMS 中数据的同步性划分，缓存一般可划分为两类： 实时同步缓存 与 阶段性同步缓存 。

• 实时同步缓存 是指，DBMS 中 数据更新 后， Redis 缓存中的存放的相关数据会被 立即清除，以促使再有对该数据的访问请求到来时，必须先从 DBMS 中查询获取到最新数据，然后再写入到 Redis 。
• 阶段性同步缓存 是指，Redis 缓存中的数据允许在一段时间 (生存时长) 内与 DBMS 中的数据不完全一致。而这个时间段就是这个缓存数据的 过期时间。

1.3 Redis 特性

能够做缓存的技术、中间件很多，例如，MyBatis 自带的二级缓存、 Memched 等。只所以在生产中做缓存的产品几乎无一例外的会选择 Redis ，是因为它有很多其它产品所不具备的特性。

• 性能极高： Redis 读的速度可以达到 11w次/s ，写的速度可以达到 8w次/s 。只所以具有这么高的性能，因为以下几点原因：
  • 1. Redis 的所有操作都是在内存中发生的。
  • 2. Redis 是用 C 语言 开发的。
  • 3. Redis 源码非常精细（集性能与优雅于一身）。
• 简单稳定： Redis 源码很少。早期版本只有 2w 行左右。从 3.0 版本开始，增加了集群功能，代码变为了 5w 行左右。
• 持久化： Redis 内存中的数据可以进行持久化，其有两种方式： RDB 与 AOF 。
• 高可用集群： Redis 提供了高可用的主从集群功能，可以确保系统的安全性。
• 丰富的数据类型： Redis 是一个 key-value 存储系统 。支持存储的 value 类型很多，包括 String(字符串) 、 List(链表) 、 Set(集合) 、 Zset(sorted set 有序集合) 和 Hash (哈希类型)等，还有 BitMap 、 HyperLogLog 、 Geospatial 类型。
  • BitMap ：一般用于 大数据量 的 二值性统计 。
  • HyperLogLog ：其是 Hyperlog Log ，用于对数据量超级庞大的日志做 去重统计。
  • Geospatial ：地理空间，其主要用于地理位置相关的计算。
• 强大的功能： Redis 提供了数据过期功能、发布/订阅功能、简单事务功能，还支持 Lua 脚本扩展功能。
• 客户端语言广泛： Redis 提供了简单的 TCP 通信协议，编程语言可以方便地的接入 Redis 。所以，有很多的开源社区、大公司等开发出了很多语言的 Redis 客户端。
• 支持 ACL 权限控制： 之前的权限控制非常笨拙。从 Redis6 开始引入了 ACL 模块，可以为不同用户定制不同的用户权限。

ACL，Access Control List ，访问控制列表，是一种 细粒度 的权限管理策略，可以针对 任意用户与组 进行权限控制。

• 目前大多数 Unix 系统与 Linux 2.6 版本已经支持 ACL 了。
• Zookeeper 早已支持 ACL 了。
• Unix与 Linux 系统默认使用是 UGO (User 、Group 、Other) 权限控制策略 ，其是一种 粗粒度 的权限管理策略。

• 支持多线程 IO 模型： Redis 之前版本采用的是单线程模型，从 6.0 版本开始 支持 了多线程模型。

1.4 Redis 的IO模型

Redis 客户端提交的各种请求是如何最终被 Redis 处理的？

• Redis 处理客户端请求所采用的 处理架构，称为 Redis 的 IO 模型。
• 不同版本的 Redis 采用的 IO 模型 是不同的。

⭐️ 1)、单线程模型

• 对于 Redis 3.0 及其以前版本， Redis 的 IO 模型采用的是 纯粹的单线程模型 。即所有客户端的请求全部由一个线程处理。

• Redis 的单线程模型采用了 多路复用技术 。

对于多路复用器的 多路复用技术 常见的有三种： select 模型（数组）、 poll 模型（链表）、 epoll 模型。

• select 模型底层是数组，性能较低，不常见。
• poll 模型的选择算法：采用的是轮询算法。该模型对客户端的就绪处理是 有延迟的 。
• epoll 模型的选择算法：采用的是回调方式。 根据就绪事件发生后的处理方式的不同，又可分为 LT 模型与 ET 模型。

• 每个客户端 若 要向 Redis 提交请求，都需要与 Redis 建立一个 socket 连接，并向 事件分发器 注册一个事件。一旦该事件发生就表明该连接已经就绪。而一旦连接就绪，事件分发器就会感知到，然后获取客户端通过该连接发送的请求，并将由该事件分发器所绑定的这个 唯一的线程 来处理。如果该线程还在处理多个任务，则将该任务写入到任务队列等待线程处理。
• 只所以称为事件分发器，是因为它会根据不同的就绪事件，将任务交由不同的事件处理器去处理。

⭐️ 2)、混合线程模型

• 从Redis 4.0 版本开始， Redis 中就开始加入了 多线程 元素 。处理客户端请求的仍是单线程模型，但对于一些 比较耗时但又不影响对客户端的响应的操作，就由后台其它线程来处理。
  • 例如，持久化、 对 AOF 的 rewrite 、对失效连接的清理等。

⭐️ 3)、多线程模型

• Redis 6.0版本，才是真正意义上的多线程模型。因为其对于客户端请求的处理采用的是多线程模型。

• 多线程 IO 模型中的 “多线程” 仅用于 接受、解析客户端的请求，然后将解析出的请求写入到任务队列。而对具体任务（命令）的处理，仍是由主线程处理。
• 这样做 使得用户 无需考虑 线程安全问题，无需考虑 事务控制， 无需考虑像 LPUSH/LPOP 等 命令的执行顺序问题 。

⭐️ 4)、优缺点总结 (面试)

（1） 单线程模型

• 优点：可维护性高，性能高。不存在 并发读写 情况，所以也就 不存在 执行顺序的不确定性，不存在 线程切换开销，不存在 死锁问题，不存在 为了数据安全而进行的 加锁/解锁开销。
• 缺点：性能会受到影响，且由于单线程 只能使用一个处理器（现在都是多处理器），所以会形成 处理器浪费。

内存的响应时长（RT）：$100ns$
Redis 每秒处理的读写请求数量应该可以达到 $1s/100ns=10^{9}ns/100ns=10^7=1kw$
实际情况是，Redis 每秒可以处理 $8w-11w$ 的读写请求

（2） 多线程模型

• 优点：其结合了 多线程 与 单线程 的优点，避开了它们的所有不足。
• 缺点：该模型没有显示不足。如果非要找其不足的话就是，其并非是一个真正意义上的 ”多线程”，因为 真正处理任务的线程 仍是单线程。所以，其对性能也是有些影响的。

二、Redis 的安装与配置

这里是要将 Redis 安装到 Linux 系统中。

我的是 CentOS7，已经关闭防火墙，安装好了jdk，以及常用的命令工具。

2.1 Redis 的安装

⭐️ (2.1.1)、安装前的准备工作

1)、安装 gcc

• 由于 Redis 是由 C/C++ 语言编写的， 而从官网下载的 Redis 安装包是需要 编译后 才可安装的， 所以对其进行编译就必须要使用相关编译器。对于 C/C++ 语言的编译器，使用最多的是 gcc 与 gcc-c++，而这两款编译器在 CentOS 7 中是没有安装的，所以首先要安装这两款编译器。
• GCC， GNU Compiler Collection， GNU 编译器集合。

yum -y install gcc gcc-c++ 

2)、下载 Redis

• Redis 的官网为： http://redis.io

3)、上传到 Linux

• 将下载好的压缩包上传到 Linux 的 /opt/tools 目录中 。
  

⭐️ (2.1.2)、安装 Redis

1)、解压 Redis

• 将 Redis 解压到 /opt/apps 目录中。

tar -zxvf redis-7.2.1.tar.gz -C /opt/apps/

• 进入到 /opt/apps 目录中 再将 Redis 解压包目录更名为 redis （不更名也无所谓，改名是为了简化目录名)。

mv redis-7.2.1/ redis

2)、编译

• 编译过程是根据 Makefile 文件进行的，而 Redis 解压包中已经存在该文件了。所以可以直接进行编译 了 。

• 在解压目录下，执行编译命令 make 进行编译。

如果没有准备好C语言编译环境，make 会报错 — Jemalloc/jemalloc.h：没有那个文件
解决办法：

• 首先看：gcc 是否安装成功，成功后
• 运行 make distclean， 将编译文件清除掉，然后再在 redis 目录下再次执行 make 命令（只是编译好）

• 当看到如下提示时，表示编译成功。

3)、安装

• 在 Linux 中对于编译过的安装包执行 make install 进行安装。

• 可以看到，共安装了三个组件： redis 服务器、客户端 与 一个性能测试工具 benchmark 。

4)、查看 bin 目录

• 安装完成后，打开 /usr/local/bin 目录，可以看到出现了很多的文件。

• 通过 echo $PATH 可以看到，/usr/local/bin 目录是存在于该 系统变量 中的， 这样这些命令就可以在任意目录中执行了。

⭐️ (2.1.3)、Redis 启动与停止

1)、前台启动

• 在任意目录执行 redis-server 命令即可启动 Redis 。 这种启动方式会 占用当前命令行窗口。

• 再开启 一个会话窗口，可以查看到当前的 Redis 进程，默认端口号为 6379。

ps aux | grep redis

• 通过 Ctrl + C 命令可以停止 Redis 。

2)、命令式后台启动

• 使用 nohup 命令，最后再添加一个 & 符，可以使要启动的程序在后台以守护进程方式运行。

 nohup redis-server &

• 这样的好处是，进程启动后不会占用一个会话窗口，且其还会在当前目录，即运行启动命令的当前目录中创建一个 nohup.out 文件用于记录 Redis 的操作日志。

3)、Redis 的停止

• 通过 redis-cli shutdown 命令可以停止 Redis 。

4)、配置式后台启动

• 使用 nohup 命令可以使 Redis 后台启动，但每次都要键入 nohup 与 & 符，比较麻烦。
• 可以通过修改 Linux 中 Redis 的核心配置文件 redis.conf 达到后台启动的目的。
• redis.conf 文件在 Redis 的安装目录根下。

• 将 daemonize 属性值由 no 改为 yes ，使 Redis 进程以守护进程方式运行。

vim redis.conf
:set nu 	#显示行号
/daemonize 	#搜索daemonize

修改后再启动 Redis ，就无需再键入 nohup 与 符 &了，但必须要指定启动所使用的 Redis配置文件。 这是为什么呢？

• 使用 nohup redis-server & 命令启动 Redis 时，启动项中已经设置好了 Redis 各个参数的默认值， Redis 会按照这些设置的参数进行启动。但这些参数是可以在配置文件中进行修改的，修改后，需要在启动命令中指定要加载的配置文件，这样，配置文件中的参数值将覆盖原默认值。
• Redis 已经给我们提供好了配置文件模板，是 Redis 安装目录的根目录下的 redis.conf 文件。由于刚刚对 redis.conf 配置文件做了修改，所以在开启 Redis 时需要显示指出要加载的配置文件。配置文件应紧跟在 redis-server 的后面。

redis-server /opt/apps/redis/redis.confps aux | grep redis

2.2 连接前的配置

• Redis 是一个内存数据库服务器，就像 MySQL 一样，对其操作也需要通过 客户端 进行。
• 若要使 远程主机上的客户端 能够连接并访问到 服务端的 Redis ，则服务端首先要做如下配置。

⭐️ (2.2.1)、绑定客户端 IP

• Redis 可以通过修改配置文件来限定可以访问自己的 客户端 IP 。

• 以上设置后，只允许当前主机访问当前的 Redis ，其它主机均不可访问。 所以，如果不想限定访问的客户端，只需要将该行 注释掉 即可。

⭐️ (2.2.2)、关闭保护模式

• 默认保护模式是开启的。 其只允许本机的客户端访问， 即只允许自己访问自己。但生产中应该关闭， 以确保其它客户端可以连接 Redis 。

#命令模式下输入
:noh 	#去掉搜索出来的黄标

⭐️ (2.2.3)、设置访问密码

• 为 Redis 设置访问密码，可以对要读 写 Redis 的用户进行身份验证。没有密码的用户可以登录 Redis ，但无法访问。

1)、密码设置

• 访问密码的设置位置在 redis.conf 配置文件中。默认是被注释掉的，没有密码。

• 没有通过密码登录的用户，无法读/写 Redis 。

2)、使用密码

• 对于密码的使用，有两种方式：登录时未使用密码，则访问时先输入密码；登录时直接使用密码登录，访问时无需再输入密码。
• • A、 登录时未使用密码

• • B、 登录时使用密码

• • C、 退出时使用密码

3)、注意

• 为了方便后面的学习，我们这里就 不设置访问密码了，直接将其 注释掉 即可。

⭐️ (2.2.4)、禁止 / 重命名命令

• 后面要学习两个非常危险的命令：flushal 与 flushdb 。
  • 它们都是用于直接删除整个 Redis 数据库的。若让用户可以随便使用它们，可能会危及数据安全。
  • Redis 可以通过修改配置文件来禁止使用这些命令，或重命名这些命令。
  • 以下配置 ，禁用了 flushall 与 flushdb 命令。
    当然，在学习过程中暂时不禁用它们。

⭐️ (2.2.5)、启动 Redis

• 当然，若要使客户端能够连接 Redis，则必须开启服务端的 Redis 。

redis-server /opt/apps/redis/redis.conf

2.3 Redis 客户端分类

Redis 客户端也像 MySQL 客户端一样有多种类型：命令行客户端、图形界面客户端、 Java代码客户端。

⭐️ (2.3.1)、命令行客户端

• Redis 提供了基本的命令行客户端。打开命令行客户端的命令为 redis-cli 。

• -h ：指定要连接的 Redis 服务器的 IP 。
• -p ：指定要连接的 Redis 的 端口号。

若连接的是本机Redis ，且端口号没有改变，保持默认的 6379 ，则 -h 与 -p 选项可以省略不写。

⭐️ (2.3.2)、图形界面客户端

1)、Redis Desktop Manager（下面演示使用该客户端）

• Redis 的图形界面客户端很多， 其中较出名的是 Redis Desktop Manager 的客户端。 不过，该软件原来是免费软件， 从 0.8.8 版本 后变为了商业化收费软件。
• 官网为： https://resp.app/（原来是 http://redisdesktop.com ）。

百度网盘链接（ 0.8.8版本）：https://pan.baidu.com/s/1xnmm4TMuNd8eqslJ0rRm9A?pwd=e316
提取码：e316

2)、RedisPlus

• RedisPlus 是为 Redis 可视化管理开发的一款开源免费的桌面客户端软件，支持 Windows 、Linux 、 Mac 三大系统平台， RedisPlus 提供更加高效、方便、快捷的使用体验，有着更加现代化的用户界面风格。
• RedisPlus的官网地址为 https://gitee.com/MaxBill/RedisPlus 。

⭐️ (2.3.3)、Java 代码客户端

• 所谓 Java 代码客户端就是一套操作 Redis 的 API ，其作用就像 JDBC 一样，所以 Java 代码客户端其实就是一个或多个 Jar 包，提供了对 Redis 的操作接口。
• 对 Redis 操作的 API 很多 ，例如 jdbc-redis 、 jredis 等 ，但最常用也是最有名的是 Jedis 。

2.4 Redis 配置文件详解

• Redis 的核心配置文件 redis.conf 在安装根目录下，默认包含 2000 多行。 这些内容根据功能被划分为了很多部分。下面将一些 重要部分 进行介绍。

学习的过程有问题可以：1、查阅官方文档；2、读英文注释；3、看源码

⭐️ (2.4.1)、基础说明

这部分主要是给出一些说明，包含三部分意思：

• 第 1-6 行用于说明，如果要 启动 Redis ，需要指出 配置文件的路径。
• 第 8-16 行用于说明当前配置文件中可以使用的的 容量单位 及 意义。
• 第 18 行用于说明这些 容量单位 没有大小写之分。

⭐️ (2.4.2)、includes

指定要在当前配置文件中包含的配置文件。 这样做的目的主要是便于 配置信息管理：

• 可以将 不同场景 的配置都进行 单独定义，
• 然后在当前 核心配置文件 中根据 不同场景 选择包含进不同的配置文件。

⭐️ (2.4.3)、modules

• Redis 配置文件中可以通过 加载 不同的第三方模块，来增强、扩展 Redis 的功能。

⭐️ (2.4.4)、network

Network 配置模块是 比较重要的部分，主要进行网络相关的配置。其中较重要的有：

• 1)、bind

指定可以访问当前 Redis 服务的客户端 IP ，默认只允许本地访问，即当前 Redis 自己访问自己。
为了使所有其它客户端都可访问，一般要将其注释掉。

• 2)、protected mode

默认保护模式是开启的。 其只允许本机的客户端访问，即只允许自己访问自己。
但生产中应该关闭，以确保其它客户端可以连接 Redis 。

• 3)、port

Redis 监听的连接端口号，默认 6379 。

• 4)、tcp-backlog

tcp-backlog 是一个 TCP 连接的队列，其主要用于解决 高并发 场景下客户端 慢连接 问题。

• 这里设置的值就是这个队列的长度。该队列与 TCP 连接的 三次握手 有关。
• 不同的 Linux 内核，backlog 队列中存放的元素（客户端连接）类型是不同的。
  • Linux 内核 2.2 版本之前 ，该队列中存放的是已完成了第一次握手的所有客户端连接，其中就包含已完成三次握手的客户端连接。当然，此时的 backlog 队列中的连接也具有两种状态：未完成三次握手的连接状态为 SYN_RECEIVED ，已完成三次握手的连接状态为 ESTABLISHED 。只有 ESTABLISHED 状态的连接才会被 Redis 处理。
  • Linux 内核 2.2 版本之后 TCP 系统中维护了两个队列： SYN_RECEIVED 队列与 ESTABLISHED 队列。 SYN_RECEIVED 队列中存放的是未完成三次握手的连接， ESTABLISHED 队列中存放的是已完成三次握手的连接。此时的 backlog 就是 ESTABLISHED 队列。

• 查看 Linux 内核版本：

uname -a
# 或
cat /proc/version

TCP 中的 backlog 队列的长度在 Linux 中由内核参数 somaxconn 来决定。所以，在 Redis中该队列的长度由Redis 配置文件设置 与 somaxconn 来共同决定：取它们中的最小值。

• 查看当前 Linux 内核中 somaxconn 的值。

cat /proc/sys/net/core/somaxconn

生产环境下（特别是高并发场景下）， backlog 的值最好要大一些，否则可能会影响系统性能。

• 修改 /etc/sysctl.conf 文件，在文件最后添加如下内容：net.core.somaxconn=2048

• 修改过后可以重启虚拟机，也可以通过执行如下命令来使新的修改生效。

sysctl -p 	# 内核在运行时，动态修改内核的运行参数

• 5)、timeout

空闲超时。当客户端与 Redis 间的 空闲时间 超过该时长后，连接自动断开。单位秒。默认值为 0，表示永远不超时 。

• 6)、tcp-keepalive

该配置主要用于设置Redis 检测 与 其连接的 所有客户端 的 存活性时间间隔，单位秒。一般是在空闲超时 timeout 设置为 0 时进行配置。（该方式会降低服务端的性能，还待商榷！）
如果连续检测 两次 都不在，则连接断开。

⭐️ (2.4.5)、general

• 1)、daemonize

该配置可以控制 Redis 启动是否采用守护进程方式，即是否是后台启动。 yes 是采用后台启动。

• 2)、pidfile

该配置用于指定 Redis 运行时 pid 写入的文件，无论 Redis 是否采用守护进程方式启动，pid 都会写入到该配置的文件。
注意，如果没有配置 pid 文件，不同的启动方式， pid 文件的产生效果是不同的：

• 采用 守护进程 方式启动（后台启动， daemonize 为 yes)： pid 文件为 /var/run/redis.pid 。
• 采用 前台启动（ daemonize 为 no ）：不生产 pid 文件

• 3)、loglevel

配置日志的级别。 Redis 中共有四个级别，由低到高 依次是：

• debug ：可以获取到很多的信息，一般在 开发 和 测试 时使用。
• verbose ：可以获取到很多不太有用的信息，但不像 debug 级别那么多。
• notice ：可以获取到在生产中想获取到的 适当多的信息，默认级别。
• warning ：只记录 非常重要 / 关键 的信息。

• 4)、logfile

指定日志文件。如果设置为空串，则强制将日志记录到 标准输出设备（显示器）。
如果使用的是 守护进程 启动方式，设置为空串，则意味着会将日志发送到设备 /dev/null （空设备)。

• 5)、databases

设置数据库的数量。默认数据库是 0 号数据库。
可以使用 select dbid 在每个连接的基础上选择一个不同的数据库，其中 dbid 是介于 0 和 'databases'-1 之间的数字 。

⭐️ (2.4.6)、security

⭐️ (2.4.7)、clients

⭐️ (2.4.8)、memory management

⭐️ (2.4.9)、threaded I/O

三、Redis 命令

四、Redis 持久化

五、Redis 主从集群

六、Redis 分布式系统

七、Redis 缓存

八、Lua脚本详解

九、分布式锁