Redis從入門到放棄(1):安裝設定

2023-07-26 21:01:02

1. 介紹

Redis是一個高效能的開源key-value資料庫。它被廣泛應用於快取、對談儲存、實時分析、訊息佇列等場景。Redis具有以下三個主要特點:

  • 資料持久化:Redis支援將記憶體中的資料儲存到磁碟上,確保資料在斷電或重啟後不丟失。
  • 多樣資料結構:除了支援簡單的key-value儲存,Redis還提供了豐富的資料結構,如List、Set、Sorted Set和Hash等,使其能夠處理更復雜的資料需求。
  • 資料備份:通過master-slave模式進行資料備份,增加了資料的高可用性。

2. 優勢

Redis的優勢使其成為一個受歡迎的資料庫解決方案:

  • 極高效能:Redis是一個基於記憶體的資料庫,因此讀寫速度非常快,適用於高並行場景。
  • 多樣資料型別:Redis支援不同的資料型別,讓開發者可以根據需求選擇合適的資料結構,提高應用的效率。
  • 原子性操作:Redis的所有操作都是原子性的,保證了資料的一致性和完整性。
  • 豐富特性:Redis提供了許多附加功能,如釋出/訂閱模式、過期設定、事務支援等,使其在構建複雜應用時更加靈活。

同時,Redis在與其他key-value儲存相比時,有以下獨特之處:

  • 複雜資料結構與原子性操作:Redis提供了複雜的資料結構(List、Set、Sorted Set和Hash等),並保持對它們的原子性操作。這使得Redis成為更多用途的資料庫,而無需額外的抽象層。
  • 執行在記憶體中:Redis主要執行在記憶體中,但它支援將資料非同步持久化到磁碟,以防止資料丟失。這樣的設計使得Redis在讀寫操作中非常高效,尤其適用於需要頻繁讀寫的應用場景。

3. 安裝 Redis

  1. 下載最新穩定版本的 Redis,可從官方網站 http://redis.io/download 下載。
  2. 解壓下載的檔案:
# wget http://download.redis.io/releases/redis-6.0.8.tar.gz
# tar xzf redis-6.0.8.tar.gz
# cd redis-6.0.8
  1. 編譯 Redis:
# make

編譯完成後,在 redis-6.0.8/src 目錄下會生成 redis-server 和 redis-cli 兩個程式,分別用於啟動 Redis 服務和進行測試。

  1. 啟動 Redis 服務:
# cd src
# ./redis-server

注意:使用上述命令啟動 Redis 會使用預設設定。也可以通過啟動引數指定組態檔:

# cd src
# ./redis-server ../redis.conf

其中 redis.conf 是預設的組態檔,可以根據需要使用自定義的組態檔。

  1. 使用 Redis 使用者端和 Redis 服務進行互動:
# cd src
# ./redis-cli
redis> set name zhangsan
OK
redis> get name
"zhangsan"

有些同學可能疑惑為什麼執行 redis-server 後,不能退出終端而讓 Redis 在後臺執行呢?如果關閉終端,Redis 將會一同關閉。請繼續往下閱讀……

4. 後臺執行

將 redis.conf 組態檔拷貝到 /etc/redis 目錄,然後在剛解壓的 Redis 根目錄執行以下操作:

mkdir /etc/redis
cp redis.conf /etc/redis/

編輯組態檔:

vim /etc/redis/redis.conf

找到 daemonize no 並將其改為 daemonize yes

# By default Redis does not run as a daemon. Use 'yes' if you need it.
# Note that Redis will write a pid file in /var/run/redis.pid when daemonized.
daemonize yes

指定組態檔啟動 Redis:

redis-server /etc/redis/redis.conf

檢查 Redis 是否在後臺執行:

ps -ef | grep redis
root 21495 1 0 17:02 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:6379

5. 設定 Redis

Redis的組態檔為 redis.conf,位於 Redis 安裝目錄下。可以使用 CONFIG 命令檢視或設定設定項。

5.1 檢視設定項

使用以下語法檢視設定項:

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET CONFIG_SETTING_NAME

例如:

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
1) "loglevel"
2) "notice"

使用 * 號獲取所有設定項:

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET *
1) "dbfilename"
2) "dump.rdb"
3) "requirepass"
...

5.2 修改設定項

可以通過修改 redis.conf 檔案或使用 CONFIG SET 命令來修改設定。

使用以下語法設定設定項:

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET CONFIG_SETTING_NAME NEW_CONFIG_VALUE

例如:

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET loglevel "notice"
OK
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
1) "loglevel"
2) "notice"

5.3 引數說明

redis.conf 設定項說明如下:

序號 設定項 說明
1 daemonize no Redis 預設不是以守護行程的方式執行,可以通過該設定項修改,使用 yes 啟用守護行程(Windows 不支援守護執行緒的設定為 no )
2 pidfile /var/run/redis.pid 當 Redis 以守護行程方式執行時,Redis 預設會把 pid 寫入 /var/run/redis.pid 檔案,可以通過 pidfile 指定
3 port 6379 指定 Redis 監聽埠,預設埠為 6379,為什麼選用 6379 作為預設埠,因為 6379 在手機按鍵上 MERZ 對應的號碼,而 MERZ 取自義大利歌女 Alessia Merz 的名字
4 bind 127.0.0.1 繫結的主機地址
5 timeout 300 當用戶端閒置多長秒後關閉連線,如果指定為 0 ,表示關閉該功能
6 loglevel notice 指定紀錄檔記錄級別,Redis 總共支援四個級別:debug、verbose、notice、warning,預設為 notice
7 logfile stdout 紀錄檔記錄方式,預設為標準輸出,如果設定 Redis 為守護行程方式執行,而這裡又設定為紀錄檔記錄方式為標準輸出,則紀錄檔將會傳送給 /dev/null
8 databases 16 設定資料庫的數量,預設資料庫為0,可以使用SELECT 命令在連線上指定資料庫id
9 save <seconds> <changes>Redis 預設組態檔中提供了三個條件:save 900 1save 300 10save 60 10000分別表示 900 秒(15 分鐘)內有 1 個更改,300 秒(5 分鐘)內有 10 個更改以及 60 秒內有 10000 個更改。 指定在多長時間內,有多少次更新操作,就將資料同步到資料檔案,可以多個條件配合
10 rdbcompression yes 指定儲存至本地資料庫時是否壓縮資料,預設為 yes,Redis 採用 LZF 壓縮,如果為了節省 CPU 時間,可以關閉該選項,但會導致資料庫檔案變的巨大
11 dbfilename dump.rdb 指定本地資料庫檔名,預設值為 dump.rdb
12 dir ./ 指定本地資料庫存放目錄
13 slaveof <masterip> <masterport> 設定當本機為 slave 服務時,設定 master 服務的 IP 地址及埠,在 Redis 啟動時,它會自動從 master 進行資料同步
14 masterauth <master-password> 當 master 服務設定了密碼保護時,slave 服務連線 master 的密碼
15 requirepass foobared 設定 Redis 連線密碼,如果設定了連線密碼,使用者端在連線 Redis 時需要通過 AUTH <password> 命令提供密碼,預設關閉
16 maxclients 128 設定同一時間最大使用者端連線數,預設無限制,Redis 可以同時開啟的使用者端連線數為 Redis 程序可以開啟的最大檔案描述符數,如果設定 maxclients 0,表示不作限制。當用戶端連線數到達限制時,Redis 會關閉新的連線並向用戶端返回 max number of clients reached 錯誤資訊
17 maxmemory <bytes> 指定 Redis 最大記憶體限制,Redis 在啟動時會把資料載入到記憶體中,達到最大記憶體後,Redis 會先嚐試清除已到期或即將到期的 Key,當此方法處理 後,仍然到達最大記憶體設定,將無法再進行寫入操作,但仍然可以進行讀取操作。Redis 新的 vm 機制,會把 Key 存放記憶體,Value 會存放在 swap 區
18 appendonly no 指定是否在每次更新操作後進行紀錄檔記錄,Redis 在預設情況下是非同步的把資料寫入磁碟,如果不開啟,可能會在斷電時導致一段時間內的資料丟失。因為 redis 本身同步資料檔案是按上面 save 條件來同步的,所以有的資料會在一段時間內只存在於記憶體中。預設為 no
19 appendfilename appendonly.aof 指定更新紀錄檔檔名,預設為 appendonly.aof
20 appendfsync everysec 指定更新紀錄檔條件,共有 3 個可選值:
21 vm-enabled no 指定是否啟用虛擬記憶體機制,預設值為 no,簡單的介紹一下,VM 機制將資料分頁存放,由 Redis 將存取量較少的頁即冷資料 swap 到磁碟上,存取多的頁面由磁碟自動換出到記憶體中(在後面的文章我會仔細分析 Redis 的 VM 機制)
22 vm-swap-file /tmp/redis.swap 虛擬記憶體檔案路徑,預設值為 /tmp/redis.swap,不可多個 Redis 範例共用
23 vm-max-memory 0 將所有大於 vm-max-memory 的資料存入虛擬記憶體,無論 vm-max-memory 設定多小,所有索引資料都是記憶體儲存的(Redis 的索引資料 就是 keys),也就是說,當 vm-max-memory 設定為 0 的時候,其實是所有 value 都存在於磁碟。預設值為 0
24 vm-page-size 32 Redis swap 檔案分成了很多的 page,一個物件可以儲存在多個 page 上面,但一個 page 上不能被多個物件共用,vm-page-size 是要根據儲存的 資料大小來設定的,作者建議如果儲存很多小物件,page 大小最好設定為 32 或者 64bytes;如果儲存很大大物件,則可以使用更大的 page,如果不確定,就使用預設值
25 vm-pages 134217728 設定 swap 檔案中的 page 數量,由於頁表(一種表示頁面空閒或使用的 bitmap)是在放在記憶體中的,,在磁碟上每 8 個 pages 將消耗 1byte 的記憶體。
26 vm-max-threads 4 設定存取swap檔案的執行緒數,最好不要超過機器的核數,如果設定為0,那麼所有對swap檔案的操作都是序列的,可能會造成比較長時間的延遲。預設值為4
27 glueoutputbuf yes 設定在向用戶端應答時,是否把較小的包合併為一個包傳送,預設為開啟
28 hash-max-zipmap-entries 64 hash-max-zipmap-value 512 指定在超過一定的數量或者最大的元素超過某一臨界值時,採用一種特殊的雜湊演演算法
29 activerehashing yes 指定是否啟用重置雜湊,預設為開啟(後面在介紹 Redis 的雜湊演演算法時具體介紹)
30 include /path/to/local.conf 指定包含其它的組態檔,可以在同一主機上多個Redis範例之間使用同一份組態檔,而同時各個範例又擁有自己的特定組態檔

6. 錯誤解決

在編譯 Redis 過程中,可能會遇到以下錯誤:

....
server.c:5166:39: error: ‘struct redisServer’ has no member named ‘maxmemory’
....

這可能是由於 gcc 版本問題導致的,適用於 Redis 6.0 以上版本。

解決辦法如下:

  1. 檢查 gcc 版本:
gcc -v
  1. 如果 gcc 版本低於 5.3,可以通過以下步驟升級 gcc 到 5.3 及以上版本:
yum -y install centos-release-scl
yum -y install devtoolset-9-gcc devtoolset-9-gcc-c++ devtoolset-9-binutils
scl enable devtoolset-9 bash
echo "source /opt/rh/devtoolset-9/enable" >> /etc/profile

注意:以上操作僅在臨時生效,如果需要長期生效,需要將 source /opt/rh/devtoolset-9/enable 新增到 /etc/profile 檔案中。