简单的 Redis 学习笔记·其他特性 | 青训营

LazyPool
65 阅读7分钟

Redis 是一个开源的内存数据结构存储系统，可用作数据库、缓存、消息代理和队列。Redis 以其出色的性能和可靠性闻名，因此被广泛应用于许多领域，如游戏、金融科技、广告科技、社交媒体、医疗保健和互联网等等。本文试图对 Redis 作简单的介绍，以便初学者快速上手 Redis。本文作为我的一篇学习笔记。

事务

Redis 支持事务，也就是可以在一次请求中执行多个命令。Redis 中的事务主要是通过 MULTI 和 EXEC 这两个命令来实现的。MULTI 命令用于开启一个事务，事务开启之后，所有的命令都会被放入到一个队列中，最后通过一个 EXEC 命令来执行事务中的所有命令。

Redis 中的事务和传统的关系型数据库比如 MySQL 中的事务是不太一样的。在关系型数据库中，事务一般是一个原子操作（atom），要么全部执行成功，要么全部执行失败。而在 Redis 中，事务并不能保证所有的命令都会执行成功，他的执行结果取决于事务中的命令。但是 Redis 可以为我们保证以下三点：

  1. 在发送 EXEC 命令之前所有的命令都会被放入到一个队列中缓存起来，不会立即执行；
  2. 在收到 EXEC 命令之后，事务开始执行，事务中的任何一个命令执行失败，其他命令依然会被执行（就是说，不会因为某个命令执行失败而导致其他命令不会执行的情况发生）；
  3. 在事务执行的过程中，其他客户端提交的命令请求并不会被插入到事务的执行命令序列中。

持久化

持久化是 Redis 中一个非常重要的功能。因为 Redis 是一个基于内存的数据库，如果没有持久化的话，那么一旦服务器重启或者断电，之前所有的数据都会丢失，这对于一个数据库来说是非常致命的。持久化就是为了解决这个问题而出现的。

Redis 中的持久化主要有两种方式：

一种是 RDB 方式（Redis Database），是在指定时间间隔内将内存中的数据快照写入磁盘，它是某一个时间点上数据的完整副本。

快照规则可以通过配置文件 ~/.config/redis/redis.conf 中 save 参数来配置。save 后跟随两个参数：第一个参数表示秒数，第二个参数表示修改次数，表示在指定时间内的修改次数达到指定次数就进行一个保存，一般需要根据服务器的负载情况来进行配置。

除了依据配置文件来自动触发快照之外，还可以手动使用 SAVE 命令来进行保存。

快照机制的缺点在于，如果服务器在快照之后宕机，那么最后一次快照之后的所有修改内容都会丢失掉。因此 RDB 更适合用来做备份。比如可以在每天 00：00 的时候通过 crontab 来执行一次 save 命令，然后将快照文件备份到其他地方，这样就可以保证数据的安全。

快照机制的另一个问题在于：由于生产环境中我们为 Redis 开辟的内存空间较大，使得内存中的数据同步到硬盘的过程所花时间会比较长。这段时间内 Redis 都是处于一个阻塞的状态，不能接受任何请求。为了解决这个问题，Redis 提供一个叫做 BGSAVE 的命令，这个命令会创建单独的子进程来负责将内存中的数据写入硬盘，使主进程可以继续处理请求。

BGSAVE 解决了 SAVE 的进程占用的问题，但是这个过程中仍然会存在性能损耗。因为 fork 一个子进程依然需要时间，这段时间内 Redis 依然无法处理任何请求，无法真正做到秒级快照。因此除了 RDB 方式，Redis 还提供了另一种持久化方式。

另一种是 AOF 方式（Append Only File），它利用一个追加文件，在执行写命令的时候，不仅会将命令写入到内存中，还会将命令写入一个追加的文件中，这个文件就是 AOF 文件。

AOF 文件会以日志的形式记录每一个写操作，当 Redis 重启时就会重新执行 AOF 文件中的命令来在内存中重建整个数据库的内容。若要开启 AOF，需要在配置文件 ~/.config/redis/redis.conf 中将 appendonly 这个参数的值修改为 yes。

主从复制

主从复制，是指将一台 Redis 服务器的数据复制到其他 Redis 服务器。

其中，保存原始数据的 Redis 服务器叫做主节点 master，保存副本数据的 Redis 服务器叫做从节点 slave。主节点和从节点之间具有如下关系：

  1. 一个主节点可以有多个从节点，而每个从节点只能有一个主节点。
  2. 在主从复制当中，数据的复制是单向的，只能由主节点复制到从节点。
  3. 一般来说，主节点负责写操作，从节点负责读操作。
  4. 主节点会将自身的数据变化通过异步的方式发送给从节点致。
  5. 从节点接收到主节点的数据之后，更新自己的数据，保证数据一致。

配置主从节点命令：

通过命令行操作方式修改：

  • 查看当前节点角色：role
  • 配置所属主节点：replicaof host port 或者 slaveof host port (旧版)

通过修改配置文件方式修改：

  1. 将 Redis 安装目录（/opt/homebrew/etc 或者 /etc/redis）下的 redis.conf 分别复制到家目录下的 .config/redis 文件夹下的 redis.conf 和 redis-6380.conf，它们将分别用于 Redis 的主节点配置和从节点配置，6380 是从节点的端口号。
  2. redis.conf 无需修改，因为 Redis 默认是主节点的配置。
  3. 对于 redis-6380.conf 来说，需要修改如下内容：
    • port 改为 6380
    • pidfile 改为 /var/run/redis_6380.pid
    • dbfilename 改为 dump-6380.rdb
    • replicaof 取消注释，并为其添加适当的主节点 ip 和 port

配置文件可以使用 redis-server xxx.conf 的方式进行调用。

哨兵模式

相比单节点的 Redis 来说，主从模式已经有了很大提升。但是这个集群依然存在部分问题，当主节点宕机时，需要手动把另一台从节点提升为主节点，需要人工干预，这样就不能实现真正的高可用。而 Redis 提供的哨兵模式就实现了自动的故障转移，解决了这个问题。

哨兵模式会创建一个哨兵 sentinel。哨兵会以一个独立的进程运行在 Redis 集群中，用来监控 Redis 集群中的各个节点是否运行正常。它主要用来执行以下几个方面的功能：

  1. 监控：通过不断地发送命令来检查 Redis 节点是否正常。
  2. 通知：如果发现某个节点出了问题，那么哨兵就会通过发布订阅模式来通知其他节点。
  3. 自动故障转移：当主节点不能正常工作的时候，哨兵会开始一个自动故障转移的操作，它会将一个从节点升级为新的主节点，然后再将其他从节点指向新的主节点。

如何配置哨兵模式：

  1. 首先需要在 Redis 集群中添加一个哨兵节点。可以使用 redis-sentinel 命令来启动哨兵节点。建议添加一个哨兵文件 ~/.config/redis/sentinel.conf 文件。
sentinel monitor master 127.0.0.1 6379 1

后面的 ip 和端口号表示需要监控的主节点的 ip 和端口号。最后的数字表示用几个哨兵来监控这个节点。

  1. 启动哨兵节点。通过 redis-sentinel ~/.config/redis/sentinel.conf 即调用配置，启动哨兵节点。

需要注意的是：由于哨兵本身也是一个进程，自身同样会具有单节点故障的问题。所以一般在实际的生产环境中，通常会使用三个哨兵来保证高可用。这三个哨兵会通过选举的方式来选出领导者（upgrade，升变），然后由领导者来监控其他节点。如果领导者也故障，则其他哨兵节点会重新选举一个领导者，以此保证哨兵节点的高可用性。

avatar
文章
阅读
粉丝