【Redis-入门】

一、认识Redis

1.数据分类

1.关系型数据库

1.    MySQL  Oracle  SQLServer DB2

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2.NoSql

1. 2.1 键值对
2.     Redis
3. 2.2 列存储数据库
4.     HBase
5.   2.3 文档数据库
6.   MongoDB
7. 2.4 图形数据库
8.    Neo4j

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3.非关系型数据库的特点

1. 3.1 数据模型简单
2. 3.2 灵活性更强
3. 3.3对于数据库的性能要求较高
4. 3.4对于一些复杂的key比较容易映射

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4.与关系型数据库的区别

1. 4.1 关系型数据库的优点
2.      易于维护
3.      使用简单
4.      复杂操作
5. 4.2 关系型数据库的缺点
6.    读写性能差
7.    固定的表结构
8.    高并发 硬盘I/O
9. 4.3 非关系型数据库的优点
10.      格式灵活
11.      速度快
12.      成本低
13. 4.4非 关系型数据库的缺点
14.     不提供sql支持
15.     无事务支持 6.X版本以下

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5.什么是Redis

1. Redis（Remote Dictionary Server ），即远程字典服务，是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、
2. 可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。
3. 单线程
4. key  value存储
5. 定位：
6.     缓存  提高读写速度 减轻对数据库的访问压力

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6.Redis的上风

1. 每秒10W读写频率

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7.谁在用redis

1. 新浪微博
2. 淘宝
3. 腾讯

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8.怎么学?

1. 在线  http://try.redis.io
2. htt://www.redis.cn
3. 跟我学

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9.redis安装

1. windows 中是用 3.X
2. linux 中使用6.X
3. 解压缩即可用

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二、Redis数据类型

1.String类型

1. java  Map<String,?>
2. set   key  value 存入键值对
3. get key  根据键取出value
4. incr key  加1
5. decr key 减1
6. setex key timeout value 设置过期时间
7. timeout 单位是秒

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应用场景：
分布式session
计数器
2.Hash类型

1.       java Map<String,Map<String,?>>
2.       hset key  hashkey hashvalue 存属性
3.       hget key  hashkey 获取属性值
4.       hexists key  hashkey 判断是否存在这个属性
5.       hdel key hashkey
6.   使用场景 ：
7.       用户信息管理

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3. list类型

1.     rpush key value 向列表的右边添加数据
2.     lpush key value   向列表的左边添加数据
3.     lrange key 0 -1 遍历列表
4.    lpop key  弹出左边的数据
5.    rpop key 弹出右边的数据
6. 使用场景 ：
7.      收藏夹

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4.zset类型

1.     zadd  key score  column 存入分数和名称
2.     zrange key 0  -1  遍历
3.     zrem key column 移除数据
4.     zcard key 获取数据个数
5.   使用场景 :
6.      排行榜

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5.set类型

1. sadd key value 添加元素
2. smembers key 遍历集合
3. srem key value 删除某个元素
4. 使用场景：
5.    抽奖  去除重复

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三、Redis长期化

1.Redis长期化方案

1.         RDB方案
2.         AOF方案

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2.RDB长期化

2.1 RDB

1. Redis Database Backup file Redis数据备份文件 Redis快照

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2.2执行时机

1. 四种情况下执行:
2. 1.执行save命令
3. 2.执行bgsave命令
4. 3.Redis停机
5. 4.触发Rdb条件
6. 注意：
7. 1.save命令导致主进程执行RDB，这个过程中出现其他的命令都会被阻塞，只有在数据迁移的时候才进行使用.
8. 2.我们建议使用bgsave  这个命令会独立的开启进程来完成RDB操作，主进程可以继续处理用户的请求，不受影响.
9. 3.Redis停机之前会自动的执行一次save命令，实现RDB。
10. 4.触发条件 redis.conf
11.    save 900 1
12.    save 300 10
13.    save 60 10000
14. 5.参数注意
15.      rdbcompression yes 是否压缩 建议不开启 压缩会消耗cpu
16.      dbfilename dump.rdb   rdb文件名
17.      dir ./ 默认当前目录

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2.3RDB原理

1.     bgsave 开始的收会进行fork 主进程得到子进程，子进程共享主进程的内存。完成fork操作之后读取内存的数据并写入rdb文件.
2.     本质： 主进程无法直接操作物理内存，它只能操作虚拟内存，所以虚拟内存和物理内存之间就会有一个叫页表的东西，它的主要作用就是完成物理内存和虚拟内存之间的映射关系.
3.     fork 不是把内存中的数据进行了拷贝，而是拷贝的页表.--> 拿到内存映射关系
4.     fork采用的是 copy-on-write技术
5.      主进程进行读取操作访问的是共享内存
6.      主进程进行写取操作，会拷贝一份数据，执行写操作.

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2.4 总结

1.        1. rdb 方式bgsave的执行流程？
2.              fork主进程得到一个子进程,共享内存空间
3.              子进程读取内存数据并写入rdb文件
4.              用新的rdb文件替换旧的rdb文件
5.         2.rdb什么时候执行？save 60  1000代表什么？
6.            默认是服务停止就执行
7.            60秒内至少执行了1000次就会触发rdb操作
8.          3.rdb缺点？
9.            rdb执行间隔长，两次rdb之间会有数据丢失的风险
10.            fork 子进程  进行压缩 进行数据写入 需要消耗时间

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3. AOF

1.   Append Only File 追加文件  
2.     redis每次处理一个命令都会记录在aof文件中，它可以看作是日志。
3. AOF文件默认是关闭的
4.      appendonly no   #是否开启aof 默认是关闭
5.      appendfilename "appendonly.aof"  #aof文件名称
6.          #appendfsync always  每写一行命令立即记录
7.          appendfsync everysec  写命令先写入缓存区，每间隔一秒再从缓冲区写入到aof文件中
8.           #appendfsync no    由操作决定什么时候写入磁盘中

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4. RDB 和 AOF对比

RDBAOF长期化方式定时对整个内存做快照记录每一次执行的命令数据完备性不完备，两次备份之间大概会丢失数据相对完备，取决于刷盘计谋文件大小会有压缩，文件体积小记录命令，文件体积大宕机恢复速度很快慢数据恢复优先级低，数据完备性不如aof高，数据完备性更高资源占用高，大量消耗cpu低，只进行当地IO使用场景可以容忍分钟级别的数据丢失，寻求更快的启动速度对数据安全性要求较高时候使用 四、Redis集群

4.1单机安装Redis

1.   4.1.1 安装依赖
2.      yum install -y gcc tcl
3.    4.1.2 上传redis-6.2.4.tar.gz压缩包文件到linux的tmp目录下
4.    4.1.3解压缩
5.     tar -xvf redis-6.2.4.tar.gz
6.     进入redis目录
7.     cd  redis-6.2.4
8.     运行编译命令
9.     make && make install
10.     不报错就是成功了!!!!
11.     更改redis.conf
12.     bind 0.0.0.0  允许所有的ip地址进行访问
13.     database 1 数据库设置为1  数据库共有16个  0--15
14.     启动redis
15.     redis-server  redis.conf

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4.2 Reids主从

1.   4.2.1 主从结构

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三个实例
IPPORT脚色192.168.142.1287001master192.168.142.1287002slave192.168.142.1287003slave

1. 三个实例准备工作
2.         cd /tmp
3.         mkdir 7001  7002  7003  
4. 修改redis.conf
5.   开启RDB
6.          save 3600 1
7.          save 300 100
8.          save 60 10000
9. 关闭AOF
10.                 appendonly no
12. 将刚刚修改的文件拷贝到 7001   7002   7003 中
13.   cp redis-6.2.4/redis.conf 7001
14.   cp redis-6.2.4/redis.conf 7002
15.   cp redis-6.2.4/redis.conf 7003
16.   
17. 修改端口
18.    sed -i -e  's/6379/7001/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7001\//g' 7001/redis.conf
19.    sed -i -e  's/6379/7002/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7002\//g' 7002/redis.conf
20.         sed -i -e  's/6379/7003/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7003\//g' 7003/redis.conf
21. 修改实例ip  
22.   192.168.142.128[ 这是我的ip ]
24.   replica-announce-ip 192.168.142.128   --->你们实验这个统一修改ip的命令是否好用
26.   
27.    如果上面的批量修改不好用，使用下面的命令分别执行
29.    sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.142.128' 7001/redis.conf
30.    sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.142.128' 7002/redis.conf
31.    sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.142.128' 7003/redis.conf
32.    
33. 分别启动三个redis 建议开三个窗口  
34.     redis-server /tmp/7001/redis.conf
35.     redis-server /tmp/7002/redis.conf
36.     redis-server /tmp/7003/redis.conf
38. 开启主从
39.    连接 7002
40.    redis-cli -p 7002  
41.    slaveof 192.168.142.128 7001   -->告诉7002你的主人是7001
44.      连接 7003
45.    redis-cli -p 7003  
46.    slaveof 192.168.199.128 7001   -->告诉7002你的主人是7001
48.    查看集群状态
49.        redis-cli -p 7001   连接master  
50.    info replication

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1. 测试
2.    在  7001 上面存数据
3.    set age 18
4.           在7002 上获取数据
5.               get age 能看到18证明主从搭建成功了！
6.             在7003 上获取数据
7.                  get age 能看到18证明主从搭建成功了！

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4.3 Redis哨兵

1. sentinel 搭建三个

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节点IP端口s1192.168.142.12827001s2192.168.142.12827002s3192.168.142.12827003 准备配置
cd /tmp
mkdir s1 s2 s3
在s1目次创建一个sentinel.conf 内容如下:
port 27001
sentinel announce-ip 192.168.142.128
sentinel monitor mymaster 192.168.142.128 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir “/tmp/s1”
在s2目次创建一个sentinel.conf 内容如下:
port 27002
sentinel announce-ip 192.168.142.128
sentinel monitor mymaster 192.168.142.128 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir “/tmp/s2”
在s3目次创建一个sentinel.conf 内容如下:
port 27003
sentinel announce-ip 192.168.142.128
sentinel monitor mymaster 192.168.142.128 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir “/tmp/s3”
启动实例
redis-sentinel s1/sentinel.conf
redis-sentinel s2/sentinel.conf
redis-sentinel s3/sentinel.conf
让7001 这个直接点 宕机
使用命令：
shutdown
观察日志 7002 7003 两个日志中
显示 MASTER MODE enabled 为新的master

4.4Redis分片

1.   小的集群 3个master
2.   做分片的集群准备

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IPPORT脚色192.168.142.1287001master192.168.142.1287002master192.168.142.1287003master192.168.142.1288001slave192.168.142.1288002slave192.168.142.1288003slave

1. 配置实例
2.         cd /tmp
3.         rm -rf  7001  7002  7003
5. 在tmp下面放一个redis.conf 文件,内容如下:
6.                  #端口
7.                 port 6379
8.                 #开启集群功能
9.                 cluster-enabled yes
10.                 #集群的名称不需要我们创建由redis自行进行维护
11.                 cluster-config-file /tmp/6379/nodes.conf
12.                 #节点之间心跳的超时时间为5秒
13.                 cluster-node-timeout 5000
14.                 #持久化目录
15.                 dir /tmp/6379
16.                 #绑定地址
17.                 bind 0.0.0.0
18.                 #redis后台运行
19.                 daemonize yes
20.                 #注册实例ip地址
21.                 replica-announce-ip 192.168.142.128
22.                 #关闭保护模式
23.                 protected-mode no
24.                 #数据库的数量
25.                 databases 1
26.                 #日志
27.                 logfile /tmp/6379/run.log
29. 修改每个目录下面的 redis.conf 文件
30. 将文件分别拷贝到 文件夹中
31. echo 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -t -n 1 cp redis.conf
33. 修改每个目录下面redis.conf  将其中的6379修改为所在目录
34.   printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t sed -i 's/6379/{}/g' {}/redis.conf
36. 因为设置了后台启动，所以我们可以一次性启动6个服务
37.      printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-server {}/redis.conf

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通过ps查看状态
ps -ef | grep redis

1. 设置主从关系:
2. redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.142.128:7001 192.168.142.128:7002 192.168.142.128:7003 192.168.142.128:8001 192.168.142.128:8002 192.168.142.128:8003
3. 别忘记输入 yes

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查看集群状态
redis-cli -p 7001 cluster nodes
测试 注意了命令有变化
redis-cli -c -p 7001
Last login: Tue Dec 17 15:54:25 2024 from 192.168.142.1
[root@beijingliushao ~]# redis-cli -c -p 7001
127.0.0.1:7001> set age 18
OK
127.0.0.1:7001> set a 1
-> Redirected to slot [15495] located at 192.168.142.128:7003
OK
192.168.142.128:7003> set nums 128
OK
192.168.142.128:7003> set num 126
-> Redirected to slot [2765] located at 192.168.142.128:7001
OK
192.168.142.128:7001>
看到类似于上述的结果，证明分片集群搭建成功！

五、原理部分

5.1 主从集群同步原理

1.全量同步

1.     主从第一次会执行全量同步，将master节点的所有数据拷贝给slave节点，流程

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2.增量同步

5.2哨兵集群原理

sentinel 是基于心跳机制监测服务状态，每间隔1秒向集群中的每个实例发送 ping命令:
主观下线： 如果某个sentinel 节点发现某个节点在规定的时间内没有响应，就认为主观下线.
客观下线: 如果超过半数的sentinel都认为这个实例主观下线，这个实例就客观下线。
集群故障恢复的原理:
一旦master发生故障，sentinel需要在slave中选出一个作为新的master ，推举依据如下：
起首会判断slave节点与master节点断开的时间长短，如果超过指定的值（down-after-secnods*10）,会排除该slave节点
接下来会看 到场推举值，值越小优先级越高
如果值一致，offset 值越大，说明数据越新
判断 slave运行的id大小，越小优先级越高
5.3 分片集群原理

使用场景:
1. 海量数据存储
2. 高并发写

1.   分片集群特征：
2.   　集群中有多个master ，每个master保存的数据不一样
3.   　每个master可以有多个slave节点
4.   　master之间通过 ping命令检测健康状态
5.    插槽 0--- 16383  总数 16384
6. 如何存插槽  
7.     通过hash运算   借助 对于 16384 进行取余
8.    
9.   　

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