Redis从入门到精通：初级篇

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Redis从入门到精通：初级篇

平时陆陆续续看了不少Redis的文章了，工作中也一直在用Redis，感觉是时候对过往Redis的所学进行一次系统性的总结。《Redis从入门到精通》系列会分为初级、中级、高级三篇，从浅入深讲解Redis相关知识点。

在本文中，我们将看到以下内容：

• Redis简介
• Redis安装、启动
• Redis登录授权
• Redis配置文件redis.conf中参数详细的一个解读
• Redis性能测试

这些内容无关具体用法，作为一些初级的知识，系统地先认识一下Redis。

Redis简介

Redis是一款开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存也可持久化的日志型、Key-Value高性能数据库。Redis与其他Key-Value缓存产品相比有以下三个特点：

• 支持数据持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启可再次加载使用
• 支持简单的Key-Value类型的数据，同时还提供List、Set、Zset、Hash等数据结构的存储
• 支持数据的备份，即Master-Slave模式的数据备份

同时，我们再看下Redis有什么优势：

• 读速度为110000次/s，写速度为81000次/s，性能极高
• 具有丰富的数据类型，这个上面已经提过了
• Redis所有操作都是原子的，意思是要么成功执行要么失败完全不执行，多个操作也支持事务
• 丰富的特性，比如Redis支持publish/subscribe、notify、key过期等

Redis安装、启动

这次写Redis系列的文章，LZ特意去阿里云上买了一个月的服务器，操作系统是Linux，因为Redis项目本身不正式支持Windows系统。不过微软开放技术小组开发和维护了Windows版本的Redis，下载地址为https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases，感兴趣的可以自己去试下，LZ在自己笔记本上安装启动过，没有问题，但就不细说了。

下面说一下在Linux系统上安装并启动Redis的步骤（我的Redis安装在/data/component/redis目录下，每一步使用的命令标红加粗）：

• 进入目录，cd /data/component/redis
• 下载Redis，wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.11.tar.gz，可以看到LZ使用的Redis版本是3.2.11，在LZ写这篇文章的时候，Redis最新版本为4.0.9，地址为http://download.redis.io/releases/redis-4.0.9.tar.gz，感兴趣的朋友也可以用这个版本
• 解压下载下来的tar包，tar -zxvf redis-3.2.11.tar.gz，解压完毕的文件夹名称为redis-3.2.11
• 进入redis-3.2.11，cd redis-3.2.11
• 由于我们下载下来的是源文件，因此使用make命令对源文件进行一个构建，构建完毕我们会发现src目录下多出了redis-benchmark、redis-check-aof、redis-check-rdb、redis-cli、redis-sentinel、redis-server几个可执行文件，这几个可执行文件后面会说到
• 由于上述几个命令在/data/component/redis/redis-3.2.11/src目录下，为了更方便地使用这几个命令而不需要指定全路径，配置一下环境变量。这里我是以非root用户进行登录的，因此配置用户变量，先执行cd命令回到初始目录，再vi ./.bash_profile，在path这一行加入PATH=$PATH:$HOME/.local/bin:$HOME/bin:/data/component/redis/redis-3.2.11/src，使用:wq保存并退出
• 使环境变量生效，执行source ./.bash_profile
• 使用redis-server即可启动redis，redis-server /data/component/redis/redis-3.2.11/redis.conf

不过这个时候我们的启动稍微有点问题，不是后台启动的，即ctrl+c之后Redis就停了：

为了解决这个问题，我们需要修改一下redis.conf，将Redis设置为以守护进程的方式进行启动，打开redis.conf，找到daemonize，将其设置为yes即可：

这个时候先关闭一下再启动，Redis就在后台自动运行了，关闭Redis有两种方式：

• redis-cli shutdown，这是种安全关闭redis的方式，但这种写法只适用于没有配置密码的场景，比较不安全，配置密码下一部分会讲
• kill -9 pid，这种方式就是强制关闭，可能会造成数据未保存

重启后，我们可以使用ps -ef | grep redis，netstat -ant | grep 6379命令来验证Redis已经启动。

Redis登录授权

上面我们安装了Redis，但这种方式是非常不安全的，因为没有密码，这样任何连接上Redis服务器的用户都可以对Redis执行操作，所以这一部分我们来讲一下给Redis设置密码。

打开redis.conf，找到"requirepass"部分，打开原本关闭的注释，替换一下自己想要的密码即可：

重启Redis，授权登录有两种做法：

• 连接的时候直接指定密码，redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456
  
• 连接后授权，redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379，auth 123456

在配置了密码的情况下，没有进行授权，那么对Redis发送的命令，将返回"(error) NOAUTH Authentication required."。

Redis配置文件redis.conf

上面两小节，设置使用守护线程启动、设置密码，都需要修改redis.conf，说明redis.conf是Redis核心的配置文件，本小节我们来看一下redis.conf中一些常用配置：

以上把redis.conf里面几乎所有的配置都写了一遍（除了ADVANCED CONFIG部分），感觉其他博客很少有看到比我这个还全的了^_^，给大家作为参考吧。

Redis性能测试

之前说过Redis在make之后有一个redis-benchmark，这个就是Redis提供用于做性能测试的，它可以用来模拟N个客户端同时发出M个请求。首先看一下redis-benchmark自带的一些参数：

抛开配置只谈性能的都是耍流氓，说一下我买的阿里云服务器的配置：

• 单核CPU，CPU类型为Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2682 v4 @ 2.50GHz
• 内存4G
• 带宽1M
• 操作系统为Centos7

首先我们运行最简单的redis-benchmark -q，运行结果为：

打印了每个命令的QPS，看到基本都在读写速度基本都在100000次/s以上。

接着换一个命令进行测试，因为实际场景中我们的Key和Value一定是非常丰富的，不可能是单一的Key和单一的Value，因此接着去的测试使用-r模拟value到100000且将运行次数提高到1000000次，具体命令为redis-benchmark -q -r 100000 -n 1000000，运行结果为：

看到整个读写效率基本都在110000次/s以上，证明了读写的高效率。

简单对于Redis的性能测试就到这儿，这个测试结果看起来很美，但是实际应用却完全不是，主要体现在以下几点：

• 网络与带宽，这是现实中最主要的影响因素，上面的测试还是太过于低级，现实使用中Redis里面存一个用户信息、订单信息，几KB的大小，100000qps根本不可能大家可以算算需要多大的带宽，粗粗算一下超过1个G吧，很多线上服务的带宽根本达不到1G/s，所以Redis的吞吐量最先会被网络带宽限制住
• Redis由于是单线程模型，因此CPU性能非常重要，尤其是大缓存的快速CPU，我这里的CPU上面写过了，Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2682 v4 @ 2.50GHz总体还是可以的
• 客户端连接数，上面使用了默认的连接数50，实际上10W、20W甚至100W+呢？不过得益于epoll模型，整个下降的可以接受，下面有一张连接数和qps的关系，我也是网上找来的
• RDB和AOF可能会对Redis造成的阻塞并未考虑进去
• 尽可能使用大内存，避免SWAP

无论如何，总而言之，Redis整个性能是非常不错的，个人认为如果要选一款存储系统，那么Redis应当是首选。

Redis从入门到精通：初级篇

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