Redis 简介
Remote Dictionary Server(Redis)是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value 数据库，并提供多种语言的 API。
它通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Map),列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等类型。
Redis 的特点
1. 支持多种数据结构，如 string(字符串)、 list(双向链表)、dict(hash 表)、set(集合)、zset(排序 set)、hyperloglog(基数估算)
2. 支持持久化操作，可以进行 aof 及 rdb 数据持久化到磁盘，从而进行数据备份或数据恢复等操作，较好的防止数据丢失的手段。
3. 支持通过 Replication 进行数据复制，通过 master-slave 机制，可以实时进行数据的同步复制，支持多级复制和增量复制，master-slave 机制是 Redis 进行 HA 的重要手段。
4. 单进程请求，所有命令串行执行，并发情况下不需要考虑数据一致性问题。
安装 Redis 单机版
第一步 需要在 linux 系统中安装 gcc
命令：yum install -y gcc-c++
第二步 需要将下载好的 redis 压缩包添加到 linux 服务器中版本：redis-3.0.0.tar.gz
redis 的版本：副版本号奇数版本号是测试版，不建议在生产环境中使用。偶数版本时稳定版建议在生产环境中使用。3.0 版本更新比较大。集成了集群技术
第三步 解压压缩包
命令：tar -zxvf redis......
第四步 编译 redis
命令：进入 redis 的解压完毕的根目录下 执行命令：make
第五步 安装 redis
命 令 ： 进 入 redis 的 解 压 完 毕 的 根 目 录 下 ， 执 行 命 令 ： make install PREFIX=/usr/local/redis
第六步：启动 redis
1，前端启动
在 bin 目录下执行命令： ./redis-server （ctrl+c）退出 redis
2.后端启动
(1)先将 redis 解压目录下的 redis.conf 文件拷贝到 安装好的 redis 的 bin 目录下
命令：cp redis.conf /usr/local/redis/bin
(2)修改拷贝过来的 redis.conf 配置文件
命令：vim redis.conf
将 daemonize no 改为 yes
(3)启动 redis
在 bin 目录下执行命令：./redis-server redis.conf
(4)查看 redis 启动是否成功
输入命令：ps aux|grep redis
(5) 关闭 redis 的命令
./redis-cli shutdown
第七步：测试 redis
在 bin 目录下启动 redis 自带的客户端 ./redis-cli
使用平命令：返回pong表示服务正常运行
ping--->pong
Redis 数据类型
String(字符串)
Redis 字符串是字节序列。Redis 字符串是二进制安全的，这意味着他们有一个已知的长度没有任何特殊字符终止，所以你可以存储任何东西，512 兆为上限
示例：
redis 127.0.0.1:6379> SET name kevin
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"kevin"
incr 让当前键值以 1 的数量递增，并返回递增后的值
incrby 可以指定参数一次增加的数值，并返回递增后的值
decr 让当前键值以 1 的数量递减 并返回递减后的值
decrby 可以指定参数一次递减的数值，并返回递减后的值
incrbyfloat 可以递增一个双精度浮点数
append 作用是向键值的末尾追加 value。如果键不存在则将该键的值设置为 value。返回值是追加后字符串的总长度。
mget/mset 作用与 get/set 相似，不过 mget/mset 可以同时获得/设置多个键的键值
del 根据 key 来删除 value
flushdb 清除当前库的所有数据
Hash(hash 表)
Redis 的哈希是键值对的集合。 Redis 的哈希值是字符串字段和字符串值之间的映射，因此它们被用来表示对象
示例：
redis 127.0.0.1:6379> HSET key field value
OK
redis 127.0.0.1:6379> HGET key field
value
hset 存储一个哈希键值对的集合 hset key field value
hget 获取一个哈希键的值 hget key field
hmset 存储一个或多个哈希是键值对的集合 hmset key field1 value1 ......fieldN keyN
hmget 获取多个指定的键的值 hmget key field1 ... fieldN
hexists 判断哈希表中的字段名是否存在 如果存在返回 1 否则返回 0 hexists key field
hdel 删除一个或多个字段 hdel key field
hgetall 获取一个哈希是键值对的集合 hgetall key
hvals 只返回字段值 hvals key
hkeys 只返回字段名 hkeys key
hlen 返回 key 的 hash 的元素个数 hlen key
List(链表)
Redis 的链表是简单的字符串列表，排序插入顺序。您可以添加元素到 Redis 的列表的头部或尾部
示例：
redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist mongodb
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist rabitmq
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> lrange tutoriallist 0 10
1) "rabitmq"
2) "mongodb"
3) "redis
lpush key value 向链表左侧添加
rpush key value 向链表右侧添加
lpop key 从左边移出一个元素
rpop key 从右边移出一个元素
llen key 返回链表中元素的个数 相当于关系型数据库中 select count(*)
lrange key start end lrange 命令将返回索引从 start 到 stop 之间的所有元素。Redis 的列表起始索引为 0。
lrange 也支持负索引 lrange nn -2 -1 如 -1 表示最右边第一个元素 -2 表示最右边第二个元素，依次类推。
lindex key indexnumber 如果要将列表类型当做数组来用，lindex 命令是必不可少的。
lindex 命令用来返回指定索引的元素，索引从 0 开始如果是负数表示从右边开始计算的索引，最右边元素的索引是-1。
Lset key indexnumber value 是另一个通过索引操作列表的命令，它会将索引为 index的元素赋值为 value。
Set(集合)
Redis 的集合是字符串的无序集合。
示例：
redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> smembers tutoriallist
1) "rabitmq"
2) "mongodb"
3) "redis"
sadd key value 添加一个 string 元素到,key 对应的 set 集合中，成功返回 1,如果元素已经在集合中返回 0
scard key 返回 set 的元素个数，如果 set 是空或者 key 不存在返回 0
smembers key 返回 key 对应 set 的所有元素，结果是无序的
sismember key value 判断 value 是否在 set 中，存在返回 1，0 表示不存在或者 key 不存在
srem key value 从 key 对应 set 中移除给定元素，成功返回 1，如果 value 在集合中不存在或者 key 不存在返回 0
SortedSet(有序集合)zset
Redis 的有序集合类似于 Redis 的集合，字符串不重复的集合。
示例：
redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE tutoriallist 0 1000
1) "redis"
2) "mongodb"
3) "rabitmq"
zadd key score value 将一个或多个 value 及其 socre 加入到 set 中
zrange key start end 0 和-1 表示从索引为 0 的元素到最后一个元素（同 LRANGE 命令相似）
zrange key 0 -1 withscores 也可以连同 score 一块输出，使用 WITHSCORES 参数
zremrangebyscore key start end 可用于范围删除操作
Redis 中的其他命令
ping 测试 redis 是否链接 如果已链接返回 PONG
echo value 测试 redis 是否链接 如果已链接返回 echo 命令后给定的值
keys * 返回所有的 key 可以加*通配
exists key 判断 string 类型一个 key 是否存在 如果存在返回 1 否则返回 0
expire key time(s) 设置一个 key 的过期时间 单位秒。时间到达后会删除 key 及 value
ttl key 查询已设置过期时间的 key 的剩余时间 如果返回-2 表示该键值对已经被删除
persist 移除给定 key 的过期时间
select dbindex 选择数据库(0-15)
move key dbIndex 将当前数据库中的 key 转移到其他数据库中
dbsize 返回当前数据库中的 key 的数目
info 获取服务器的信息和统计
flushdb 删除当前选择的数据库中的 key
flushall 删除所有数据库中的所有 key
quit 退出连接
Redis 的数据持久化
RDB 方式
对内存中数据库状态进行快照
RDB 方式：将 Redis 在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，RDB 文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原生成 RDB 文件时的数据库状态（默认下，持久化到dump.rdb 文件，并且在 redis 重启后，自动读取其中文件，据悉，通常情况下一千万的字符串类型键，1GB 的快照文件，同步到内存中的 时间是 20-30 秒）
RDB 的生成方式：
1）执行命令手动生成
有两个 Redis 命令可以用于生成 RDB 文件，一个是 SAVE，另一个是 BGSAVE SAVE命令会阻塞 Redis 服务器进程，直到 RDB 文件创建完毕为止，在服务器进程阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求，BGSAVE 命令会派生出一个子进程，然后由子进程负责创建RDB 文件，服务器进程（父进程）继续处理命令请求，创建 RDB 文件结束之前，客户端发送的 BGSAVE 和 SAVE 命令会被服务器拒绝
2）通过配置自动生成
可以设置服务器配置的 save 选项，让服务器每隔一段时间自动执行一次 BGSAVE 命令，可以通过 save 选项设置多个保存条件，但只要其中任意一个条件被满足，服务器就会
执行 BGSAVE 命令
例如：
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
那么只要满足以下三个条件中的任意一个，BGSAVE 命令就会被执行
服务器在 900 秒之内，对数据库进行了至少 1 次修改
服务器在 300 秒之内，对数据库进行了至少 10 次修改
服务器在 60 秒之内，对数据库进行了至少 10000 次修改
AOF 方式
AOF 持久化方式在 redis 中默认是关闭的，需要修改配置文件开启该方式。
AOF：把每条命令都写入文件，类似 mysql 的 binlog 日志
AOF 方式：是通过保存 Redis 服务器所执行的写命令来记录数据库状态的文件。
AOF 文件刷新的方式，有三种：
appendfsync always - 每提交一个修改命令都调用 fsync 刷新到 AOF 文件，非常非常慢，但也非常安全
appendfsync everysec - 每秒钟都调用 fsync 刷新到 AOF 文件，很快，但可能会丢失一秒以内的数据
appendfsync no - 依靠 OS 进行刷新，redis 不主动刷新 AOF，这样最快，但安全性就差默认并推荐每秒刷新，这样在速度和安全上都做到了兼顾
AOF 数据恢复方式
服务器在启动时，通过载入和执行 AOF 文件中保存的命令来还原服务器关闭之前的数据库状态，具体过程：
载入 AOF 文件
创建模拟客户端
从 AOF 文件中读取一条命令
使用模拟客户端执行命令
循环读取并执行命令，直到全部完成
如果同时启用了 RDB 和 AOF 方式，AOF 优先，启动时只加载 AOF 文件恢复数据
Redis 集群介绍
Redis3.0 版本之后支持 Cluster。集群要求集群节点中必须要支持主备模式，也就说集中的主节点(Master)至少要有一个从节点(Slave)每一个蓝色的圈都代表着一个 redis 集群中的主节点。它们任何两个节点之间都是相互连通的。客户端可以与任何一个节点相连接，然后就可以访问集群中的任何一个节点。对其进行存取和其他操作
Redis-Cluster 架构图
Redis-Cluster 选举:容错
Redis 之间通过互相的 ping-pong 判断是否节点可以连接上。如果有一半以上的节点去ping 一个节点的时候没有回应，集群就认为这个节点宕机了，然后去连接它的从节点。如果某个节点和所有从节点全部挂掉，我们集群就进入 fail 状态。还有就是如果有一半以上的主节点宕机，那么我们集群同样进入 fail 了状态。这就是我们的 redis 的投票机制，具体原理如下图所示：
投票过程是集群中所有 master 参与,如果半数以上 master 节点与 master 节点通信超时(cluster-node-timeout),认为当前 master 节点挂掉.
什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?
1) 如果集群任意 master 挂掉,且当前 master 没有 slave。此时集群进入 fail 状态,也可以理解成集群的 slot 映射[0-16383]不完整时进入 fail 状态。
2) 如果集群超过半数以上 master 挂掉，无论是否有 slave，集群进入 fail 状态
Redis-Cluster 数据存储
当我们的存取的 key 到达的时候，redis 会根据 crc16 的算法得出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作。
在 Node1 执行 set name kevin
1. 使用 CRC16 算法对 key 进行计算，得到一个数字，然后对数字进行取余。
CRC16 : name = 26384
26384%16384 = 10000
2. 查找到包含 10000 插槽的节点，比如是 node2，自动跳转到 node2
3. 在 node2 上执行 set name kevin 命令完成数据的插入
4. 如果在 node1 上执行 get name，先使用 CRC16 算法对 key 进行计算，在使用16384 取余，得到插槽的下标，然后跳到拥有该插槽的 node2 中执行 get name 命令，并返回结果。
安装集群（本教程使用一台虚拟机，搭建伪集群）
搭建一个 Redis 的最小集群，使用伪集群方式。Redis 中最小的集群三对主从。
在虚拟机中安装 6 个 redis 实例。
修改redis.conf文件中的端口配置，6 个 redis 实例的端口分配：7001、7002、7003、7004、7005、7006
修改开启集群 在配置文件中搜索 cluster 找到后 将默认为注释的 cluster-enabled yes 去掉注释
redis 集群时需要使用一个 ruby 的脚本来完成集群。
安装 ruby 环境
命令： yum install ruby
安装 ruby 的包管理器
命令：yum install rubygems
这个脚本的执行需要依赖于一些其他的 ruby 包 所以我们还要下载一个
redis-3.0.0.gem
将这个文件上传到 linux 服务器中
安装这个 ruby 包
命令：gem install redis-3.0.0.gem
进入到 redis 的安装目录下的 src 目录下找到到 redis-trib.rb 这个文件 这是集群时需要的脚本,
把创建集群的redis-trib.rb 这个脚本复制到集群的根目录下中
创建一个能够批量启动的脚本程序
将6个示例的启动 和各自配配置文件进行匹配写入文件中，
将批量启动脚本设置为可执行权限
命令:chmod +x startall.sh
执行这个批量启动的脚本，查看 redis 是否启动成功
命令 ps aux|grep redis
创建集群
执行脚本文件，并附加参数
./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.1.19:7001 192.168.1.19:7002 192.168.1.19:7003 192.168.1.19:7004 192.168.1.19:7005 192.168.1.19:7006
此时会有确认信息，输入yes，确认执行
此时集群架设完成！
集群测试
可以连接集群中的任意一个节点进行测试 注意一定要有-c 参数，否则能连上，但是无法操作 redis 集群
连接方法。通过任何一个redis实例中的客户端进行连接
命令：./redis01/redis-cli -h 主机ip -p 端口 -c
关闭集群
通过任何一个redis实例中的客户端进行关闭每个实例，可以编写一个批处理文件。方法同批量启动一样
关闭一个实例命令：./redis01/redis-cli -h 主机ip -p 端口 shutdown
