18 KiB
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Redis 实战指南
目录
1. Redis 介绍
1.1 什么是 Redis
Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的、基于内存的数据结构存储系统，可用作数据库、缓存和消息队列。
1.2 Redis 特点
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 内存存储 | 数据存储在内存中，读写速度极快 |
| 持久化 | 支持 RDB 和 AOF 两种持久化方式 |
| 数据结构丰富 | 支持 String、Hash、List、Set、ZSet 等 |
| 主从复制 | 支持 master-slave 复制架构 |
| 集群 | 支持 Redis Cluster 分布式集群 |
| 发布/订阅 | 支持消息发布和订阅 |
| 事务 | 支持简单的事务操作 |
| Lua 脚本 | 支持 Lua 脚本执行 |
| 高可用 | 支持 Sentinel 哨兵机制 |
1.3 Redis 应用场景
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| 缓存 | 热点数据缓存，减轻数据库压力 |
| 会话存储 | Session、Token 存储 |
| 实时排行 | ZSet 实现排行榜 |
| 消息队列 | List 实现消息队列 |
| 分布式锁 | SETNX 实现分布式锁 |
| 计数器 | 原子自增操作 |
| 限流 | 滑动窗口算法限流 |
1.4 Redis 与其他数据库对比
| 特性 | Redis | MySQL | MongoDB |
|---|---|---|---|
| 数据模型 | Key-Value | 关系型 | 文档型 |
| 存储介质 | 内存+磁盘 | 磁盘 | 磁盘 |
| 性能 | 极高 | 中等 | 中等 |
| 扩展性 | 集群 | 主从/分片 | 分片 |
| 事务 | 弱事务 | 强事务 | 弱事务 |
2. Redis 部署
2.1 环境要求
- 操作系统：Linux（CentOS/Ubuntu/Debian）
- 编译器：GCC 4.8+
- 内存：至少 2GB（生产环境建议 4GB+）
2.2 编译安装
# 下载源码
wget https://download.redis.io/redis-7.2.4.tar.gz
tar -zxf redis-7.2.4.tar.gz
cd redis-7.2.4
# 编译
make -j4
# 安装
make install PREFIX=/usr/local/redis
# 创建配置目录
mkdir -p /usr/local/redis/{etc,logs,data,run}
2.3 RPM 包安装（CentOS/RHEL）
# 安装 EPEL 源
yum install epel-release -y
# 安装 Redis
yum install redis -y
# 启动 Redis
systemctl start redis
systemctl enable redis
2.4 Docker 安装
# 拉取镜像
docker pull redis:7.2
# 运行容器
docker run -d \
--name redis \
-p 6379:6379 \
-v /data/redis/data:/data \
redis:7.2 \
redis-server --appendonly yes
# 使用配置文件启动
docker run -d \
--name redis \
-p 6379:6379 \
-v /data/redis/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf \
-v /data/redis/data:/data \
redis:7.2 \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf
2.5 基础配置
# /usr/local/redis/etc/redis.conf
# 绑定地址
bind 0.0.0.0
# 端口
port 6379
# 守护进程运行
daemonize yes
# PID 文件
pidfile /usr/local/redis/run/redis.pid
# 日志文件
logfile /usr/local/redis/logs/redis.log
# 数据目录
dir /usr/local/redis/data
# 持久化 - RDB
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
# 持久化 - AOF
appendonly yes
appendfsync everysec
# 内存最大限制
maxmemory 2gb
# 内存淘汰策略
maxmemory-policy allkeys-lru
# 连接密码
requirepass your_password
# 最大客户端连接数
maxclients 10000
2.6 启动和停止
# 启动
/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/etc/redis.conf
# 停止
/usr/local/redis/bin/redis-cli shutdown
# 停止（强制）
/usr/local/redis/bin/redis-cli shutdown nosave
# 连接客户端
/usr/local/redis/bin/redis-cli -a your_password
# 测试连接
redis-cli ping
# 返回：PONG
3. Redis 使用
3.1 Redis 客户端
# 命令行客户端
redis-cli
# 带密码连接
redis-cli -a password
# 连接远程主机
redis-cli -h 192.168.1.100 -p 6379
# 选择数据库（0-15）
redis-cli -n 1
# 交互模式
redis-cli
> SELECT 0
> KEYS *
3.2 Key 操作
# 查看所有 key
KEYS pattern
# 示例：KEYS user:*
# 查看 key 类型
TYPE key
# 查看 key 存在性
EXISTS key
# 设置过期时间（秒）
EXPIRE key 3600
# 查看剩余过期时间
TTL key
# 移除过期时间
PERSIST key
# 删除 key
DEL key
# 重命名
RENAME key newkey
# 序列化
DUMP key
# 反序列化
RESTORE key 0 "serialized-value"
3.3 数据库操作
# 切换数据库
SELECT db
# 清空当前数据库
FLUSHDB
# 清空所有数据库
FLUSHALL
# 查看数据库 key 数量
DBSIZE
# 查看最后访问时间
LASTSAVE
3.4 慢查询日志
# 查看慢查询配置
SLOWLOG GET
# 设置慢查询阈值（毫秒）
CONFIG SET slowlog-log-slower-than 1000
# 保留慢查询条数
CONFIG SET slowlog-max-len 128
# 查看慢查询
SLOWLOG GET 10
3.5 服务器信息
# 服务器信息
INFO
# 内存信息
INFO memory
# CPU 信息
INFO cpu
# 复制信息
INFO replication
# 客户端信息
CLIENT LIST
CLIENT KILL ip:port
# 实时统计
MONITOR
4. Redis 数据类型
4.1 String（字符串）
最基本的数据类型，最大 512MB。
# 设置值
SET key value
SET key value EX 3600 # 设置过期时间（秒）
SET key value PX 3600000 # 设置过期时间（毫秒）
SETNX key value # key 不存在时设置
SETXX key value # key 存在时设置
MSET key1 value1 key2 value2 # 批量设置
# 获取值
GET key
MGET key1 key2 # 批量获取
# 数字操作
INCR key # 加 1
DECR key # 减 1
INCRBY key 10 # 加 10
DECRBY key 10 # 减 10
INCRBYFLOAT key 1.5 # 加浮点数
# 字符串操作
APPEND key "suffix" # 追加
STRLEN key # 长度
GETRANGE key 0 3 # 截取（0-3）
SETRANGE key 5 "xx" # 替换
# 位操作
SETBIT key 7 1 # 设置位
GETBIT key 7 # 获取位
BITCOUNT key # 统计 1 的个数
BITOP AND destkey key1 key2 # 位运算
4.2 Hash（哈希）
键值对集合，适合存储对象。
# 设置
HSET key field value
HSET key field1 value1 field2 value2
HSETNX key field value
# 获取
HGET key field
HMGET key field1 field2
HGETALL key
HKEYS key # 所有字段
HVALUES key # 所有值
HLEN key # 字段数量
# 判断
HEXISTS key field
# 删除
HDEL key field1 field2
# 数字操作
HINCRBY key field 10
HINCRBYFLOAT key field 1.5
4.3 List（列表）
有序字符串列表，支持两端操作。
# 插入
LPUSH key value1 value2 # 头部插入
RPUSH key value1 value2 # 尾部插入
LINSERT key BEFORE/AFTER pivot value # 插入
# 获取
LRANGE key 0 -1 # 获取所有
LINDEX key 0 # 按索引获取
LLEN key # 长度
# 修改
LSET key index value # 设置指定索引
LTRIM key 0 9 # 保留指定范围
# 删除
LPOP key # 头部弹出
RPOP key # 尾部弹出
LREM key count value # 删除指定元素
4.4 Set（无序集合）
无序且不重复的字符串集合。
# 添加
SADD key member1 member2
# 获取
SMEMBERS key # 所有成员
SCARD key # 成员数量
SISMEMBER key member # 是否存在
# 删除
SREM key member1 member2
SPOP key # 随机弹出
SRANDMEMBER key count # 随机获取
# 集合运算
SUNION key1 key2 # 并集
SINTER key1 key2 # 交集
SDIFF key1 key2 # 差集
SUNIONSTORE dest key1 key2 # 并集存储
SINTERSTORE dest key1 key2 # 交集存储
SDIFFSTORE dest key1 key2 # 差集存储
4.5 ZSet（有序集合）
有序且不重复的字符串集合，每个成员关联一个分数。
# 添加
ZADD key score1 member1 score2 member2
# 获取
ZRANGE key 0 -1 # 按索引获取
ZREVRANGE key 0 -1 # 倒序获取
ZRANGEBYSCORE key 0 100 # 按分数范围获取
ZSCORE key member # 获取分数
ZRANK key member # 排名（正序）
ZREVRANK key member # 排名（倒序）
# 数量
ZCARD key # 成员数量
ZCOUNT key min max # 分数范围内数量
# 删除
ZREM key member1 member2
ZREMRANGEBYSCORE key min max
ZREMRANGEBYRANK key start stop
4.6 HyperLogLog
用于基数统计，内存占用极低。
# 添加
PFADD key element1 element2
# 统计
PFCOUNT key1 key2
# 合并
PFMERGE destkey key1 key2
4.7 Geospatial
地理坐标存储和查询。
# 添加坐标
GEOADD key longitude latitude member
# 获取坐标
GEOPOS key member
# 计算距离
GEODIST key member1 member2 [km/m/ft/mi]
# 附近查询
GEORADIUS key longitude radius km
GEORADIUSBYMEMBER key member radius km
4.8 Stream
消息队列功能。
# 添加消息
XADD key * field1 value1 field2 value2
# 读取消息
XRANGE key - + COUNT 10
XREAD COUNT 10 STREAMS key 0
# 消费者组
XGROUP CREATE key group 0
XREADGROUP GROUP group consumer COUNT 10 STREAMS key >
# 消息确认
XACK key group message-id
5. Redis 主从复制
5.1 复制原理
Redis 主从复制采用异步复制模式，包含全量同步和增量同步。
全量同步流程：
1. 从库发送 PSYNC 命令
2. 主库执行 BGSAVE 生成 RDB 文件
3. 主库发送 RDB 文件给从库
4. 从库加载 RDB 文件
5. 主库发送缓冲区命令给从库
增量同步流程：
1. 主库将写命令发送给从库
2. 从库执行写命令
5.2 配置主从复制
# 从库配置 - redis.conf
replicaof 192.168.1.100 6379
# 或者运行时执行
REPLICAOF 192.168.1.100 6379
# 取消复制
REPLICAOF NO ONE
# 设置主库密码
masterauth your_password
# 只读模式（从库默认）
replica-read-only yes
5.3 一主多从配置
# 主库配置
bind 0.0.0.0
port 6379
requirepass master_password
appendonly yes
# 从库 1 配置
replicaof 192.168.1.100 6379
masterauth master_password
# 从库 2 配置
replicaof 192.168.1.100 6379
masterauth master_password
5.4 拓扑结构
├── 主库（Master）
│ ├── 从库 1（Slave）
│ ├── 从库 2（Slave）
│ └── 从库 3（Slave）
5.5 主从复制管理
# 查看复制状态
INFO replication
# 查看从库列表
CLIENT LIST
# 断开复制
REPLICAOF NO ONE
# 手动故障转移（从库执行）
CLUSTER FAILOVER
5.6 复制安全
# 主库设置密码
requirepass your_password
# 从库配置主库密码
masterauth your_password
# 加密复制流量
repl-diskless-sync yes
repl-diskless-sync-delay 5
6. Redis Sentinel
6.1 Sentinel 概述
Redis Sentinel 是Redis 的高可用解决方案，负责监控主从库、自动故障转移、通知客户端。
6.2 Sentinel 架构
┌─────────────┐
│ Client │
└──────┬──────┘
│
┌──────▼──────┐
│ Sentinel │
│ (Monitor) │
└──────┬──────┘
│
┌─────────────────┼─────────────────┐
│ │ │
┌────▼────┐ ┌────▼────┐ ┌────▼────┐
│ Master │ │ Slave 1 │ │ Slave 2 │
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
6.3 Sentinel 配置
# sentinel.conf
# 端口
port 26379
# 守护进程
daemonize yes
# 日志
logfile /var/log/redis/sentinel.log
# 工作目录
dir /tmp
# 监控主库
# sentinel monitor <master-name> <ip> <port> <quorum>
sentinel monitor mymaster 192.168.1.100 6379 2
# 主库密码
sentinel auth-pass mymaster your_password
# 故障转移超时时间（毫秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
# 并行同步数量
sentinel parallel-syncs mymaster 1
# 故障转移超时时间
sentinel failover-timeout mymaster 180000
6.4 启动 Sentinel
# 方式 1：直接启动
redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
# 方式 2：redis-server 启动
redis-server /etc/redis/sentinel.conf --sentinel
6.5 Sentinel 管理命令
# 连接 Sentinel
redis-cli -p 26379
# 查看主库信息
SENTINEL get-master-addr-by-name mymaster
# 查看所有从库
SENTINEL slaves mymaster
# 查看 Sentinel 信息
SENTINEL sentinels mymaster
# 手动故障转移
SENTINEL failover mymaster
# 强制故障转移（主库宕机）
SENTINEL failover force mymaster
6.6 Java 客户端连接
# Jedis
JedisSentinelPool pool = new JedisSentinelPool(
"mymaster",
Set.of("192.168.1.101:26379", "192.168.1.102:26379"),
poolConfig,
timeout,
password
);
# Lettuce
RedisSentinelConfiguration config = new RedisSentinelConfiguration()
.master("mymaster")
.sentinel("192.168.1.101", 26379)
.sentinel("192.168.1.102", 26379);
7. Redis Cluster
7.1 Cluster 概述
Redis Cluster 是 Redis 的分布式解决方案，自动将数据分片到多个节点，支持高可用和水平扩展。
7.2 集群架构
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ Redis Cluster │
├──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬────┤
│ Node 1 │ Node 2 │ Node 3 │ Node 4 │ .. │
│ (Master) │ (Master) │ (Master) │ (Master) │ │
│ Slot 0 │ Slot 5500│ Slot 1100│ Slot 5501│ │
│ 5461 │ 10922 │ 5462 │ 10923 │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼────┤
│ Slave │ Slave │ Slave │ Slave │ │
└──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴────┘
7.3 槽（Slot）分配
- Redis Cluster 有 16384 个槽
- 每个节点负责一部分槽（0-16383）
- 数据根据 key 的 CRC16 哈希值分配到对应槽
槽号计算：CRC16(key) % 16384
7.4 集群配置
# 节点配置 - redis.conf
# 集群模式
cluster-enabled yes
# 集群配置文件
cluster-config-file nodes-6379.conf
# 节点超时时间
cluster-node-timeout 15000
# 集群节点端口（客户端连接端口 + 10000）
cluster-announce-port 6379
cluster-announce-bus-port 16379
# 集群节点 IP
cluster-announce-ip 192.168.1.100
7.5 创建集群
# 启动所有节点
redis-server /usr/local/redis/etc/redis-1.conf
redis-server /usr/local/redis/etc/redis-2.conf
redis-server /usr/local/redis/etc/redis-3.conf
redis-server /usr/local/redis/etc/redis-4.conf
redis-server /usr/local/redis/etc/redis-5.conf
redis-server /usr/local/redis/etc/redis-6.conf
# 创建集群（6 节点，3 主 3 从）
redis-cli --cluster create \
192.168.1.101:6379 \
192.168.1.102:6379 \
192.168.1.103:6379 \
192.168.1.104:6379 \
192.168.1.105:6379 \
192.168.1.106:6379 \
--cluster-replicas 1
# 参数说明：--cluster-replicas 1 表示每个主库有 1 个从库
7.6 集群管理
# 连接集群
redis-cli -c
# 查看集群信息
CLUSTER INFO
# 查看节点信息
CLUSTER NODES
# 查看槽分配
CLUSTER SLOTS
# 手动分配槽
CLUSTER ADDSLOTS 0 5460
# 槽迁移
CLUSTER SETSLOT 16383 MIGRATING node_id
CLUSTER SETSLOT 16384 IMPORTING node_id
# 重新分片
redis-cli --cluster reshard 192.168.1.101:6379
# 添加节点
redis-cli --cluster add-node new_host:new_port existing_host:existing_port
# 删除节点
redis-cli --cluster del-node host:port node_id
# 故障转移（从库执行）
CLUSTER FAILOVER
7.7 集群高可用
# 检查集群状态
redis-cli --cluster check 192.168.1.101:6379
# 手动故障转移
redis-cli -h 192.168.1.104 -p 6379 CLUSTER FAILOVER
# 修复集群
redis-cli --cluster fix 192.168.1.101:6379
7.8 Java 客户端连接
# Jedis
Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<>();
nodes.add(new HostAndPort("192.168.1.101", 6379));
nodes.add(new HostAndPort("192.168.1.102", 6379));
nodes.add(new HostAndPort("192.168.1.103", 6379));
JedisCluster cluster = new JedisCluster(
nodes,
3000,
10,
poolConfig
);
# Spring Boot
spring.data.redis.cluster.nodes=192.168.1.101:6379,192.168.1.102:6379,192.168.1.103:6379
附录
常用命令速查表
| 命令 | 说明 |
|---|---|
redis-cli ping |
测试连接 |
redis-cli shutdown |
关闭 Redis |
KEYS * |
查看所有 key |
FLUSHDB |
清空当前数据库 |
BGSAVE |
后台保存 RDB |
LASTSAVE |
上次保存时间 |
配置文件参数速查
| 参数 | 说明 |
|---|---|
bind |
绑定地址 |
port |
端口 |
daemonize |
守护进程 |
requirepass |
密码 |
maxmemory |
最大内存 |
maxmemory-policy |
内存淘汰策略 |
appendonly |
AOF 持久化 |
save |
RDB 持久化策略 |
内存淘汰策略
| 策略 | 说明 |
|---|---|
noeviction |
不淘汰，返回错误 |
volatile-lru |
LRU 淘汰过期 key |
allkeys-lru |
LRU 淘汰所有 key |
volatile-random |
随机淘汰过期 key |
allkeys-random |
随机淘汰所有 key |
volatile-ttl |
淘汰 TTL 最短的 key |
volatile-lfu |
LFU 淘汰过期 key |
allkeys-lfu |
LFU 淘汰所有 key |
文档创建时间：2024年