redis缓存原理

1、Redis是一种内存高速cache，如果使用redis缓存，那经常被访问的内容会被缓存在内存中，需要使用的时候直接从内存调取，不知道比硬盘调取快了多少倍，并且支持复杂的数据结构，应用于许多高并发的场景中。

2、Redis支持主从同步。数据可以从主服务器向任意数量的从服务器上同步，从服务器可以是关联其他从服务器的主服务器。这使得Redis可执行单层树复制。存盘可以有意无意的对数据进行写操作。由于完全实现了发布/订阅机制，使得从数据库在任何地方同步树时，可订阅一个频道并接收主服务器完整的消息发布记录。同步对读取操作的可扩展性和数据冗余很有帮助。zset是set的一个升级版本，他在set的基础上增加了一个顺序属性，这一属性在添加修改元素的时候可以指定，每次指定后，zset会自动重新按新的值调整顺序。可以理解了有两列的mysql表，一列存value，一列存顺序。操作中key理解为zset的名字。

标签： redis 缓存 主从 哨兵 集群

本文简单的介绍redis三种模式在linux的安装部署和数据存储的总结，希望可以相互交流相互提升。

对于Centos7在安装redis之前需要进行一些常用工具的安装：

关闭防火墙

正式安装redis

在redis进行maketest时候会出现一系列的异常，有如下解决方案：

用redis-server启动一下redis，做一些实验没什么意义。

要把redis作为一个系统的daemon进程去运行的，每次系统启动，redis进程一起启动，操作不走如下：

RDB和AOF是redis的一种数据持久化的机制。 持久化 是为了避免系统在发生灾难性的系统故障时导致的系统数据丢失。我们一般会将数据存放在本地磁盘，还会定期的将数据上传到云服务器。

RDB 　是redis的snapshotting，通过redis.conf中的save配置进行设置，如 save 60 1000:

AOF 　是以appendonly方式进行数据的储存的，开启AOF模式后，所有存进redis内存的数据都会进入os cache中,然后默认1秒执行一次fsync写入追加到appendonly.aof文件中。一般我们配置redis.conf中的一下指令：

AOF和RDB模式我们一般在生产环境都会打开，一般而言，redis服务挂掉后进行重启会优先家在aof中的文件。

当启动一个slave node的时候，它会发送一个PSYNC命令给master node,如果这是slave node重新连接master node，那么master node仅仅会复制给slave部分缺少的数据否则如果是slave node第一次连接master node，那么会触发一次full resynchronization

开始full resynchronization的时候，master会启动一个后台线程，开始生成一份RDB快照文件，同时还会将从客户端收到的所有写命令缓存在内存中。RDB文件生成完毕之后，master会将这个RDB发送给slave，slave会先写入本地磁盘，然后再从本地磁盘加载到内存中。然后master会将内存中缓存的写命令发送给slave，slave也会同步这些数据。

slave node如果跟master node有网络故障，断开了连接，会自动重连。master如果发现有多个slave node都来重新连接，仅仅会启动一个rdb save操作，用一份数据服务所有slave node。

从redis 2.8开始，就支持主从复制的断点续传，如果主从复制过程中，网络连接断掉了，那么可以接着上次复制的地方，继续复制下去，而不是从头开始复制一份。

master node会在内存中常见一个backlog，master和slave都会保存一个replica offset还有一个master id，offset就是保存在backlog中的。如果master和slave网络连接断掉了，slave会让master从上次的replica offset开始继续复制,但是如果没有找到对应的offset，那么就会执行一次resynchronization。

master在内存中直接创建rdb，然后发送给slave，不会在自己本地落地磁盘了，可以有如下配置：

slave不会过期key，只会等待master过期key。如果master过期了一个key，或者通过LRU淘汰了一个key，那么会模拟一条del命令发送给slave。

在redis.conf配置文件中，上面的参数代表至少需要3个slaves节点与master节点进行连接，并且master和每个slave的数据同步延迟不能超过10秒。一旦上面的设定没有匹配上，则master不在提供相应的服务。

sdown达成的条件很简单，如果一个哨兵ping一个master，超过了 is-master-down-after-milliseconds 指定的毫秒数之后，就主观认为master宕机

sdown到odown转换的条件很简单，如果一个哨兵在指定时间内，收到了 quorum 指定数量的其他哨兵也认为那个master是sdown了，那么就认为是odown了，客观认为master宕机

如果一个slave跟master断开连接已经超过了down-after-milliseconds的10倍，外加master宕机的时长，那么slave就被认为不适合选举为master

(down-after-milliseconds * 10) + milliseconds_since_master_is_in_SDOWN_state

每次一个哨兵要做主备切换，首先需要quorum数量的哨兵认为odown，然后选举出一个slave来做切换，这个slave还得得到majority哨兵的授权，才能正式执行切换；

（2）SENTINEL RESET *，在所有sentinal上执行，清理所有的master状态

（3）SENTINEL MASTER mastername，在所有sentinal上执行，查看所有sentinal对数量是否达成了一致

4.3.2 slave的永久下线

让master摘除某个已经下线的slave：SENTINEL RESET mastername，在所有的哨兵上面执行.

redis的集群模式为了解决系统的横向扩展以及海量数据的存储问题，如果你的数据量很大，那么就可以用redis cluster。

redis cluster可以支撑N个redis master,一个master上面可以挂载多个slave，一般情况我门挂载一个到两个slave，master在挂掉以后会主动切换到slave上面，或者当一个master上面的slave都挂掉后，集群会从其他master上面找到冗余的slave挂载到这个master上面，达到了系统的高可用性。

2.1 redis cluster的重要配置

2.2 在三台机器上启动6个redis实例

将上面的配置文件，在/etc/redis下放6个，分别为: 7001.conf，7002.conf，7003.conf，7004.conf，7005.conf，7006.conf

每个启动脚本内，都修改对应的端口号

2.3 创建集群

解决办法是 先安装rvm，再把ruby版本提升至2.3.3

使用redis-trib.rb命令创建集群

--replicas: 表示每个master有几个slave

redis-trib.rb check 192.168.31.187:7001 查看状体

3.1 加入新master

以上相同配置完成后，设置启动脚本进行启动；然后用如下命令进行node节点添加：

3.2 reshard一些数据过去

3.3 添加node作为slave

3.4 删除node

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统

Redis是一个开源的使用ANSIC语言编写、遵守BSD协议、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 简介

Redis是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库

Redis与其他key - value缓存产品有以下三个特点：

①Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。

②Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。

③Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 的特点

高性能：Redis 将所有数据集存储在内存中，可以在入门级 Linux 机器中每秒写(SET)11 万次，读(GET)8.1 万次

持久化：当所有数据都存在于内存中时，可以根据自上次保存以来经过的时间和/或更新次数，使用灵活的策略将更改异步保存在磁盘上

数据结构：Redis 支持各种类型的数据结构，例如字符串、散列、集合、列表、带有范围查询的有序集、位图、超级日志和带有半径查询的地理空间索引

原子操作：处理不同数据类型的 Redis 操作是原子操作，因此可以安全地 SET 或 INCR 键，添加和删除集合中的元素等

支持的语言：Redis 支持许多语言，如C、C++、Erlang、Go、Haskell、Java、JavaScript(Node.js)、Lua、Objective-C、Perl、PHP、Python、R、Ruby、Rust、Scala、Smalltalk等

主/从复制：Redis 遵循非常简单快速的主/从复制。配置文件中只需要一行来设置它，而 Slave 在 Amazon EC2 实例上完成 10 MM

key 集的初始同步只需要 21 秒

分片：Redis 支持分片。与其他键值存储一样，跨多个 Redis 实例分发数据集非常容易

可移植：Redis 是用 C 编写的，适用于大多数 POSIX 系统，如 Linux、BSD、Mac OS X、Solaris 等

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