Redis进阶教程

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Redis 数据备份与恢复

数据备份

Redis save 命令用于创建当前数据库的备份。该命令将在 redis 安装目录中创建dump.rdb文件。

创建 redis 备份文件也可以使用命令 bgsave，该命令在后台执行。

语法

save

实例

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127.0.0.1:6379> save 
OK

恢复数据

如果需要恢复数据，只需将备份文件 (dump.rdb) 移动到 redis 安装目录并启动服务即可。获取 redis 目录可以使用config命令，如下所示：

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127.0.0.1:6379> config get dir
1) "dir"
2) "/usr/local/redis-5.0.5/src"

Redis 安全

我们可以通过 redis 的配置文件设置密码参数，这样客户端连接到 redis 服务就需要密码验证，这样可以让你的 redis 服务更安全。

默认情况下 requirepass 参数是空的，这就意味着你无需通过密码验证就可以连接到 redis 服务。

语法

auth password

实例

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127.0.0.1:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) ""
127.0.0.1:6379> config set requirepass "redis"
OK
127.0.0.1:6379> config get requirepass
(error) NOAUTH Authentication required.
127.0.0.1:6379> auth redis
OK
127.0.0.1:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) "redis"
127.0.0.1:6379>

Redis 性能测试

Redis 性能测试是通过同时执行多个命令实现的。

语法

redis-benchmark [option] [option value]

注意：该命令是在 redis 的目录下执行的，而不是 redis
客户端的内部指令。

实例

同时执行 10000 个请求来检测性能:

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$ ./redis-benchmark -n 10000 -q
PING_INLINE: 104166.66 requests per second
PING_BULK: 106382.98 requests per second
SET: 105263.16 requests per second
GET: 105263.16 requests per second
INCR: 103092.78 requests per second
LPUSH: 106382.98 requests per second
RPUSH: 105263.16 requests per second
LPOP: 108695.65 requests per second
RPOP: 102040.82 requests per second
SADD: 106382.98 requests per second
HSET: 107526.88 requests per second
SPOP: 97087.38 requests per second
LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 101010.10 requests per second
LRANGE_100 (first 100 elements): 106382.98 requests per second
LRANGE_300 (first 300 elements): 109890.11 requests per second
LRANGE_500 (first 450 elements): 107526.88 requests per second
LRANGE_600 (first 600 elements): 99009.90 requests per second
MSET (10 keys): 101010.10 requests per second
序号选项描述默认值
1-h指定服务器主机名127.0.0.1
2-p指定服务器端口6379
3-s指定服务器 socket
4-c指定并发连接数50
5-n指定请求数10000
6-d以字节的形式指定 SET/GET 值的数据大小2
7-k1=keep alive 0=reconnect1
8-rSET/GET/INCR 使用随机 key, SADD 使用随机值
9-P通过管道传输<numreq>请求1
10-q强制退出 redis。仅显示 query/sec 值
11–csv以 CSV 格式输出
12-l生成循环，永久执行测试
13-t仅运行以逗号分隔的测试命令列表。
14-IIdle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待。
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$ ./redis-benchmark -h 127.0.0.1 -p 6379 -t set,lpush -n 10000 -q
SET: 104166.66 requests per second
LPUSH: 105263.16 requests per second

以上实例中主机为 127.0.0.1，端口号为 6379，执行的命令为 set,lpush，请求数为 10000，通过 -q 参数让结果只显示每秒执行的请求数。

Redis 客户端连接

Redis 通过监听一个 TCP 端口或者 Unix socket 的方式来接收来自客户端的连接，当一个连接建立后，Redis 内部会进行以下一些操作：

  1. 首先，客户端 socket 会被设置为非阻塞模式，因为 Redis 在网络事件处理上采用的是非阻塞多路复用模型。
  2. 然后为这个 socket 设置 TCP_NODELAY 属性，禁用 Nagle 算法
  3. 然后创建一个可读的文件事件用于监听这个客户端 socket 的数据发送

Socket编程中，TCP_NODELAY选项是用来控制是否开启Nagle算法，该算法是为了提高较慢的广域网传输效率，减小小分组的报文个数，完整描述：

该算法要求一个TCP连接上最多只能有一个未被确认的小分组，在该小分组的确认到来之前，不能发送其他小分组。

最大连接数

在 Redis2.4 中，最大连接数是被直接硬编码在代码里面的，而在2.6版本中这个值变成可配置的。

maxclients 的默认值是 10000，你也可以在 redis.conf 中对这个值进行修改。

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127.0.0.1:6379> config get maxclients
1) "maxclients"
2) "10000"
127.0.0.1:6379>
1
$ ./redis-server --maxclients 100000 # 在服务启动时设置最大连接数为 100000

客户端命令

序号命令描述可用版本时间复杂度
1client list以人类可读的格式，返回所有连接到服务器的客户端信息和统计数据。返回的信息含义参见>=2.4.0O(N)， N 为连接到服务器的客户端数量。
2client setname1. 为当前连接分配一个名字。这个名字会显示在client list命令的结果中， 用于识别当前正在与服务器进行连接的客户端。获取通过client setname 命令设置的服务名称。
2. 名字使用 Redis 的字符串类型来保存， 最大可以占用 512 MB 。
3. 另外， 为了避免和client list命令的输出格式发生冲突， 名字里不允许使用空格。
4. 要移除一个连接的名字， 可以将连接的名字设为空字符串 "" 。
5. 新创建的连接默认是没有名字的。在 Redis 应用程序发生连接泄漏时，为连接设置名字是一种很好的 debug 手段。		>=2.6.9O(1)
3client getname返回client getname命令为连接设置的名字。因为新创建的连接默认是没有名字的， 对于没有名字的连接， client getname返回空白回复。>=2.6.9O(1)
4client pause挂起客户端连接，指定挂起的时间以毫秒计>=2.9.5O(1)
5client kill当指定的客户端存在，且被成功关闭时，返回 OK 。关闭地址为 ip:port 的客户端。ip:port 应该和client-list)命令输出的其中一行匹配。因为 Redis 使用单线程设计，所以当 Redis 正在执行命令的时候，不会有客户端被断开连接。>=2.4.0O(N) ， N 为已连接的客户端数量。
6client id返回当前连接的id>=5.0.0O(1)

实例

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127.0.0.1:6379> client getname
(nil)
127.0.0.1:6379> client setname freya-connection
OK
127.0.0.1:6379> client getname
"freya-connection"
127.0.0.1:6379> client list
id=7 addr=127.0.0.1:56661 fd=8 name= age=265815 idle=261969 flags=P db=0 sub=1 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=0 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=subscribe
id=1012 addr=127.0.0.1:51537 fd=9 name=freya-connection age=647 idle=0 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=26 qbuf-free=32742 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client
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127.0.0.1:6379> client setname    # 只用空格是不行的！
(error) ERR Unknown subcommand or wrong number of arguments for 'setname'. Try CLIENT HELP
127.0.0.1:6379> client setname ""  # 必须双引号显示包围
OK
127.0.0.1:6379> client getname
(nil)
127.0.0.1:6379> client list
id=7 addr=127.0.0.1:56661 fd=8 name= age=265951 idle=262105 flags=P db=0 sub=1 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=0 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=subscribe
id=1012 addr=127.0.0.1:51537 fd=9 name= age=783 idle=0 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=26 qbuf-free=32742 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client
127.0.0.1:6379>

Redis client list 命令返回值

命令返回多行字符串，这些字符串按以下形式被格式化：

  1. 每个已连接客户端对应一行（以 LF 分割）
  2. 每行字符串由一系列 属性=值 形式的域组成，每个域之间以空格分开

以下是域的含义：

域含义
addr客户端的地址和端口
fd套接字所使用的文件描述符
age以秒计算的已连接时长
idle以秒计算的空闲时长
flags客户端flag(见下表)
db该客户端正在使用的数据库ID
sub已订阅频道的数量
psub已订阅模式的数量
multi在事务中被执行的命令数量
qbuf查询缓存的长度(0 表示没有查询在等待)
qbuf-free查询缓存的剩余空间(0 表示没有剩余空间)
obl输出缓存的长度
oll输出列表的长度(当输出缓存没有剩余空间时，回复被入队到这个队列里)
omem输出缓存的内存占用量
events文件描述符事件(见下文)
cmd最近一次执行的命令

客户端 flag 可以由以下部分组成：

域含义
O客户端是 monitor 模式下的附属节点 (slave)
S客户端是一般模式下 (normal) 的附属节点
M客户端是主节点 (master)
x小写x，客户端正在执行事务
b客户端正在等待阻塞事件
i客户端正在等待 VM I/O 操作 (已废弃)
d一个受监控 (watched) 的键已被修改， exec命令将失败
c在将回复完整写出来之后，关闭连接
u客户端未被阻塞 (unblocked)
A尽可能快地关闭连接
N未设置任何 flag

文件描述符事件

文件描述符事件含义
r客户端套接字（在事件 loop 中）是可读的（readable）
w客户端套接字（在事件 loop 中）是可写的（writeable）

注意

为了 debug 的需要，经常会对域进行添加和删除，一个安全的 Redis 客户端应该可以对 CLIENT LIST 的输出进行相应的处理（parse），比如忽略不存在的域，跳过未知域，诸如此类。

实例

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127.0.0.1:6379> client list
id=7 addr=127.0.0.1:56661 fd=8 name= age=150289 idle=146443 flags=P db=0 sub=1 psub=0 multi=-1 qbuf=0 qbuf-free=0 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=subscribe
id=10 addr=127.0.0.1:64043 fd=9 name= age=525 idle=0 flags=N db=0 sub=0 psub=0 multi=-1 qbuf=26 qbuf-free=32742 obl=0 oll=0 omem=0 events=r cmd=client

Redis 管道技术

Redis是一种基于客户端-服务端模型以及请求/响应协议的TCP服务。这意味着通常情况下一个请求会遵循以下步骤：

  1. 客户端向服务端发送一个查询请求，并监听Socket返回，通常是以阻塞模式，等待服务端响应。
  2. 服务端处理命令，并将结果返回给客户端。

Redis 管道技术可以在服务端未响应时，客户端可以继续向服务端发送请求，并最终一次性读取所有服务端的响应。

实例

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$ (echo -en "auth pwd\r\n PING\r\n SET freya redis\r\nGET freya\r\nINCR visitor\r\nINCR visitor\r\nINCR visitor\r\n"; sleep 10) | nc localhost 6379
+OK
+PONG
+OK
$5
redis
:1
:2
:3

以上命令采用auth pwd授权，采用PING命令查看redis服务是否可用， 之后我们设置了 freya 的值为 redis，然后我们获取 freya 的值并使得 visitor 自增 3 次。

管道技术的优势

管道技术最显著的优势是提高了 redis 服务的性能。

Redis 分区

分区是分割数据到多个Redis实例的处理过程，因此每个实例只保存key的一个子集。

分区的优势

  1. 通过利用多台计算机内存的和值，允许我们构造更大的数据库。
  2. 通过多核和多台计算机，允许我们扩展计算能力；通过多台计算机和网络适配器，允许我们扩展网络带宽。

    分区的不足

  3. 涉及多个key的操作通常是不被支持的。举例来说，当两个set映射到不同的redis实例上时，你就不能对这两个set执行交集操作。
  4. 涉及多个key的redis事务不能使用。
  5. 当使用分区时，数据处理较为复杂，比如你需要处理多个rdb/aof文件，并且从多个实例和主机备份持久化文件。
  6. 增加或删除容量也比较复杂。redis集群大多数支持在运行时增加、删除节点的透明数据平衡的能力，但是类似于客户端分区、代理等其他系统则不支持这项特性。然而，一种叫做presharding的技术对此是有帮助的。

分区类型

Redis 有两种类型分区。 假设有4个Redis实例 R0，R1，R2，R3，和类似user:1，user:2这样的表示用户的多个key，对既定的key有多种不同方式来选择这个key存放在哪个实例中。也就是说，有不同的系统来映射某个key到某个Redis服务。

范围分区

最简单的分区方式是按范围分区，就是映射一定范围的对象到特定的Redis实例。
比如，ID从0到10000的用户会保存到实例R0，ID从10001到 20000的用户会保存到R1，以此类推。
这种方式是可行的，并且在实际中使用，不足就是要有一个区间范围到实例的映射表。这个表要被管理，同时还需要各种对象的映射表，通常对Redis来说并非是好的方法。

哈希分区

另外一种分区方法是hash分区。这对任何key都适用，也无需是object_name:这种形式，像下面描述的一样简单：

  1. 用一个hash函数将key转换为一个数字，比如使用crc32 hash函数。对key foobar执行crc32(foobar)会输出类似93024922的整数。
  2. 对这个整数取模，将其转化为0-3之间的数字，就可以将这个整数映射到4个Redis实例中的一个了。93024922 % 4 = 2，就是说key foobar应该被存到R2实例中。注意：取模操作是取除的余数，通常在多种编程语言中用%操作符实现。

Java 使用 Redis

安装

开始在 Java 中使用 Redis 前， 我们需要确保已经安装了 redis 服务及 Java redis 驱动，且你的机器上能正常使用 Java。

连接到 redis 服务

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import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 连接本地的 Redis 服务
        Jedis jedis = new Jedis("localhost")；
        //验证密码
        jedis.auth("redis");
        // 查看服务是否运行
        System.out.println("服务正在运行: " + jedis.ping());
    }
}