一、Redis介绍
1、什么是Redis？
Redis，英文全称是Remote Dictionary Server（远程字典服务），Redis是一个开源的、使用ANSI C语言编写的Key-Value存储系统，支持网络、可基于内存亦可持久化。 它提供了多种数据结构和API，适用于缓存、NoSQL数据库等多种场景。Redis具有高性能、多种数据结构、持久化、高可用性等特点，广泛应用于互联网和大数据领域。
2、Redis的主要特性
- 速度快：数据存储在内存中，可达到10万OPS。
- 可持久化：所有数据保存在内存中，对数据的更新异步地保存在硬盘中。
- 多种数据结构：包括String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、Set（集合）、zset（有序集合）、Bitmap（位图）、HyperLogLog（基数统计）、GEO（地理位置信息）等。
- 多语言支持：支持JAVA、PHP、RUBY、Python等多种语言的API。
- 功能丰富：包括发布订阅、Lua脚本、事务等。
- 简单：源码只有23000行代码，不依赖外部库，单线程。
- 可复制和高可用：支持主从同步，提供高可用性和分布式部署。
3、Redis的应用场景
- 缓存：Redis常用于缓存数据库查询结果，减少数据库负载。
- 实时数据分析：利用Redis的快速读写能力进行实时数据分析。
- 消息队列：使用Redis的发布/订阅功能实现消息队列。
- 会话管理：在Web应用中管理用户会话。
- 排行榜：利用有序集合实现排行榜功能。
4、Redis的优势
- 高性能：Redis以其高速读写能力在处理大量数据时表现出色。
- 灵活性：支持多种数据结构和操作，适用于多种应用场景。
- 可靠性：通过持久化和主从同步保证数据的安全和可靠性。
- 易用性：提供多种语言的API和简单的源码，易于集成和使用。
二、部署模式
1、单机部署
1）缺点
- 单点故障，服务不可用
- 无法处理大量的并发数据
- 数据无容灾易丢失
- Redis默认单进程
2、主从模式部署
1）介绍
主从模式是三种模式中最简单的，在主从复制中，数据库分为两类：主数据库(master)和从数据库(slave)。
2）特点
主数据库可以进行读写操作，当读写操作导致数据变化时会自动将数据同步给从数据库； - 从数据库一般是只读的，并且接收主数据库同步过来的数据； - 一个master可以拥有多个slave，但是一个slave只能对应一个master； - slave挂了不影响其他slave的读和master的读和写，重新启动后会将数据从master同步过来； - master挂了以后，不影响slave的读，但redis不再提供写服务，master重启后redis将重新对外提供写服务； - master挂了以后，不会在slave节点中重新选一个master；
3）工作机制
当slave启动后，主动向master发送SYNC命令。master接收到SYNC命令后在后台保存快照（RDB持久化）和缓存保存快照这段时间的命令，然后将保存的快照文件和缓存的命令发送给slave。slave接收到快照文件和命令后加载快照文件和缓存的执行命令。 - 复制初始化后，master每次接收到的写命令都会同步发送给slave，保证主从数据一致性。
4）环境说明
至少3个节点。
3、Sentinel（哨兵）模式
1）简介
主从模式的弊端就是不具备高可用性，当master挂掉以后，Redis将不能再对外提供写入操作，因此sentinel模式应运而生。sentinel中文含义为哨兵，顾名思义，它的作用就是监控redis集群的运行状况
2）特点
sentinel模式是建立在主从模式的基础上，如果只有一个Redis节点，sentinel就没有任何意义；
当master挂了以后，sentinel会在slave中选择一个做为master，并修改它们的配置文件，其他slave的配置文件也会被修改，比如slaveof属性会指向新的master；
当master重新启动后，它将不再是master，而是做为slave接收新的master的同步数据；
sentinel因为也是一个进程，所以有挂掉的可能，所以sentinel也会启动多个形成一个sentinel集群；
多sentinel配置的时候，sentinel之间也会自动监控；
当主从模式配置密码时，sentinel也会同步将配置信息修改到配置文件中；
一个sentinel或sentinel集群可以管理多个主从Redis，多个sentinel也可以监控同一个redis；
sentinel最好不要和Redis部署在同一台机器，不然Redis的服务器挂了以后，sentinel也可能会挂掉。
3）原理图
4）工作流程
每个sentinel以每秒钟一次的频率向它所知的master，slave以及其他sentinel实例发送一个 PING 命令； - 如果一个实例距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值， 则这个实例会被sentinel标记为主观下线； - 如果一个master被标记为主观下线，则正在监视这个master的所有sentinel要以每秒一次的频率确认master的确进入了主观下线状态； - 当有足够数量的sentinel（大于等于配置文件指定的值）在指定的时间范围内确认master的确进入了主观下线状态， 则master会被标记为客观下线； - 在一般情况下， 每个sentinel会以每 10 秒一次的频率向它已知的所有master，slave发送 INFO 命令； - 当master被sentinel标记为客观下线时，sentinel向下线的master的所有slave发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为 1 秒一次； - 若没有足够数量的sentinel同意master已经下线，master的客观下线状态就会被移除；若master重新向sentinel的 PING 命令返回有效回复，master的主观下线状态就会被移除。
5）环境说明
sentinel 最好跟redis部署在不同的机器上，建议至少各三个节点。
6）缺点
（1）复杂性高：Redis哨兵的部署和维护相对比较复杂，一个Redis集群通常需要至少三个哨兵节点才能正常工作，因为Redis的failover机制是基于哨兵之间的投票机制来实现的。每个哨兵节点都需要配置哨兵的角色和监控条件，这个过程需要耗费一定的时间和精力，并且在集群节点变化时还需要手动修改哨兵配置文件。除此之外，Redis哨兵还需要安装和配置多个Redis节点，每个节点都需要开放相应的端口才能完成数据通信，这也增加了配置的复杂性。
（2）可用性不稳定：Redis哨兵的故障恢复速度相对较慢，当一个主节点发生故障时，哨兵可能需要等待一段时间才能检测到，然后再进行自动故障转移，这个过程可能需要数秒到数十秒不等，导致业务中断的时间比较长。此外，当一个次级节点在进行故障切换时，还需要采取复杂的投票机制来确保数据的一致性，这也会导致故障转移的速度比较慢，对业务的影响比较大。
（3）性能损失：Redis哨兵本身也会对Redis集群的性能造成一定的影响，因为每个哨兵节点需要定期向Redis节点发送心跳包进行状态检测，这会占用部分系统资源。此外，Redis哨兵的自动故障转移也需要消耗相应的网络带宽和计算资源，会降低Redis的整体性能。
4、Cluster（集群）模式
1）简介
Redis 的哨兵模式基本已经可以实现高可用，读写分离 ，但是在这种模式下每台 Redis 服务器都存储相同的数据，很浪费内存，所以在 redis3.0上加入了 Cluster 集群模式，实现了 Redis 的分布式存储，也就是说每台 Redis 节点上存储不同的内容。
2）特点
sentinel模式基本可以满足一般生产的需求，具备高可用性。但是当数据量过大到一台服务器存放不下的情况时，主从模式或sentinel模式就不能满足需求了，这个时候需要对存储的数据进行分片，将数据存储到多个Redis实例中。cluster模式的出现就是为了解决单机Redis容量有限的问题，将Redis的数据根据一定的规则分配到多台机器。
cluster可以说是sentinel+主从模式的结合体，通过cluster可以实现主从和master重选功能，所以如果配置两个副本三个分片的话，就需要六个Redis实例。因为Redis的数据是根据一定规则分配到cluster的不同机器的，当数据量过大时，可以新增机器进行扩容。
使用集群，只需要将redis配置文件中的cluster-enable配置打开即可，每个集群中至少需要三个主数据库才能正常运行，新增节点非常方便。
3）原理图
可以看到，Cluster 集群模式有如下一些特点： - 多个redis节点网络互联，数据共享； - 所有的节点都是一主一从（也可以是一主多从），其中从不提供服务，仅作为备用； - 不支持同时处理多个key（如MSET/MGET），因为redis需要把key均匀分布在各个节点上，并发量很高的情况下同时创建key-value会降低性能并导致不可预测的行为； - 支持在线增加、删除节点； - 客户端可以连接任何一个主节点进行读写。
4）环境说明
至少三台机器，然后分别开启三个redis服务，即每个节点都要是一主两从模式。
三、核心参数
生产环境daemonize改为yes，不然我每次启动都得在redis-server命令后面加符号&，否则只要回到Linux控制台则redis服务会自动关闭，同时也将bind注释，将protected-mode设置为no。这样启动后我就可以在远程访问了。
| 配置项名称 | 配置项值范围 | 说明 |
|---|---|---|
| daemonize | yes、no | yes表示启用守护进程，默认是no即不以守护进程方式运行。其中Windows系统下不支持启用守护进程方式运行 |
| port | 指定 Redis 监听端口，默认端口为 6379 | |
| bind | 绑定的主机地址,如果需要设置远程访问则直接将这个属性备注下或者改为bind * 即可,这个属性和下面的protected-mode控制了是否可以远程访问 。 | |
| protected-mode | yes 、no | 保护模式，该模式控制外部网是否可以连接redis服务，默认是yes,所以默认我们外网是无法访问的，如需外网连接rendis服务则需要将此属性改为no |
| timeout | 300 | 当客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为 0，表示关闭该功能 |
| loglevel | debug、verbose、notice、warning | 日志级别，默认为 notice |
| databases | 16 | 设置数据库的数量，默认的数据库是0。整个通过客户端工具可以看得到 |
| rdbcompression | yes、no | 指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为 yes，Redis 采用 LZF 压缩，如果为了节省 CPU 时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大。 |
| dbfilename | 指定本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb | |
| dir | 指定本地数据库存放目录 | |
| requirepass | 设置 Redis 连接密码，如果配置了连接密码，客户端在连接 Redis 时需要通过 AUTH <password> 命令提供密码，默认关闭 | |
| maxclients | 0 | 设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis 可以同时打开的客户端连接数为 Redis 进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis 会关闭新的连接并向客户端返回 max number of clients reached 错误信息 |
| maxmemory | XXX <bytes> | 指定 Redis 最大内存限制，Redis 在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis 新的 vm 机制，会把 Key 存放内存，Value |
| save | save 900 1 save 300 10 save 60 10000 |
save是用来控制Redis进行数据保存的频率，以下是配置示例说明：
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四、可视化管理工具
RedisClient
是否收费：免费。
项目介绍：Java 编写的 Redis 连接客户端，功能丰富，并且是免费的。
支持平台：Windows。
项目地址：GitHub - caoxinyu/RedisClient: Java Redis Client GUI Tool
RedisStudio
是否收费：免费。
项目介绍：一款 C++ 编写的 Redis 管理工具，比较老，好久没更新了。
支持平台：Windows。
项目地址：GitHub - cinience/RedisStudio: RedisStudio Redis GUI client(tool) for windows
AnotherRedisDesktopManager
是否收费：免费。
项目介绍：一款基于 Node.js 开发的 Redis 桌面管理器，它的特点就是相对来说比较稳定，在数据量比较大的时候不会崩溃。
支持平台：Windows、macOS、Linux。
项目地址：github - qishibo/AnotherRedisDesktopManager
五、更多Redis文章跟篇
【部署篇】Redis-01介绍
【部署篇】Redis-02单机模式部署（源码方式安装）
【部署篇】Redis-03主从模式部署（源码方式安装）
【部署篇】Redis-04哨兵模式部署（源码方式安装）