1. redis介绍
1.1. 什么是redis
Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库。它通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据类型如
下：
字符串类型
散列类型
列表类型
集合类型
有序集合类型。
1.2. redis的应用场景
缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）。（最多使用）
分布式集群架构中的session分离。
聊天室的在线好友列表。
任务队列。（秒杀、抢购、12306等等）
应用排行榜。
网站访问统计。
数据过期处理（可以精确到毫秒）
2.1. Redis的安装
redis是C语言开发，建议在linux上运行，本博客使用Centos6.4作为安装环境。
安装redis需要先将官网下载的源码进行编译，编译依赖gcc环境，如果没有gcc环境，需要安装gcc：yum install gcc-c++ 版本说明
本教程使用redis3.0版本。3.0版本主要增加了redis集群功能。
源码下载
从官网下载
http://download.redis.io/releases/redis-3.0.0.tar.gz
将redis-3.0.0.tar.gz拷贝到/usr/local下
解压源码
tar -zxvf redis-3.0.0.tar.gz
进入解压后的目录进行编译
cd /usr/local/redis-3.0.0
make
安装到指定目录,如 /usr/local/redis
cd /usr/local/redis-3.0.0
make PREFIX=/usr/local/redis install
redis.conf
redis.conf是redis的配置文件，redis.conf在redis源码目录。
注意修改port作为redis进程的端口,port默认6379。
拷贝配置文件到安装目录下
进入源码目录，里面有一份配置文件 redis.conf，然后将其拷贝到安装路径下
cd /usr/local/redis
mkdir conf
cp /usr/local/redis-3.0.0/redis.conf /usr/local/redis/bin
安装目录bin下的文件列表
redis3.0新增的redis-sentinel是redis集群管理工具可实现高可用。
配置文件目录
3.1.redis启动
3.1.1. 前端模式启动
直接运行bin/redis-server将以前端模式启动，前端模式启动的缺点是ssh命令窗口关闭则redis-server程序结束，不推荐使用此方法。如下图：
3.1.2. 后端模式启动
修改redis.conf配置文件，daemonize yes 以后端模式启动。
执行如下命令启动redis：
cd /usr/local/redis
./bin/redis-server ./redis.conf
redis默认使用6379端口。
也可更改redis.conf文件，修改端口号：
查看redis进程：
[root@localhost bin]# ps aux|grep redis
root 5190 0.1 0.3 33936 1712 ? Ssl 18:23 0:00 ./redis-server*:6379
root 5196 0.0 0.1 4356 728 pts/0 S+ 18:24 0:00 grep redis
4.1.1. Redis-cli
[root@localhost bin]# ./redis-cli
默认连接localhost运行在6379端口的redis服务。
[root@localhost bin]# ./redis-cli -h192.168.25.153 -p 6379
-h：连接的服务器的地址
-p：服务的端口号
关闭redis：[root@localhost bin]# ./redis-cli shutdown
5.1. Redis五种数据类型
String：key-value（做缓存）
Redis中所有的数据都是字符串。命令不区分大小写，key是区分大小写的。Redis是单线程的。Redis中不适合保存内容大的数据。
get、set、
incr：加一（生成id）
Decr：减一
Hash：key-fields-values（做缓存）
相当于一个key对于一个map，map中还有key-value
使用hash对key进行归类。
Hset：向hash中添加内容
Hget：从hash中取内容
List：有顺序可重复
192.168.25.153:6379> lpush list1 a b c d
(integer) 4
192.168.25.153:6379> lrange list1 0 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "a"
192.168.25.153:6379> rpush list1 1 2 3 4
(integer) 8
192.168.25.153:6379> lrange list1 0 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "a"
5) "1"
6) "2"
7) "3"
8) "4"
192.168.25.153:6379>
192.168.25.153:6379> lpop list1
"d"
192.168.25.153:6379> lrange list1 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "a"
4) "1"
5) "2"
6) "3"
7) "4"
192.168.25.153:6379> rpop list1
"4"
192.168.25.153:6379> lrange list1 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "a"
4) "1"
5) "2"
6) "3"
192.168.25.153:6379>
Set：元素无顺序，不能重复
192.168.25.153:6379> sadd set1 a b c c cd
(integer) 4
192.168.25.153:6379> smembers set1
1) "b"
2) "c"
3) "d"
4) "a"
192.168.25.153:6379> srem set1 a
(integer) 1
192.168.25.153:6379> smembers set1
1) "b"
2) "c"
3) "d"
192.168.25.153:6379>
还有集合运算命令，自学。
SortedSet（zset）：有顺序，不能重复
192.168.25.153:6379> zadd zset1 2 a 5 b1 c 6 d
(integer) 4
192.168.25.153:6379> zrange zset1 0 -1
1) "c"
2) "a"
3) "b"
4) "d"
192.168.25.153:6379> zrem zset1 a
(integer) 1
192.168.25.153:6379> zrange zset1 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "d"
192.168.25.153:6379> zrevrange zset1 0-1
1) "d"
2) "b"
3) "c"
192.168.25.153:6379> zrange zset1 0 -1withscores
1) "c"
2) "1"
3) "b"
4) "5"
5) "d"
6) "6"
192.168.25.153:6379> zrevrange zset1 0-1 withscores
1) "d"
2) "6"
3) "b"
4) "5"
5) "c"
6) "1"
192.168.25.153:6379>
5.2. Key命令
设置key的过期时间。
Expire key second：设置key的过期时间
Ttl key：查看key的有效期
Persist key：清除key的过期时间。Key持久化。
192.168.25.153:6379> expire Hello 100
(integer) 1
192.168.25.153:6379> ttl Hello
(integer) 77
5. Redis的持久化方案
Redis的所有数据都是保存到内存中的。
Rdb：快照形式，定期把内存中当前时刻的数据保存到磁盘。Redis默认支持的持久化方案。
aof形式：append only file。把所有对redis数据库操作的命令，增删改操作的命令。保存到文件中。数据库恢复时把所有的命令执行一遍即可。
在redis.conf配置文件中配置。
Rdb：
Aof的配置：
两种持久化方案同时开启使用aof文件来恢复数据库。
6. redis集群
6.1. 集群原理
6.1.1. redis-cluster架构图
架构细节:
(1)所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽.
(2)节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效.
(3)客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可
(4)redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上,cluster 负责维护node<->slot<->value
Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，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，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点
6.1.2. redis-cluster投票:容错
(1)领着投票过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与master节点通信超过(cluster-node-timeout),认为当前master节点挂掉.
(2):什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?
a:如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完成时进入fail状态. ps : redis-3.0.0.rc1加入cluster-require-full-coverage参数,默认关闭,打开集群兼容部分失败.
b: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.
ps:当集群不可用时,所有对集群的操作做都不可用，收到((error) CLUSTERDOWN The cluster is down)错误
7.1.ruby环境
redis集群管理工具redis-trib.rb依赖ruby环境，首先需要安装ruby环境：
安装ruby
yum install ruby
yum install rubygems
安装ruby和redis的接口程序
拷贝redis-3.0.0.gem至/usr/local下
执行：
gem install /usr/local/redis-3.0.0.gem
8.1. 创建集群：
8.1.1. 集群结点规划
这里在同一台服务器用不同的端口表示不同的redis服务器，如下：
主节点：192.168.101.3:7001 192.168.101.3:7002 192.168.101.3:7003
从节点：192.168.101.3:7004 192.168.101.3:7005 192.168.101.3:7006
在/usr/local下创建redis-cluster目录，其下创建7001、7002。。7006目录，如下：
将redis安装目录bin下的文件拷贝到每个700X目录内，同时将redis源码目录src下的redis-trib.rb拷贝到redis-cluster目录下。
修改每个700X目录下的redis.conf配置文件：
port XXXX
#bind 192.168.101.3
cluster-enabled yes
8.1.2. 启动每个结点redis服务
分别进入7001、7002、...7006目录，执行：
./redis-server ./redis.conf
查看redis进程：
8.1.3. 执行创建集群命令
执行redis-trib.rb，此脚本是ruby脚本，它依赖ruby环境。
./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.101.3:7001 192.168.101.3:7002192.168.101.3:7003 192.168.101.3:7004 192.168.101.3:7005 192.168.101.3:7006
./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.131.102:7001 192.168.131.102:7002 192.168.131.102:7003 192.168.131.102:7004 192.168.131.102:7005 192.168.131.102:7006 |
说明：
redis集群至少需要3个主节点，每个主节点有一个从节点总共6个节点
replicas指定为1表示每个主节点有一个从节点
注意：
如果执行时报如下错误：
[ERR]Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check withCLUSTER NODES) or contains some key in database 0
解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf，如果不行则说明现在创建的结点包括了旧集群的结点信息，需要删除redis的持久化文件后再重启redis，比如：appendonly.aof、dump.rdb
创建集群输出如下：
>>> Creating cluster
Connecting to node 192.168.101.3:7001: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7002: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7003: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7004: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7005: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7006: OK
>>> Performing hash slotsallocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
192.168.101.3:7001
192.168.101.3:7002
192.168.101.3:7003
Adding replica 192.168.101.3:7004 to192.168.101.3:7001
Adding replica 192.168.101.3:7005 to192.168.101.3:7002
Adding replica 192.168.101.3:7006 to192.168.101.3:7003
M: cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4192.168.101.3:7001
slots:0-5460 (5461 slots) master
M: 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841192.168.101.3:7002
slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65192.168.101.3:7003
slots:10923-16383 (5461 slots) master
S: 69d94b4963fd94f315fba2b9f12fae1278184fe8192.168.101.3:7004
replicates cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4
S: d2421a820cc23e17a01b597866fd0f750b698ac5192.168.101.3:7005
replicates 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841
S: 444e7bedbdfa40714ee55cd3086b8f0d5511fe54192.168.101.3:7006
replicates 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65
Can I set the above configuration? (type'yes' to accept): yes
>>> Nodes configuration updated
>>> Assign a different configepoch to each node
>>> Sending CLUSTER MEET messagesto join the cluster
Waiting for the cluster to join...
>>> Performing Cluster Check(using node 192.168.101.3:7001)
M: cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4192.168.101.3:7001
slots:0-5460 (5461 slots) master
M: 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841192.168.101.3:7002
slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65192.168.101.3:7003
slots:10923-16383 (5461 slots) master
M: 69d94b4963fd94f315fba2b9f12fae1278184fe8192.168.101.3:7004
slots: (0 slots) master
replicates cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4
M: d2421a820cc23e17a01b597866fd0f750b698ac5192.168.101.3:7005
slots: (0 slots) master
replicates 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841
M: 444e7bedbdfa40714ee55cd3086b8f0d5511fe54192.168.101.3:7006
slots: (0 slots) master
replicates 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65
[OK] All nodes agree about slotsconfiguration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.
8.2. 查询集群信息
集群创建成功登陆任意redis结点查询集群中的节点情况。
客户端以集群方式登陆：
说明：
./redis-cli -c -h192.168.101.3 -p 7001 ，其中-c表示以集群方式连接redis，-h指定ip地址，-p指定端口号
cluster nodes 查询集群结点信息
cluster info 查询集群状态信息
8.3. 添加主节点
集群创建成功后可以向集群中添加节点，下面是添加一个master主节点
添加7007结点，参考集群结点规划章节添加一个“7007”目录作为新节点。
执行下边命令：
./redis-trib.rb add-node 192.168.101.3:7007 192.168.101.3:7001
查看集群结点发现7007已添加到集群中：
8.3.1. hash槽重新分配
添加完主节点需要对主节点进行hash槽分配这样该主节才可以存储数据。
redis集群有16384个槽，集群中的每个结点分配自已槽，通过查看集群结点可以看到槽占用情况。
给刚添加的7007结点分配槽：
第一步：连接上集群
./redis-trib.rb reshard 192.168.101.3:7001（连接集群中任意一个可用结点都行）
第二步：输入要分配的槽数量
输入 500表示要分配500个槽
第三步：输入接收槽的结点id
这里准备给7007分配槽，通过cluster nodes查看7007结点id为15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb
输入：15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb
第四步：输入源结点id
这里输入all
第五步：输入yes开始移动槽到目标结点id
8.4. 添加从节点
集群创建成功后可以向集群中添加节点，下面是添加一个slave从节点。
添加7008从结点，将7008作为7007的从结点。
./redis-trib.rbadd-node --slave --master-id 主节点id 添加节点的ip和端口 集群中已存在节点ip和端口
执行如下命令：
./redis-trib.rb add-node --slave--master-id cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7008 192.168.101.3:7001
cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 是7007结点的id，可通过cluster nodes查看。
注意：如果原来该结点在集群中的配置信息已经生成cluster-config-file指定的配置文件中（如果cluster-config-file没有指定则默认为nodes.conf），这时可能会报错：
[ERR]Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check withCLUSTER NODES) or contains some key in database 0
解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf，删除后再执行./redis-trib.rb add-node指令
查看集群中的结点，刚添加的7008为7007的从节点：
8.5. 删除结点：
./redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:70054b45eb75c8b428fbd77ab979b85080146a9bc017
删除已经占有hash槽的结点会失败，报错如下：
[ERR] Node 127.0.0.1:7005 is not empty!Reshard data away and try again.
需要将该结点占用的hash槽分配出去（参考hash槽重新分配章节）。
9.1. 集群的使用方法
Redis-cli连接集群。
[root@localhost redis-cluster]#redis01/redis-cli -p 7002 -c
-c：代表连接的是redis集群