前言

Redis 是單進(jìn)程，但線程IO復(fù)用，基于事件，類似于Netty。因?yàn)槭菃尉€程，所以浪費(fèi)了，多核，如果開啟集群效果會(huì)更好

NoSql的最大優(yōu)勢(shì)就是存儲(chǔ)的內(nèi)存中

Redis支持持久化到硬盤，支持?jǐn)?shù)據(jù)機(jī)構(gòu)更多，且支持分布式，沒有主節(jié)點(diǎn)之分，當(dāng)集群中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不可用。

Redis和Memcached整體對(duì)比
Redis的作者Salvatore Sanfilippo曾經(jīng)對(duì)這兩種基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行過比較，總體來看還是比較客觀的，現(xiàn)總結(jié)如下：

1. 性能對(duì)比：由于Redis只使用單核，而Memcached可以使用多核，所以平均每一個(gè)核上Redis在存儲(chǔ)小數(shù)據(jù)時(shí)比Memcached性能更高。而在100k以上的數(shù)據(jù)中，Memcached性能要高于Redis，雖然Redis最近也在存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)的性能上進(jìn)行優(yōu)化，但是比起Memcached，還是稍有遜色。
2. 內(nèi)存使用效率對(duì)比：使用簡(jiǎn)單的key-value存儲(chǔ)的話，Memcached的內(nèi)存利用率更高，而如果Redis采用hash結(jié)構(gòu)來做key-value存儲(chǔ)，由于其組合式的壓縮，其內(nèi)存利用率會(huì)高于Memcached。
3. Redis支持服務(wù)器端的數(shù)據(jù)操作：Redis相比Memcached來說，擁有更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和并支持更豐富的數(shù)據(jù)操作，通常在Memcached里，你需要將數(shù)據(jù)拿到客戶端來進(jìn)行類似的修改再set回去。這大大增加了網(wǎng)絡(luò)IO的次數(shù)和數(shù)據(jù)體積。在Redis中，這些復(fù)雜的操作通常和一般的GET/SET一樣高效。所以，如果需要緩存能夠支持更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和操作，那么Redis會(huì)是不錯(cuò)的選擇。

分布式分析

什么是哈希槽，就是根據(jù)key計(jì)算hash，根據(jù)hash到內(nèi)置的哈希槽中尋找，這些哈希槽會(huì)適當(dāng)?shù)拇笾戮鶆虻姆旁诮Y(jié)群中每個(gè)節(jié)點(diǎn)中

為什么

當(dāng)你往Redis Cluster中加入一個(gè)Key時(shí)，會(huì)根據(jù)crc16(key) mod 16384計(jì)算這個(gè)key應(yīng)該分布到哪個(gè)hash slot中，一個(gè)hash slot中會(huì)有很多key和value。你可以理解成表的分區(qū)，使用單節(jié)點(diǎn)時(shí)的redis時(shí)只有一個(gè)表，所有的key都放在這個(gè)表里；改用Redis Cluster以后會(huì)自動(dòng)為你生成16384個(gè)分區(qū)表，你insert數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)根據(jù)上面的簡(jiǎn)單算法來決定你的key應(yīng)該存在哪個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)里有很多key。

Redis 集群中內(nèi)置了 16384 個(gè)哈希槽，當(dāng)需要在 Redis 集群中放置一個(gè) key-value 時(shí)，redis 先對(duì) key 使用 crc16 算法算出一個(gè)結(jié)果，然后把結(jié)果對(duì) 16384 求余數(shù)，這樣每個(gè) key 都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào)在 0-16383 之間的哈希槽，redis 會(huì)根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量大致均等的將哈希槽映射到不同的節(jié)點(diǎn)。

使用哈希槽的好處就在于可以方便的添加或移除節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)需要增加節(jié)點(diǎn)時(shí)，只需要把其他節(jié)點(diǎn)的某些哈希槽挪到新節(jié)點(diǎn)就可以了；

當(dāng)需要移除節(jié)點(diǎn)時(shí)，只需要把移除節(jié)點(diǎn)上的哈希槽挪到其他節(jié)點(diǎn)就行了；

內(nèi)部機(jī)制，與我何干，對(duì)于我們來說，在新增或移除節(jié)點(diǎn)的時(shí)候不要讓我們先停掉所有的 redis 服務(wù)我就謝天謝地了，這點(diǎn)它做到了。

下面我們就開始動(dòng)手搭建一個(gè) redis 集群來體驗(yàn)一下。

Redis配置信息

• daemonize no 默認(rèn)情況下，redis不是在后臺(tái)運(yùn)行的。如果需要在后臺(tái)運(yùn)行，把該項(xiàng)的值更改為yes；
• pidfile /var/run/redis.pid當(dāng)Redis在后臺(tái)運(yùn)行的時(shí)候，Redis默認(rèn)會(huì)把pid文件放在/var/run/redis.pid，你可以配置到其他地址。當(dāng)運(yùn)行多個(gè)redis服務(wù)時(shí)，需要指定不同的pid文件和端口；
• port 6379指定redis運(yùn)行的端口，默認(rèn)是6379；
• bind 127.0.0.1 指定redis只接收來自于該IP地址的請(qǐng)求，如果不進(jìn)行設(shè)置，那么將處理所有請(qǐng)求。在生產(chǎn)環(huán)境中最好設(shè)置該項(xiàng)；
• loglevel debug 指定日志記錄級(jí)別，其中Redis總共支持四個(gè)級(jí)別：debug、verbose、notice、warning，默認(rèn)為verbose。debug表示記錄很多信息，用于開發(fā)和測(cè)試。verbose表示記錄有用的信息，但不像debug會(huì)記錄那么多。notice表示普通的verbose，常用于生產(chǎn)環(huán)境。warning 表示只有非常重要或者嚴(yán)重的信息會(huì)記錄到日志；
• logfile /var/log/redis/redis.log 配置log文件地址，默認(rèn)值為stdout。若后臺(tái)模式會(huì)輸出到/dev/null；
• databases 16 可用數(shù)據(jù)庫數(shù)，默認(rèn)值為16，默認(rèn)數(shù)據(jù)庫為0，數(shù)據(jù)庫范圍在0-（database-1）之間；
• save 900 1保存數(shù)據(jù)到磁盤，格式為save <seconds> <changes>，指出在多長時(shí)間內(nèi)，有多少次更新操作，就將數(shù)據(jù)同步到數(shù)據(jù)文件rdb。相當(dāng)于條件觸發(fā)抓取快照，這個(gè)可以多個(gè)條件配合。save 900 1就表示900秒內(nèi)至少有1個(gè)key被改變就保存數(shù)據(jù)到磁盤；
• rdbcompression yes 存儲(chǔ)至本地?cái)?shù)據(jù)庫時(shí)（持久化到rdb文件）是否壓縮數(shù)據(jù)，默認(rèn)為yes；
• dbfilename dump.rdb本地持久化數(shù)據(jù)庫文件名，默認(rèn)值為dump.rdb；
• dir ./ 工作目錄，數(shù)據(jù)庫鏡像備份的文件放置的路徑。這里的路徑跟文件名要分開配置是因?yàn)閞edis在進(jìn)行備份時(shí)，先會(huì)將當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)寫入到一個(gè)臨時(shí)文件中，等備份完成時(shí)，再把該臨時(shí)文件替換為上面所指定的文件。而這里的臨時(shí)文件和上面所配置的備份文件都會(huì)放在這個(gè)指定的路徑當(dāng)中，AOF文件也會(huì)存放在這個(gè)目錄下面。注意這里必須指定一個(gè)目錄而不是文件；
• slaveof <masterip> <masterport> 主從復(fù)制，設(shè)置該數(shù)據(jù)庫為其他數(shù)據(jù)庫的從數(shù)據(jù)庫。設(shè)置當(dāng)本機(jī)為slave服務(wù)時(shí)，設(shè)置master服務(wù)的IP地址及端口。在Redis啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)自動(dòng)從master進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；
• masterauth <master-password> 當(dāng)master服務(wù)設(shè)置了密碼保護(hù)時(shí)(用requirepass制定的密碼)slave服務(wù)連接master的密碼；
• slave-serve-stale-data yes 當(dāng)從庫同主機(jī)失去連接或者復(fù)制正在進(jìn)行，從機(jī)庫有兩種運(yùn)行方式：如果slave-serve-stale-data設(shè)置為yes(默認(rèn)設(shè)置)，從庫會(huì)繼續(xù)相應(yīng)客戶端的請(qǐng)求。如果slave-serve-stale-data是指為no，除去INFO和SLAVOF命令之外的任何請(qǐng)求都會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤"SYNC with master in progress"；
• repl-ping-slave-period 10從庫會(huì)按照一個(gè)時(shí)間間隔向主庫發(fā)送PING，可以通過repl-ping-slave-period設(shè)置這個(gè)時(shí)間間隔，默認(rèn)是10秒；
• repl-timeout 60 設(shè)置主庫批量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間或者ping回復(fù)時(shí)間間隔，默認(rèn)值是60秒，一定要確保repl-timeout大于repl-ping-slave-period；
• requirepass foobared 設(shè)置客戶端連接后進(jìn)行任何其他指定前需要使用的密碼。因?yàn)閞edis速度相當(dāng)快，所以在一臺(tái)比較好的服務(wù)器下，一個(gè)外部的用戶可以在一秒鐘進(jìn)行150K次的密碼嘗試，這意味著你需要指定非常強(qiáng)大的密碼來防止暴力破解；
• rename-command CONFIG "" 命令重命名，在一個(gè)共享環(huán)境下可以重命名相對(duì)危險(xiǎn)的命令，比如把CONFIG重名為一個(gè)不容易猜測(cè)的字符：# rename-command CONFIG b840fc02d524045429941cc15f59e41cb7be6c52。如果想刪除一個(gè)命令，直接把它重命名為一個(gè)空字符""即可：rename-command CONFIG ""；
• maxclients 128設(shè)置同一時(shí)間最大客戶端連接數(shù)，默認(rèn)無限制。Redis可以同時(shí)打開的客戶端連接數(shù)為Redis進(jìn)程可以打開的最大文件描述符數(shù)。如果設(shè)置 maxclients 0，表示不作限制。當(dāng)客戶端連接數(shù)到達(dá)限制時(shí)，Redis會(huì)關(guān)閉新的連接并向客戶端返回max number of clients reached錯(cuò)誤信息；
• maxmemory <bytes> 指定Redis最大內(nèi)存限制。Redis在啟動(dòng)時(shí)會(huì)把數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中，達(dá)到最大內(nèi)存后，Redis會(huì)先嘗試清除已到期或即將到期的Key，Redis同時(shí)也會(huì)移除空的list對(duì)象。當(dāng)此方法處理后，仍然到達(dá)最大內(nèi)存設(shè)置，將無法再進(jìn)行寫入操作，但仍然可以進(jìn)行讀取操作。注意：Redis新的vm機(jī)制，會(huì)把Key存放內(nèi)存，Value會(huì)存放在swap區(qū)；
• maxmemory-policy volatile-lru 當(dāng)內(nèi)存達(dá)到最大值的時(shí)候Redis會(huì)選擇刪除哪些數(shù)據(jù)呢？有五種方式可供選擇：volatile-lru代表利用LRU算法移除設(shè)置過過期時(shí)間的key (LRU:最近使用 Least Recently Used )，allkeys-lru代表利用LRU算法移除任何key，volatile-random代表移除設(shè)置過過期時(shí)間的隨機(jī)key，allkeys_random代表移除一個(gè)隨機(jī)的key，volatile-ttl代表移除即將過期的key(minor TTL)，noeviction代表不移除任何key，只是返回一個(gè)寫錯(cuò)誤。
  注意：對(duì)于上面的策略，如果沒有合適的key可以移除，寫的時(shí)候Redis會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤；
• appendonly no 默認(rèn)情況下，redis會(huì)在后臺(tái)異步的把數(shù)據(jù)庫鏡像備份到磁盤，但是該備份是非常耗時(shí)的，而且備份也不能很頻繁。如果發(fā)生諸如拉閘限電、拔插頭等狀況，那么將造成比較大范圍的數(shù)據(jù)丟失，所以redis提供了另外一種更加高效的數(shù)據(jù)庫備份及災(zāi)難恢復(fù)方式。開啟append only模式之后，redis會(huì)把所接收到的每一次寫操作請(qǐng)求都追加到appendonly.aof文件中。當(dāng)redis重新啟動(dòng)時(shí)，會(huì)從該文件恢復(fù)出之前的狀態(tài)，但是這樣會(huì)造成appendonly.aof文件過大，所以redis還支持了BGREWRITEAOF指令對(duì)appendonly.aof 進(jìn)行重新整理，你可以同時(shí)開啟asynchronous dumps 和 AOF；
• appendfilename appendonly.aof AOF文件名稱,默認(rèn)為"appendonly.aof";
• appendfsync everysec Redis支持三種同步AOF文件的策略: no代表不進(jìn)行同步，系統(tǒng)去操作，always代表每次有寫操作都進(jìn)行同步，everysec代表對(duì)寫操作進(jìn)行累積，每秒同步一次，默認(rèn)是"everysec"，按照速度和安全折中這是最好的。
• slowlog-log-slower-than 10000 記錄超過特定執(zhí)行時(shí)間的命令。執(zhí)行時(shí)間不包括I/O計(jì)算，比如連接客戶端，返回結(jié)果等，只是命令執(zhí)行時(shí)間?？梢酝ㄟ^兩個(gè)參數(shù)設(shè)置slow log：一個(gè)是告訴Redis執(zhí)行超過多少時(shí)間被記錄的參數(shù)slowlog-log-slower-than(微妙)，另一個(gè)是slow log 的長度。當(dāng)一個(gè)新命令被記錄的時(shí)候最早的命令將被從隊(duì)列中移除，下面的時(shí)間以微妙微單位，因此1000000代表一分鐘。注意制定一個(gè)負(fù)數(shù)將關(guān)閉慢日志，而設(shè)置為0將強(qiáng)制每個(gè)命令都會(huì)記錄；
• hash-max-zipmap-entries 512 && hash-max-zipmap-value 64 當(dāng)hash中包含超過指定元素個(gè)數(shù)并且最大的元素沒有超過臨界時(shí)，hash將以一種特殊的編碼方式（大大減少內(nèi)存使用）來存儲(chǔ)，這里可以設(shè)置這兩個(gè)臨界值。Redis Hash對(duì)應(yīng)Value內(nèi)部實(shí)際就是一個(gè)HashMap，實(shí)際這里會(huì)有2種不同實(shí)現(xiàn)。這個(gè)Hash的成員比較少時(shí)Redis為了節(jié)省內(nèi)存會(huì)采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲(chǔ)，而不會(huì)采用真正的HashMap結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的value redisObject的encoding為zipmap。當(dāng)成員數(shù)量增大時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)成真正的HashMap，此時(shí)encoding為ht；
• list-max-ziplist-entries 512 list數(shù)據(jù)類型多少節(jié)點(diǎn)以下會(huì)采用去指針的緊湊存儲(chǔ)格式；
• list-max-ziplist-value 64數(shù)據(jù)類型節(jié)點(diǎn)值大小小于多少字節(jié)會(huì)采用緊湊存儲(chǔ)格式；
• set-max-intset-entries 512 set數(shù)據(jù)類型內(nèi)部數(shù)據(jù)如果全部是數(shù)值型，且包含多少節(jié)點(diǎn)以下會(huì)采用緊湊格式存儲(chǔ)；
• zset-max-ziplist-entries 128 zsort數(shù)據(jù)類型多少節(jié)點(diǎn)以下會(huì)采用去指針的緊湊存儲(chǔ)格式；
• zset-max-ziplist-value 64 zsort數(shù)據(jù)類型節(jié)點(diǎn)值大小小于多少字節(jié)會(huì)采用緊湊存儲(chǔ)格式。
• activerehashing yes Redis將在每100毫秒時(shí)使用1毫秒的CPU時(shí)間來對(duì)redis的hash表進(jìn)行重新hash，可以降低內(nèi)存的使用。當(dāng)你的使用場(chǎng)景中，有非常嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性需要，不能夠接受Redis時(shí)不時(shí)的對(duì)請(qǐng)求有2毫秒的延遲的話，把這項(xiàng)配置為no。如果沒有這么嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性要求，可以設(shè)置為yes，以便能夠盡可能快的釋放內(nèi)存；