【Redis】redis分布式缓存
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一、单机安装Redis。
首先需要安装Redis所需要的依赖：
yum install -y gcc tcl然后将Redis安装包上传到虚拟机的任意目录：
例如，我放到了/tmp目录：
解压缩：
tar -xvf redis-6.2.4.tar.gz解压后：
进入redis目录：
cd redis-6.2.4运行编译命令：
Make 工具在执行编译时，会根据 Makefile 文件中的规则来确定编译的位置。Makefile 文件是一个文本文件，其中包含了一系列的规则和指令，用于描述编译的过程。（redis-6.2.4里面有Makefile文件，所以可以使用make指令编译）
在 Linux 操作系统中，通常的软件安装方式是源代码编译安装
make && make install如果没有出错，应该就安装成功了。
然后修改redis.conf文件中的一些配置：
# 绑定地址，默认是127.0.0.1，会导致只能在本地访问。修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问bind 0.0.0.0# 数据库数量，设置为1databases 1启动Redis：
redis-server redis.conf远程连接linux系统，然后允许redis的客户端redis-cli。
redis-cli
停止redis服务：
redis-cli客户端中 shutdown的作用是向 Redis 服务器发送关闭命令，用于优雅地停止 Redis 服务器的运行。$ redis-cli127.0.0.1:6379> shutdown关闭redis服务的时候，会默认先执行RDB持久化，然后再关闭服务。
二、Redis主从集群。
2.1.集群结构
我们搭建的主从集群结构如图：
共包含三个节点，一个主节点，两个从节点。
这里我们会在同一台虚拟机中开启3个redis实例，模拟主从集群，信息如下：
IP PORT 角色 192.168.150.101 7001 master 192.168.150.101 7002 slave 192.168.150.101 7003 slave 2.2.准备实例和配置
要在同一台虚拟机开启3个实例，必须准备三份不同的配置文件和目录，配置文件所在目录也就是工作目录。
1）创建目录
我们创建三个文件夹，名字分别叫7001、7002、7003：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 创建目录 mkdir 7001 7002 7003如图：
2）恢复原始配置（这里是单机安装改动的，所以才需要改回来）
修改redis-6.2.4/redis.conf文件，将其中的持久化模式改为默认的RDB模式，AOF保持关闭状态。
# 开启RDB # save "" save 3600 1 save 300 100 save 60 10000 # 关闭AOF appendonly no3）拷贝配置文件到每个实例目录
然后将redis-6.2.4/redis.conf文件拷贝到三个目录中（在/tmp目录执行下列命令）：
# 方式一：逐个拷贝 cp redis-6.2.4/redis.conf 7001 cp redis-6.2.4/redis.conf 7002 cp redis-6.2.4/redis.conf 7003 # 方式二：管道组合命令，一键拷贝 echo 7001 7002 7003 | xargs -t -n 1 cp redis-6.2.4/redis.conf4）修改每个实例的端口、工作目录
修改每个文件夹内的配置文件，将端口分别修改为7001、7002、7003，将rdb文件保存位置都修改为自己所在目录（在/tmp目录执行下列命令）：s是替换，g是全局即符合的全部修改。's/6379/7001/g'表示将文件中所有的"6379"替换为"7001"，而's/dir .//dir /tmp/7001//g'表示将文件中所有的"dir ./"替换为"dir /tmp/7001/"。
sed -i -e 's/6379/7001/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7001\//g' 7001/redis.conf sed -i -e 's/6379/7002/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7002\//g' 7002/redis.conf sed -i -e 's/6379/7003/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7003\//g' 7003/redis.conf5）修改每个实例的声明IP（IP地址是按自己主机改）
虚拟机本身有多个IP，为了避免将来混乱，我们需要在redis.conf文件中指定每一个实例的绑定ip信息，格式如下：
# redis实例的声明 IP replica-announce-ip 192.168.150.101每个目录都要改，我们一键完成修改（在/tmp目录执行下列命令）：（IP地址是按自己主机改）
# 逐一执行 sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7001/redis.conf sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7002/redis.conf sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7003/redis.conf # 或者一键修改 printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' {}/redis.conf2.3.启动
为了方便查看日志，我们打开3个ssh窗口，分别启动3个redis实例，启动命令：
# 第1个 redis-server 7001/redis.conf # 第2个 redis-server 7002/redis.conf # 第3个 redis-server 7003/redis.conf
启动后：
如果要一键停止，可以运行下面命令：
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown2.4.开启主从关系
现在三个实例还没有任何关系，要配置主从可以使用replicaof 或者slaveof（5.0以前）命令。
有临时和永久两种模式：
修改配置文件（永久生效）
在redis.conf中添加一行配置：
slaveof <masterip> <masterport>使用redis-cli客户端连接到redis服务后，执行slaveof命令（重启后失效）：
slaveof <masterip> <masterport>
注意：在5.0以后新增命令replicaof，与salveof效果一致。
这里我们为了演示方便，使用方式二。
通过redis-cli命令连接7002，执行下面命令：（IP地址是按自己主机改）
作用是：7002作为7001的从节点。
# 连接 7002 redis-cli -p 7002 # 执行slaveof slaveof 192.168.150.101 7001
通过redis-cli命令连接7003，执行下面命令：（IP地址是按自己主机改）
作用是：7003作为7001的从节点。
# 连接 7003 redis-cli -p 7003 # 执行slaveof slaveof 192.168.150.101 7001
然后连接 7001节点，查看集群状态：
# 连接 7001redis-cli -p 7001 # 查看状态info replication结果：
2.5.测试
执行下列操作以测试：
利用redis-cli连接7001，执行
set num 123利用redis-cli连接7002，执行
get num，再执行set num 666利用redis-cli连接7003，执行
get num，再执行set num 888
可以发现，只有在7001这个master节点上可以执行写操作，7002和7003这两个slave节点只能执行读操作。
三、搭建哨兵集群。
注意： 该哨兵集群基于主从集群部署的（因为监控的是主从集群）。
3.1.集群结构
这里我们搭建一个三节点形成的Sentinel集群，来监管之前的Redis主从集群。如图：
三个sentinel实例信息如下：
节点 IP PORT s1 192.168.150.101 27001 s2 192.168.150.101 27002 s3 192.168.150.101 27003 3.2.准备实例和配置
要在同一台虚拟机开启3个实例，必须准备三份不同的配置文件和目录，配置文件所在目录也就是工作目录。
我们创建三个文件夹，名字分别叫s1、s2、s3：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 创建目录 mkdir s1 s2 s3如图：
然后我们在s1目录创建一个sentinel.conf文件，添加下面的内容：（记得改ip地址）
port 27001 sentinel announce-ip 192.168.150.101 sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2 sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000 sentinel failover-timeout mymaster 60000 dir "/tmp/s1"解读：
port 27001：是当前sentinel实例的端口
sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2：指定主节点信息
mymaster：主节点名称，自定义，任意写
192.168.150.101 7001：主节点的ip和端口
2：选举master时的quorum值
然后将s1/sentinel.conf文件拷贝到s2、s3两个目录中（在/tmp目录执行下列命令）：
# 方式一：逐个拷贝 cp s1/sentinel.conf s2 cp s1/sentinel.conf s3 # 方式二：管道组合命令，一键拷贝 echo s2 s3 | xargs -t -n 1 cp s1/sentinel.conf修改s2、s3两个文件夹内的配置文件，将端口分别修改为27002、27003：
sed -i -e 's/27001/27002/g' -e 's/s1/s2/g' s2/sentinel.conf sed -i -e 's/27001/27003/g' -e 's/s1/s3/g' s3/sentinel.conf3.3.启动
为了方便查看日志，我们打开3个ssh窗口，分别启动3个redis实例，启动命令：
# 第1个 redis-sentinel s1/sentinel.conf # 第2个 redis-sentinel s2/sentinel.conf # 第3个 redis-sentinel s3/sentinel.conf启动后：
3.4.测试
尝试让master节点7001宕机，查看sentinel日志：
查看7003的日志：
查看7002的日志：
四、搭建分片集群。
4.1.集群结构
分片集群需要的节点数量较多，这里我们搭建一个最小的分片集群，包含3个master节点，每个master包含一个slave节点，结构如下：
这里我们会在同一台虚拟机中开启6个redis实例，模拟分片集群，信息如下：
IP PORT 角色 192.168.150.101 7001 master 192.168.150.101 7002 master 192.168.150.101 7003 master 192.168.150.101 8001 slave 192.168.150.101 8002 slave 192.168.150.101 8003 slave
4.2.准备实例和配置
删除之前的7001、7002、7003这几个目录，重新创建出7001、7002、7003、8001、8002、8003目录：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 删除旧的，避免配置干扰 rm -rf 7001 7002 7003 # 创建目录 mkdir 7001 7002 7003 8001 8002 8003
在/tmp下准备一个新的redis.conf文件，内容如下：
port 6379 # 开启集群功能 cluster-enabled yes # 集群的配置文件名称，不需要我们创建，由redis自己维护 cluster-config-file /tmp/6379/nodes.conf # 节点心跳失败的超时时间 cluster-node-timeout 5000 # 持久化文件存放目录 dir /tmp/6379 # 绑定地址 bind 0.0.0.0 # 让redis后台运行 daemonize yes # 注册的实例ip replica-announce-ip 192.168.150.101 # 保护模式 protected-mode no # 数据库数量 databases 1 # 日志 logfile /tmp/6379/run.log将这个文件拷贝到每个目录下：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 执行拷贝 echo 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -t -n 1 cp redis.conf
修改每个目录下的redis.conf，将其中的6379修改为与所在目录一致：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 修改配置文件 printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t sed -i 's/6379/{}/g' {}/redis.conf
4.3.启动
因为已经配置了后台启动模式，所以可以直接启动服务：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 一键启动所有服务 printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-server {}/redis.conf通过ps查看状态：
ps -ef | grep redis发现服务都已经正常启动：
如果要关闭所有进程，可以执行命令：
ps -ef | grep redis | awk '{print $2}' | xargs kill或者（推荐这种方式）：
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown4.4.创建集群
虽然服务启动了，但是目前每个服务之间都是独立的，没有任何关联。
我们需要执行命令来创建集群，在Redis5.0之前创建集群比较麻烦，5.0之后集群管理命令都集成到了redis-cli中。
1）Redis5.0之前
Redis5.0之前集群命令都是用redis安装包下的src/redis-trib.rb来实现的。因为redis-trib.rb是有ruby语言编写的所以需要安装ruby环境。
# 安装依赖 yum -y install zlib ruby rubygems gem install redis
然后通过命令来管理集群：
# 进入redis的src目录 cd /tmp/redis-6.2.4/src # 创建集群 ./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.150.101:7001 192.168.150.101:7002 192.168.150.101:7003 192.168.150.101:8001 192.168.150.101:8002 192.168.150.101:8003
2）Redis5.0以后
我们使用的是Redis6.2.4版本，集群管理以及集成到了redis-cli中，格式如下：
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.150.101:7001 192.168.150.101:7002 192.168.150.101:7003 192.168.150.101:8001 192.168.150.101:8002 192.168.150.101:8003命令说明：
redis-cli --cluster或者./redis-trib.rb：代表集群操作命令
create：代表是创建集群
--replicas 1或者--cluster-replicas 1：指定集群中每个master的副本个数为1，此时节点总数 ÷ (replicas + 1)得到的就是master的数量。因此节点列表中的前n个就是master，其它节点都是slave节点，随机分配到不同master
运行后的样子：M代表master，S代表slave
这里输入yes，则集群开始创建：
通过命令可以查看集群状态：
redis-cli -p 7001 cluster nodes在Redis集群中，每个节点都会存储整个集群的节点信息，因此连接到一个节点后就可以通过执行
cluster nodes命令来获取整个集群的节点信息。
redis-cli -p 7001 cluster nodes命令的含义是通过 Redis 客户端命令行工具连接到端口号为 7001 的 Redis 服务器，并发送cluster nodes命令以获取该 Redis 集群中所有节点的详细信息。4.5.测试
尝试连接7001节点，存储一个数据：
# 连接 redis-cli -p 7001 # 存储数据 set num 123 # 读取数据 get num # 再次存储 set a 1结果悲剧了：
集群操作时，需要给
redis-cli加上-c参数才可以：redis-cli -c -p 7001这次可以了：
五、单点redis的问题。
六、Redis持久化。
1）RDB持久化。
RDB全称Redis Database Backup file（Redis数据备份文件），也被叫做Redis数据快照。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中。当Redis实例故障重启后，从磁盘读取快照文件，恢复数据。
快照文件称为RDB文件，默认是保存在当前运行目录。
Redis停机时会执行一次RDB。
Redis内部有触发RDB的机制，可以在redis.conf文件中找到，格式如下：
RDB的其它配置也可以在redis.conf文件中设置：
服务停止时：就是save操作。
save 60 1000：这种就是bgsave操作。
RDB的持久化：每次都是把内存全部写一遍。
2） AOF持久化。
AOF是异步的写入aof文件（开启子进程来操作）。
AOF是记录命令，等下次恢复的时候执行AOF文件的命令就能恢复回来。只记录修改的，查看的不加（如get name等命令不会记录）。
如果还未触发对key的重写，则AOF文件中或许有多个同key的命令（通过执行bgrewriteaof命令，可以让AOF文件执行重写功能）。
禁用RDB：
AOF效果查看：该截图没有触发重写功能，所以多次set同一个key也会记录下来（恢复数据时后面覆盖前面）。
附录：执行命令的图是只截图一部分，而AOF文件则是全部截图了。
执行重写功能后效果：
3）RDB和AOF的对比。
七、Redis主从。
1）搭建主从架构。
具体操作请看前面。
从节点只能读操作，不能写操作。
假设有A、B两个Redis实例，如何让B作为A的slave节点？
• 在 B 节点执行命令： slaveof A 的 IP A 的 port
2） 主从数据同步原理。
2.1）全量同步
在没有成为从节点时，每个节点都是master节点，所以都有自己的Replication Id，如果Replication Id不相同，则为第一次同步。
简述全量同步的流程？
• slave 节点请求增量同步• master 节点判断 replid ，发现不一致，拒绝增量同步• master 将完整内存数据生成 RDB ，发送 RDB 到 slave• slave 清空本地数据，加载 master 的 RDB• master 将 RDB 期间的命令记录在 repl_baklog ，并持续将 log 中的命令发送给 slave• slave 执行接收到的命令，保持与 master 之间的同步
2.2）增量同步
2.3）优化redis主从集群
无磁盘复制就是直接发送到网络（原本是写入磁盘RDB文件后，再将RDB文件发出去）
提示：上面的结构图后面两个slave节点把它前面的slave节点当主节点。
2.4）总结
简述全量同步和增量同步区别？
• 全量同步： master 将完整内存数据生成 RDB ，发送 RDB 到 slave 。后续命令则记录在 repl_baklog ，逐个发送给 slave 。• 增量同步： slave 提交自己的 offset 到 master ， master 获取 repl_baklog 中从 offset 之后的命令给 slave什么时候执行全量同步？
• slave 节点第一次连接 master 节点时• slave 节点断开时间太久， repl_baklog 中的 offset 已经被覆盖时什么时候执行增量同步？
• slave 节点断开又恢复，并且在 repl_baklog 中能找到 offset 时
• slave 节点宕机恢复后可以找 master 节点同步数据，那 master 节点宕机怎么办？因为其他slave节点一直跟master同步，master宕机后只需要选一个slave当master即可，宕机节点恢复后变成slave节点。这个过程哨兵机制来操作。
八、Redis哨兵。
1）哨兵的作用和原理。
总结：
Sentinel的三个作用是什么？
• 监控• 故障转移• 通知Sentinel如何判断一个redis实例是否健康？
• 每隔 1 秒发送一次 ping 命令，如果超过一定时间没有相向则认为是主观下线• 如果大多数 sentinel 都认为实例主观下线，则判定服务下线故障转移步骤有哪些？
• 首先选定一个 slave 作为新的 master ，执行 slaveof no one• 然后让所有节点都执行 slaveof 新 master• 修改故障节点配置，添加 slaveof 新 master
2）搭建哨兵集群。
具体操作请看前面部署部分。
3）RedisTemplate的哨兵模式。
读写分离配置：@SpringBootApplicationpublic class RedisDemoApplication {@Beanpublic LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer clientConfigurationBuilderCustomizer(){return clientConfigurationBuilder -> clientConfigurationBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED);}public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(RedisDemoApplication.class, args);}}微服务会与所有节点都建立连接。为什么配置文件中指定了在 Redis Sentinel 中被监控的主节点名称为 mymaster？因为在搭建哨兵集群的时候，我们指定了主节点的名称。redis.sentinel.master配置指定的是在Redis Sentinel中被监控的主服务器的名称。这个名称是在Redis Sentinel配置文件中定义的，用于标识被监控的主服务器。在Spring Boot中，通过指定这个名称，可以让应用程序知道它需要连接哪个被监控的主服务器。访问微服务效果：微服务从sentinel（sentinel从master节点）中获取全部节点的ip地址和信息：
九、Redis分片集群。
1）搭建分片集群。
搭建集群请看前面。
2）散列插槽。
效果：根据操作的插槽跳到不同ip地址的redis客户端
总结：
Redis如何判断某个key应该在哪个实例？
• 将 16384 个插槽分配到不同的实例• 根据 key 的有效部分计算哈希值，对 16384 取余• 余数作为插槽，寻找插槽所在实例即可如何将同一类数据固定的保存在同一个Redis实例？
• 这一类数据使用相同的有效部分，例如 key 都以 { typeId } 为前缀使用了{a}num后有效部分就是a了，这样相同有效部分就不需要重定向了。
3）集群伸缩。
案例1：
操作：
1.创建7004目录，并且复制一份redis.conf到7004中。
2.修改端口为7004，把7004节点添加到集群中。
redis-cli --cluster add-node 192.168.203.129:7004 192.168.203.129:7001命令添加的是一个新的主节点。它会从指定的源节点（IP 地址为 192.168.203.129，端口号为 7001）获取集群的信息，并将新节点添加到集群中。
3.该命令会重新分配插槽。（需要填写具体信息）
填写要转移的插槽数量：3000
填写转移到的节点的ID：75d7c8436ffb5c4cb225223f41c12bf66e8f85b3（7004节点的ID）
添加转移插槽的源节点：30ddf8b0216fb34e19405cb37d0edfff8f1c6086（7001节点ID）
填完源节点后输入done结束：done
问你是否确定要转移插槽：
4.可以看到7001节点已经把3000个的插槽移到7004节点上。
4）故障转移。
4.1） 自动故障转移。
watch redis-cli -p 7001 cluster nodes #动态查看集群状态
使用shutdown命令让7002下线后，从节点8003变成主节点：
slave字段后面跟着主节点ID，master后面是ID的。
7002节点恢复后变成从节点：
从这里可以看出来，分片集群自动具备这种主从故障切换的功能。
4.2）手动故障转移。
手动故障转移：
使用cluster failover后从节点变成主节点，主节点变成从节点。
案例：
效果如下：
5）RedisTemplate访问分片集群。
Lettuce 是一个高性能、可伸缩的 Redis 客户端。
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