前置内容：使用docker安装redis、常用五大基本数据类型、Jedis操作Redis、Spring整合Redis

一、使用docker安装redis ：

先查看端口是否被占用：lsof -i:6379

docker run --name some-redis -d -it -p 6379:6379 redis --requirepass "密码" --appendonly yes

之后使用docker ps命令查看redis容器是否成功运行。

记得在云服务器防火墙处开放端口6379

二、非docker安装redis

使用su -切换到root用户，然后依次执行以下命令：
1.安装依赖项

apt -y install curl gpg lsb-release

2.添加商店凭据

curl -fsSL https://packages.redis.io/gpg |  gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg

echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg] https://packages.redis.io/deb $(lsb_release -cs) main"|  tee /etc/apt/sources.list.d/redis.list

3.更新apt然后安装redis

apt update
apt -y install redis

如何证明安装成功

cd /etc/redis
ls
# 如果ls的结果中有一个文件叫redis.conf, 表示安装成功

docker启动redis本机无法连接 docker redis启动_docker

关闭自动启动的redis

安装完成后 会以默认配置文件的方式启动

如何证明redis已经启动了, ps -ef | grep redis

默认的方式不可用 所以需要先停止一下redis程序

默认的安装方式, redis是失败重启, redis会自动的启动起来, 需要先关闭一下redis。

linux中查看redis是否正在运行 ps -ef | grep redis, 如果有显示结果, 表示redis服务正在运行

如果结果如下,表明没有redis服务正在启动, 3718是当前查询redis的进程id

root@VM-24-6-ubuntu:/etc/redis# ps -ef | grep redis
root      3718   513  0 01:06 pts/1    00:00:00 grep --color=auto redis

如果有redis相关的程序, 使用kill -9 进程id关闭

如果kill -9 命令没有关闭这个服务,后续发现这个服务仍然存在, 使用下面的命令关闭redis 关闭自动启动功能

/etc/init.d/redis-server stop

编辑配置文件redis.conf

编辑配置文件进行修改vi /etc/redis/redis.conf 使用“/”进行查找操作，然后修改相关配置

  2. 修改端口
    port 后面的值改成 26379

    3. docker启动redis本机无法连接 docker redis启动_redis_02

  4. 修改密码
    requirepass 后面的值即为redis密码
    密码设置一定要简单, 推荐用同一个密码，方便后续集群搭建

    5. docker启动redis本机无法连接 docker redis启动_Redis_03

  6. 注释bind，即在这行最前面加上“#”
    bind命令,默认是存在的, 会强行要求,只有本机能访问redis服务

    7. docker启动redis本机无法连接 docker redis启动_docker启动redis本机无法连接_04

  7. 随后保存并退出这个配置文件

启动redis服务

启动redis服务之前先确保当前没有已启动的redis服务 ps -ef | grep redis

启动redis服务（启动完后需要ps命令再查看一次确保成功启动）

redis-server /etc/redis/redis.conf

输入命令连接redis

redis-cli -p 26379

# 显示如下内容,表示连接成功,也表明redis彻底安装成功
127.0.0.1:26379>

auth 密码输入密码认证

auth 密码密码

set name zhangsan

get name

使用exit命令退出出来

后续需要ps命令再查看一次

三、redis中主从、哨兵和集群这三个有什么区别

Redis 中的主从复制、哨兵（Sentinel）和集群（Cluster）是用于构建高可用和扩展性的不同技术和架构。它们有以下主要区别：

  1. 主从复制（Replication）：
  • 主从复制是 Redis 最基本的高可用技术，它用于创建多个 Redis 服务器的副本，其中一个服务器是主服务器，其余是从服务器。
  • 主服务器负责处理写操作，从服务器负责复制主服务器的数据，从而实现数据备份和读取负载均衡。
  • 主从复制适用于读多写少的应用场景，但不具备自动故障切换功能。
  1. 哨兵（Sentinel）：
  • 哨兵是 Redis 提供的一种用于监控和自动故障恢复的服务。它可以监控多个 Redis 主从复制架构的节点。
  • 哨兵集群通常由多个哨兵节点和多个主从复制节点组成。哨兵负责监控主服务器的状态，当主服务器发生故障时，哨兵会选举一个从服务器升级为主服务器。
  • 哨兵提供了自动故障切换和故障恢复的能力，增加了系统的可用性。
  1. 集群（Cluster）：
  • 集群是 Redis 提供的一种用于分布式存储和高可用的解决方案。它可以将数据分布在多个节点上，实现水平扩展。
  • Redis 集群通常包括多个节点，每个节点可以容纳数据的一部分。集群使用分区机制将数据分散存储在不同节点上。
  • 集群提供了自动数据分片和负载均衡的功能，支持故障转移和自动恢复，具有很高的可用性和可伸缩性。

综上所述，主从复制适用于单一节点的备份和读取负载均衡，哨兵用于监控和自动故障切换，而集群适用于大规模分布式存储和高可用性需求。在选择使用哪种技术和架构时，需要根据应用的需求和规模来决定。

四、集群 非docker方式

容量不够，redis 如何进行扩容？

并发写操作， redis 如何分摊？

主从模式，薪火相传模式，主机宕机，导致 ip 地址发生变化，应用程序中配置需要修改对应的主机地址、端口等信息。

1、在一台服务器上搭建 Redis 集群

注意: 之前开启的redis服务记得都关闭
注意: 在root用户下执行

在/etc/redis/目录下创建cluster文件夹, 在cluster文件夹

  1. 创建1份配置文件, 起名为redis26383.conf

在这个配置文件中, 粘贴如下配置

# 以redis26383.conf为例

include /etc/redis/redis.conf
pidfile /var/run/redis_26383.pid 
# 更改
port 26383
# 更改
dbfilename dump26383.rdb 
# 更改
masterauth 密码密码
cluster-enabled yes 
# 打开集群模式
cluster-config-file nodes-26383.conf 
# 设置节点配置文件名称，需要更改
cluster-node-timeout 15000 
# 设置节点失联时间，超过该时间（ms），集群自动进行主从切换

注意 : 主配置文件密码需要也修改对应的密码，保证一样

然后复制刚刚的 配置, 复制出来五份,别名为redis26384.conf、redis26385.conf、redis26386.conf、redis26387.conf、redis26388.conf

cp redis26383.conf redis26384.conf
cp redis26383.conf redis26385.conf
cp redis26383.conf redis26386.conf
......

将配置文件中的“26386”修改为对应的文件名称，比如说： redis26384.conf文件应修改为如下代码

# 以redis26384.conf为例

include /etc/redis/redis.conf
pidfile /var/run/redis_26384.pid 
# 更改
port 26384
# 更改
dbfilename dump26384.rdb 
# 更改
masterauth 密码密码
cluster-enabled yes 
# 打开集群模式
cluster-config-file nodes-26384.conf 
# 设置节点配置文件名称，需要更改
cluster-node-timeout 15000 
# 设置节点失联事件，超过该时间（ms），集群自动进行主从切换

记得暴露相应端口号

然后根据六个配置文件启动六个redis

redis-server redis26383.conf
redis-server redis26384.conf
......
redis-server redis26388.conf

每个服务启动后, 必须使用ps -ef | grep redis命令确保成功启动

docker启动redis本机无法连接 docker redis启动_Redis_05

redis集群不仅需要开通redis客户端连接的端口，而且需要开通集群总线端口，所以防火墙至少开放12个端口

集群总线端口为redis客户端连接的端口 + 10000 ：如redis端口为26383，则集群总线端口为36383

故所有服务器的点需要开通redis的客户端连接端口和集群总线端口，具体情况如下：

docker启动redis本机无法连接 docker redis启动_Redis_06


启动6个redis 其中三个是主节点 另外三个是备胎

redis-cli -a 密码密码 --cluster create --cluster-replicas 1 服务器IP地址:26383 服务器IP地址:26384 服务器IP地址:26385 服务器IP地址:26386 服务器IP地址:26387 服务器IP地址:26388
  1. 采用集群策略连接

注意: 一定要使用集群策略链接, redis-cli -c连接, 旧的方式连接后输入命令会报错

redis-cli -c -p 26383

进入到集群之后输入cluster nodes 命令查看集群信息

2、在不同的服务器上搭建 Redis 集群

与在同一台服务器上搭建集群的步骤基本相同，只不过需要分别在三台服务器上进行conf文件配置并且启动redis服务。

本次我们选取三台服务器，每台服务器上启动两个redis，然后在任意一台机器上执行创建建 Redis 集群的命令

要在三个不同的服务器上搭建 Redis 集群，需要确保每个服务器上都已经正确安装和配置了 Redis，并且它们可以相互通信。

  1. 准备三台服务器： 准备三台服务器，每台服务器上都安装了 Redis，并且服务器之间可以互相通信。确保服务器之间的防火墙和网络配置允许 Redis 节点之间的通信。
  2. 配置 Redis 节点： 在每台服务器上，编辑 Redis 配置文件以指定节点的端口号和集群配置。配置文件通常位于 Redis 安装目录的 redis.conf 文件。确保在配置文件中设置了以下选项：
port 26383  # 每个节点的端口号需要不同
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
cluster-require-full-coverage no
cluster-migration-barrier 1

详细配置文件见本文【1、在一台服务器上搭建 Redis 集群】

请注意，每个节点的端口号需要不同。你可以在不同服务器上创建相应数量的节点。

  1. 启动 Redis 节点： 在每台服务器上启动 Redis 节点，使用以下命令：
redis-server redis26383.conf

请在每台服务器上使用不同的配置文件路径。

  1. 创建 Redis 集群： 现在，你可以使用 redis-cli 工具创建 Redis 集群。在其中一台服务器上执行以下命令，指定所有节点的 IP 地址和端口号：
redis-cli -a 密码密码 --cluster create --cluster-replicas 1 服务器A:26383 服务器A:26384 服务器B:26385 服务器B:26386 服务器C:26387 服务器C:26388

确保所有节点的 IP 地址和端口号正确。

  1. 等待集群创建完成： 集群创建过程可能需要一些时间。请等待集群创建完成，并确保没有出现错误消息。
  2. 验证集群状态： 使用以下命令来验证 Redis 集群的状态：
redis-cli -c -a 密码
cluster nodes

这将显示集群中的节点信息，以确保集群已正确创建。

一旦完成以上步骤，就在三台不同的服务器上成功搭建了 Redis 集群。确保维护好集群的健康状态，包括监控和备份，以确保数据的安全和可用性。

五、集群启动失败恢复方式

  1. 关闭所有已启动的redis节点
    使用kill命令杀掉相应进程即可
  2. 删除集群相关文件
    位于/var/lib/redis里面的所有文件都要删除掉
  3. 自行 检查六份配置文件有没有 改错地方 , 12个端口是否开放, 启动所有Redis节点
    启动命令：redis-server redis.conf
  4. 重新启动集群

六、集群的一些概念

slots（槽）

在 Redis 集群中，slots（槽）是用于分区数据的单位。Redis 集群将整个数据集分为 16384 个槽，每个槽可以存储一个键值对。槽的编号从 0 到 16383。

下面是有关 Redis 集群中 slots 的一些关键信息：

  • 数据分片：Redis 集群使用数据分片来分布数据，每个节点负责管理其中的一部分槽和数据。槽的分配在集群启动时由一个或多个节点共同协商完成。
  • 槽的分配：在创建 Redis 集群时，您可以手动指定槽的分配，或者让集群根据节点数量进行均匀分配。在您的命令中，使用 --cluster-create 标志和 --cluster-replicas 指定槽的分配和副本。
  • 录入值：要在集群中录入值，首先需要确定键属于哪个槽。然后，将键值对发送到管理该槽的节点。您可以使用 redis-cli 连接到集群并执行以下命令：
redis-cli -c -h <cluster-node-host> -p <cluster-node-port>

然后使用 SET 命令录入值：

SET key value

Redis 集群会自动将键值对存储在正确的槽上。

  • 查询值：与录入值类似，要查询集群中的值，您需要连接到集群的某个节点，然后执行 GET 等命令。
  • 故障恢复：Redis 集群具有自动故障恢复的功能。当某个节点发生故障时，集群会自动将槽迁移到其他可用节点，并选举新的主节点。这确保了高可用性。

故障恢复

在 Redis 集群中，如果一个主节点下线，Redis 的故障恢复机制会自动选择一个从节点升级为主节点，以确保集群的高可用性。以下是 Redis 集群中主节点下线时的故障恢复过程：

  1. 主节点下线检测： Redis 集群会定期检测各个节点的可用性。如果一个主节点在一定时间内没有响应，集群将认为该主节点下线。
  2. 选举从节点： 一旦主节点下线，集群将从当前的从节点中选择一个作为新的主节点。选举过程中，Redis 集群会考虑各个从节点的复制偏移量（replication offset）以及其他因素来选择新的主节点。通常情况下，复制偏移量更接近主节点的从节点将被选举为新的主节点。
  3. 配置更新： 一旦新的主节点选举完成，Redis 集群将更新集群配置，将新的主节点添加到配置中，并将原来的主节点标记为下线状态。这个过程会导致集群的配置文件 nodes.conf 发生变化。
  4. 通知其他节点： 新的主节点会通知其他节点关于配置的变化，以确保集群中的所有节点都知道主节点的更改。
  5. 数据同步： 新的主节点会开始与其他从节点进行数据同步，以确保它们的数据与新的主节点一致。这个过程可能需要一些时间，具体取决于数据量和网络速度。
  6. 故障恢复完成： 一旦数据同步完成，新的主节点将对外提供服务，故障恢复过程完成。

需要注意的是，整个故障恢复过程通常在几秒到十几秒之间完成，但这取决于集群的配置和负载情况。在 Redis 集群中，故障恢复是自动进行的，无需手动干预。
我们在配置文件中设置的节点失联时间为15秒，超过15秒，集群自动进行主从切换

cluster-node-timeout 15000 
# 设置节点失联时间，超过该时间（ms），集群自动进行主从切换

配置哨兵来实现自动故障转移的优点

在 Redis 集群中，还可以配置哨兵（Sentinel）来进一步监控和管理主节点和从节点，以提高故障恢复的可靠性和自动化程度。哨兵可以在主节点下线时自动进行故障转移。

之前的疑惑：集群不是可以在超过节点失联时间时自动实现主从切换吗，为什么这段话还提出集群要配置哨兵来实现自动故障转移呢？

==========
在 Redis 集群中，当主节点失联时，集群本身是能够自动进行故障转移的，从而选择一个从节点升级为新的主节点。这是因为 Redis 集群具备自动发现、故障检测和故障转移的机制。

然而，虽然 Redis 集群能够处理主节点的故障转移，但是这个过程可能会有一些延迟。当主节点失联时，Redis集群需要一些时间来检测主节点的失联情况，然后选举一个新的主节点，这个过程可能需要数秒到数十秒不等的时间。在这段时间内，客户端可能无法连接到一个可用的主节点，从而导致一段时间的不可用。

为了进一步提高 Redis 集群的可靠性和自动化程度，以及减小故障发生时的延迟，可以配置哨兵（Sentinel）。哨兵是一个独立的Redis 进程，它的作用是监控 Redis集群中的主节点和从节点的健康状态。当哨兵检测到主节点失联时，它可以立即进行故障转移，选择一个可用的从节点升级为新的主节点。这可以减小故障发生时的停机时间，并提供更快速的故障转移。

因此，尽管 Redis 集群本身可以自动进行故障转移，但配置哨兵可以增加故障转移的自动性和速度，以提高集群的可靠性和可用性。哨兵可以监控Redis 集群中的多个主节点，并在需要时触发故障转移，以确保集群在主节点失联时能够快速恢复。这是为了提供额外的保障，以防止在某些情况下Redis 集群的自动故障转移不够及时或无法满足特定要求。因此，建议在关键生产环境中使用 Redis集群时，配置哨兵以提高可靠性和自动化程度。

Redis 集群的高可用性、分布式和分区策略是 Redis 集群架构中的重要概念。

1. 高可用性（High Availability）：

高可用性是指系统在面对硬件故障或其他异常情况时，能够继续提供可用的服务而不中断。在 Redis 集群中，高可用性通常通过以下方式实现：

  • 主从复制（Master-Slave Replication）：每个主节点都有零个或多个从节点。从节点会复制主节点的数据，当主节点出现故障时，可以自动将一个从节点提升为主节点，以确保系统的可用性。
  • 哨兵（Sentinel）：哨兵是一组特殊的节点，它们监控 Redis 集群中的主节点和从节点的健康状态。当主节点出现故障时，哨兵可以自动协调将一个从节点提升为新的主节点。
  • 自动故障迁移：Redis 集群支持自动故障迁移，当主节点失效时，集群会自动选举一个新的主节点。

2. 分布式（Distribution）：

分布式是指 Redis 集群可以水平扩展，将数据分布在多个节点上，以处理大量数据和请求。在 Redis 集群中，分布式通常表现在以下方面：

  • 数据分片（Data Sharding）：Redis 将数据分成多个数据槽（slots），每个节点负责一部分槽的数据。这种方式允许数据和请求在多个节点之间分布，从而提高了系统的容量和性能。
  • 节点间通信：Redis 集群中的节点之间需要进行通信，以便处理请求和同步数据。集群使用 Gossip 协议和其他机制来确保节点之间的通信。

3. 分区策略（Partitioning）：

分区策略决定了如何将数据分布在不同的节点上。在 Redis 集群中，有两种常见的分区策略：

  • 哈希分区（Hash Partitioning）：这是 Redis 集群默认的分区策略。它使用 CRC16 哈希算法将键映射到数据槽（slots），每个节点负责一部分槽的数据。这种策略可以确保相同的键总是映射到相同的节点上。
  • 自定义分区策略：有时候，根据业务需求，可以自定义分区策略，将数据分布到不同的节点上。这需要在应用层实现，并使用 Redis 集群提供的命令来管理数据。

Redis 集群通过高可用性、分布式和分区策略来实现数据的可靠存储和高性能处理。了解这些概念对于设计和管理 Redis 集群非常重要，以确保系统的稳定性和性能。

优缺点

关于 Redis 集群的优点和缺点的简要总结：

优点：

  1. 实现扩容：Redis 集群允许在需要时动态添加新的节点，从而实现水平扩展，以应对数据量和负载的增长。适用于大规模数据。
  2. 分摊压力：数据和请求可以分布在多个节点上，从而分摊了单个节点的读写压力，提高了系统的整体性能和容量。
  3. 无中心配置相对简单：相对于一些集中式的分布式存储方案，Redis 集群的配置相对简单，不需要集中式的中心节点来进行管理和配置。
  4. 高可用性：Redis 集群具有自动故障转移和恢复功能，节点出现故障时可以保持服务可用。

缺点：

  1. 多键操作受限：Redis 集群不支持多键操作，这意味着无法在不同的键之间执行事务或批量操作。
  2. 事务限制：多键的 Redis 事务在集群中不受支持，也不能使用 Lua 脚本进行复杂操作。
  3. 迁移复杂性：配置和维护 Redis 集群相对复杂，需要管理节点和槽的分配。对于已经采用了其他分布式方案的公司，将代理或客户端分片迁移到 Redis 集群可能需要整体迁移，而不是逐步过渡，这可能会增加复杂性。
  4. 内存消耗：每个节点需要维护集群的视图，可能会占用较多内存。
  5. 需要较新的 Redis 版本：Redis 集群需要使用较新的版本才能支持，旧版 Redis 不支持集群功能。

总结

总之，Redis 集群是为了实现高可用性、扩展性和数据分布而设计的，槽是用于数据分区的基本单位，通过合理分配槽，可以充分利用集群的性能和容量。

需要注意的是，尽管 Redis 集群具有一些限制和缺点，但它仍然是一个高性能、高可用性的分布式存储解决方案，适用于许多应用场景。选择是否使用 Redis 集群应该根据特定的需求和架构来决定。