Docker：Redis安装及使用场景

1、简述

Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议、支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值对(Key-Value)存储数据库，并提供多种语言的 API。
Redis 通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是字符串(String)、哈希(Hash)、列表(list)、集合(sets)和有序集合(sorted sets)等类型。

2、优点

使用 Redis 具有许多优点，并且适用于多种不同的使用场景。下面列出了 Redis 的主要优点：

• 高性能：
  Redis 是基于内存的数据存储系统，因此读写速度非常快，适合需要低延迟和高吞吐量的应用程序。
• 支持丰富的数据结构：
  Redis 支持丰富的数据结构，如字符串、哈希表、列表、集合、有序集合等，这使得 Redis 不仅仅是一个简单的键值存储，还可以支持更复杂的数据操作。
• 持久化支持：
  Redis 提供了多种持久化方式，如 RDB（快照）和 AOF（日志），可以保证数据不会因应用重启或崩溃而丢失。
• 原子性操作：
  Redis 支持原子性操作，可以保证复杂的操作在单个命令中完成，避免了并发问题。
• 多种应用场景：
  Redis 可以用作缓存系统、消息队列、计数器、会话存储、实时排行榜等，灵活应用于各种不同的场景。
• 集群支持：
  Redis 提供了多种集群实现方式，可以横向扩展，支持高可用和高可扩展性。
• 丰富的功能和工具支持：
  Redis 社区提供了丰富的功能和工具支持，如 Redis Sentinel、Redis Cluster、Lua 脚本等，能够满足不同需求的应用场景。

3、安装

在终端中执行以下命令拉取 Redis 官方镜像：

docker pull redis

运行以下命令创建并启动 Redis 容器：

mkdir -p /data/redis/data

docker run -d -it --name redis -p 6379:6379 -v /data/redis/data:/data --restart=always  --sysctl net.core.somaxconn=1024  redis:latest --requirepass "123456"

通过 docker exec 进入redis镜像：

docker exec -it redis redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

Ip地址可以通过以下指令查询

docker inspect redis_s | grep IPAddress

查询结果：

[root@centos conf]# docker inspect redis | grep IPAddress
            "SecondaryIPAddresses": null,
            "IPAddress": "172.12.0.3",
                    "IPAddress": "172.12.0.3",

通过config get来获取当前是否有密码：

127.0.0.1:6370> config get requirepass
(error) NOAUTH Authentication required.

如果没有密码通过，config set requirepass 密码
设置一下，设置完成通过auth + 密码 指令进入：

127.0.0.1:6370> auth 123456

4、Redis 备份（热备和冷备）

热备和冷备的概念：

• 热备份：在 Redis 运行时进行备份操作，保证备份数据的实时性和一致性。
• 冷备份：在 Redis 停止运行时进行备份操作，适合对数据一致性要求不高或者用于紧急恢复的情况。

4.1 实现AOF热备份：

使用 Redis 的持久化功能：
Redis 提供了 RDB（快照）和 AOF（追加写入日志）两种持久化方式，可以通过配置定期保存快照或持续记录操作日志来实现热备份。
redis.conf配置设置：

appendonly yes  #启动后appendfsync属性开始生效，有三个策略可选
appendfsync everysec  #默认

• no：不主动执行fsync，仅仅 redis 负责将数据写入 os cache 就撒手不管了，然后后面 os 自己会时不时有自己的策略将数据刷入磁盘，不可控了。
• always：每次写入一条数据就执行一次 fsync，每次写入一条数据，立即将这个数据对应的写日志 fsync 到磁盘上去，性能非常非常差，吞吐量很低; 确保说 redis 里的数据一条都不丢，那就只能这样了。
• everysec：每隔一秒执行一次 fsync，每秒将 os cache 中的数据 fsync 到磁盘，这个最常用的，生产环境一般都这么配置，性能很高，QPS 还是可以上万的。

4.2 实现RDB冷备份：

直接复制 Redis 的持久化文件：
停止 Redis 服务，然后将 Redis 数据文件复制到备份目录。
redis.conf配置设置：

save 900 1  表示key操作1次低于10次的话, 会在900秒后(15分钟)进行备份更新一次
save 300 10 表示key操作了10次低于10000次的话, 会在300秒后(5分钟)进行备份更新一次
save 60 10000 表示key操作了10000次及以上的话, 会在60秒后(1分钟)进行备份更新一次

save 可以设置多个，就是多个snapshotting检查点，每到一个检查点，就会去check一下，是否有指定的key数量发生了变更，如果有就生成一个新的dump.rdb文件，默认设置3个检查点。

5、集群种类

Redis 支持多种集群实现方式，常见的有以下几种：

• 主从复制（Replication）：
  在 Redis 中可以设置主从复制，一个 Redis 主节点可以有多个从节点。主节点负责写操作，从节点复制主节点的数据，可以提供读操作和故障转移功能。
• Sentinel 哨兵模式：
  Redis Sentinel 是 Redis 官方提供的用于高可用性（High Availability）的解决方案。Sentinel 是一个分布式系统，用于监视 Redis 主从节点的状态，当主节点发生故障时，自动将一个从节点升级为新的主节点。
• Redis Cluster：
  Redis Cluster 是 Redis 提供的分布式解决方案，可以将数据分片存储在多个节点上，提供高性能和可伸缩性。Redis Cluster 能够自动进行数据分片、故障恢复和节点管理。
• 第三方集群解决方案：
  除了 Redis 官方提供的集群方式外，还有一些第三方的 Redis 集群解决方案，如 Twemproxy、Codis 等，可以通过代理层实现 Redis 的分片和负载均衡。

使用 Docker Compose 配置 Redis 主从复制集群：

version: '3'

services:
  redis-master:
    image: redis
    container_name: redis-master
    ports:
      - "6379:6379"

  redis-slave:
    image: redis
    container_name: redis-slave
    ports:
      - "6380:6379"
    command: redis-server --slaveof redis-master 6379

6、使用场景：

• 缓存系统：
  Redis 最常见的用途之一是作为缓存系统，将热门数据存储在内存中，以提高应用程序的访问速度和性能。
• 会话存储：
  将用户会话信息存储在 Redis 中，实现分布式应用程序的会话管理，支持快速访问和扩展。
• 消息队列：
  使用 Redis 的列表数据结构实现简单的消息队列，支持生产者-消费者模型，用于异步任务处理、解耦系统组件等。
• 实时排行榜：
  使用 Redis 的有序集合（Sorted Set）实现实时排行榜功能，支持快速的排名查询和更新。
• 计数器和统计信息：
  使用 Redis 的计数器功能实现统计数据的实时更新和查询，如网站访问量、用户在线人数等。
• 发布/订阅系统：
  Redis 提供了发布/订阅（Pub/Sub）功能，用于实现实时消息推送、事件通知等场景。
• 分布式锁：
  使用 Redis 的分布式锁功能实现分布式系统的锁定机制，避免并发问题和资源竞争。
• 实时数据分析：
  将实时生成的数据存储在 Redis 中，支持快速的数据分析和查询，如实时日志分析、用户行为分析等。

7、结论

通过本篇技术博客，你学习了如何使用 Docker 安装 Redis，并深入了解了 Redis 的备份策略（热备和冷备）以及不同的集群实现方式。Redis 是一个功能强大且灵活的内存数据库，可以用于各种不同的应用场景，希望本文能帮助你更好地理解和应用 Redis。