Redis在WEB开发中的应用与实践

Posted 2020-07-12 Timothy_lai

Redis在WEB开发中的应用与实践

 

一、Redis概述：

Redis是一个功能强大、性能高效的开源数据结构服务器，Redis最典型的应用是NoSQL。但事实上Redis除了作为NoSQL数据库使用之外，还能广泛应用消息队列，数据堆栈以及数据缓存等众多场合。Redis与Memcached相类似，都是以键值对（key-value）存放数据的，但是Redis支持的数据类型及特性远比Memcached丰富。

在缓存应用方面，Redis同样也是一个内存数据库，拥有Memcached的快速、稳定等特性，并且支持数据快照功能，开发人员可以通过配置文件制定数据快照时间间隔，Redis会将数据快照自动存放于硬盘中，这样就算服务器突然停止服务，Redis也极少会出现丢失数据的现象。所以近些年来越来越多的大型物联网公司开始使用Rdeis作为缓存服务器。

相比于MongoDB，Redis是更加彻底的Key-Value存储系统，它没有专门的查询语言，也没有明确的数据类型。一个字符串，可以代替所有的储存类型，例如直接使用string类型存放传统文本、代码、序列等；也可以直接存放数据流，例如图片、视频等，并且没有数据大小的限制。虽然没有数据类型的限制，单位了方便数据管理，Redis提供了多种数据结构类型，分别为string（字符串）、list（列表）、sets（集合）或者是ordered sets（有序集合）。所有的数据类型都支持push/pop、add/remove、服务端并集、交集、sets集合差别等操作，这些操作都具有原子性的，Redis还支持各种不同的排序功能。

与Memcached一样，Redis的储存方式给予内存的，所有的数据读写都在内存中完成。单Memcache使用的libevent库，而Redis则原生使用epoll异步通信模型，所以在性能上比Memcache更加优秀。同时，Redis还提供了Virtual Memory功能，使得数据能够在指定间隔时间内保存到硬盘（由后台自动完成），避免数据在内存中丢失。

与MongoDB一样，虽然统称为NoSQL,但Redis无论在使用方式上，还是数据处理流程上都有较大的区别。mysql、Redis、MongoDB、Memcache之间的属性对比如表1所示：

表1 储存属性概念

数据库	数据库	数据表	字段
MySQL	库	表	字段、列
Redis	库	Key	无
MongoDB	库	集合	文档属性
Memcached	无	Key	无

 

    与MongoDB相比，Redis主要优点分别如下：

? Redis数据储存在内存中完成，所以在数度上比较有优势，MongoDB使用memory-mapped处理方式本质上还是磁盘操作

? Redis与MongoDB在设计之初均考虑到分布式处理能力，所以这两者都提供了集群部署配置接口，但相对而言Redis及全部输更加容积及稳定。

? Redis提供了简单的事务支持，MongoDB不支持事务。

Redis并非只有有点，也有缺点，这些缺点是明显的，分别如下：

? Redis没有字段的概念，所以在数据查询上功能比较弱，支持的特性比较简单。

? Redis单个value的最大容量可达1GB,虽然MongoDB单个文档最大容量为16MB，但MongoDB提供了GridFS用于实现超大文件存储。

? 由于Redis本质上是一个内存书库，所以内存硬件的容量大小直接决定了Redis可用的数据库空间（Redis2.0新增了Virtual Memory功能解决了容量问题，但虚拟内存本质上就是磁盘）。

? Redis虽然在内存中查询数据，但为了确保数据的安全，Redis默认情况下使用子线程对数据进行持久化处理，如果配置不当（默认刷新间隔为20秒），将会是系统运行效率适得其反。

? MongoDB提供了mapreduce数据分析功能，Redis则没有数据分析功能。

           随着大数据的爆发，无论是Redis还是MongoDB，都将会迎来越来越多的功能更新，选择哪一个作为NoSQL数据库，要看项目需要及开发人员技术水平。现在对这两种数据库进行总结及对比还为时过早。而Memcache已经好久没更新了，所以无论从性能、功能还是后续更新考虑，Redis都是Memcach的理想替代品，除此之外Redis还非常适用于以下场合：

（1）  海量的简单读写

根据Redis官方的测试结果，在50个并发的情况下请求10万次，写的书都市11000次/s，读的速度是81000次/s。所以用于处理类似于微博热点事件、交单排序、关注排行之类实时但功能单一的局部应用是最理想的

（2）  实时的反垃圾系统

                     反垃圾系统通常都是基于关键词的，使用Redis储存关系词，能够利用Redis的高性能，为监控系统提供稳定及精确的实时监控功能，典型的由邮件系统、评论系统等。

（3）  公开的统计系统

   利用Redis的简单易用的群体部署功能，能够轻易地开发大规模的统计系统，例如广告系统、万展统计系统、简单的股市分析系统等。

（4）  消息队列

   消息队列是提高关系型数据库数据插入的有效手段，Redis是NoSQL中为数不多支持消息队列的数据库。常用的应有由网站邮件、站内短信、品论系统等。

（5）  消息堆栈系统

   消息堆栈与消息队列在处理顺序上是相反的，消息队列的规则为先进先出；而消息堆栈则是先进后出。典型的应用有论坛回帖排序等。

（6）  日志或缓存系统

   Virtual Memory功能非常适用于存放安全日志、网站日志以及数据缓存等。国内的新浪微博所构建的缓存系统是全球最大的Redis缓存系统。

二、Redis的安装（linux下安装）

1、下载Redis：地址是http://www.redis.io/download，这里使用的是版本3.0.5

2、安装Redis，下载完成后，就可以安装Redis，在安装之前需要确保当前平台已经安装编译工具：

[[email protected] data]# tar zxvf redis-3.0.5.tar.gz

[[email protected] data]# cd redis-3.0.5

[[email protected] src]# make

[[email protected] redis-3.0.5]# cd src/

[[email protected] src]# make install

安装完成后，创建/usr/local/redis/bin目录，并将Redis客户端复制到该目录下，便于操作与管理：

[[email protected] src]# mkdir -p /usr/local/redis/bin

[[email protected] src]# mkdir -p /usr/local/redis/etc

[[email protected] src]# cp -pf redis-benchmark /usr/local/redis/bin/

[[email protected] src]# cp -pf redis-cli /usr/local/redis/bin/

[[email protected] src]# cp -pf redis-check-dump /usr/local/redis/bin/

[[email protected] src]# cp -pf redis-check-aof /usr/local/redis/bin/

[[email protected] src]# cp -pf redis-server /usr/local/redis/bin/

[[email protected] src]# cp -pf ../redis.conf /usr/local/redis/etc/

3、启动Redis

同样，在linux系统下启动Redis时需要指定配置文件，只需要将配置项daemonize设为true即可，该选项可以把Redis推送到后台运行，操作如下：

 

保存redis.conf配置文件，启动Redis，操作如下：

[[email protected] ~]# /usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/etc/redis.conf

启动完成后，可以通过查看Redis注程序是否存在，以确定Redis是否安装成功。

 

Redis默认使用6379通信端口，可以使用netstat –anput命令检测Redis是否运行成功，如果开启了防火墙，需要允许6379端口通过。

4、安装Redis扩展

Redis是一个完善、功能强大且易容的NoSQL数据库，之所以能够被广泛使用，与Redis官方提供稳定、可靠的API分不开。Redis项目提供了包括Java、C#、C++、php、javascript等主流语言的API，可以在http://www.redis.io/clients下载相应的安装包。对于PHP而言，只下载PHP类文件或者为PHP解释引擎安装扩展模块即可，显然安装扩展模块更加方便。下载地址为http://github.com/nicolasff/phpredis

在linux下安装phpredis扩展，使用PHP内置的phpize工具，可以很方便地为PHP引擎添加扩展模块。

（1）  下载phpredis

[[email protected] ~]# wget http://soft.beauty-soft.net/lib/phpredis-master.tar.gz

[[email protected] ~]# tar zxvf phpredis-master.tar.gz

[[email protected] ~]# cd phpredis-master

（2）  使用phpize工具安装phpredis

假设PHP安装的路径为/usr/local/php/,那么phpize的路径就位于/usr/local/php/bin/phpize,过程如下：

[[email protected] phpredis-master]# /usr/bin/phpize

[[email protected] phpredis-master]# ./configure --with-php-config=/usr/bin/php-config

[[email protected] phpredis-master]# make

[[email protected] phpredis-master]# make install

 

完成！

（3）  在配置文件中加入Redis扩展

最后只需要在php.ini配置文件中加入Redis扩展模块即可（php.ini路径可以通过phpinfo函数查看，通常为安装目录下的etc目录，例如：/usr/local/php/etc/）。

保存php.ini文件，重启Web服务器，整个安装流程就完成了，要检测是否安装成功，可以使用phpinfo函数检查是否存在Redis信息。

 

（4）  测试Redis

验证Redis数据库及phpredis扩展模块是否正确运行的最直接最有效的方法就是使用PHP代码进行测试，测试代码如下：

 

                  运行结果：

              

（5）  TP框架使用Redis

在ThinkPHP中使用Redis缓存驱动与使用其他缓存启动并没有区别，只需要在配置文件配置好与Redis的配置项，在使用时直接切换即可，与Redis相关的配置项如下：

? REDIS_HOST:Redis服务器IP地址，例如：127.0.0.1;

? REDIS_PORT:Redis服务器开放端口，默认6379；

? DATA_CACHE_TIME:缓存有效时间，默认为0不限制。

此外，还可以直接通过Cache中间件中的getInstance方法初始化Redis配置信息，如下所示：

 

结果：

 

这里的set和get方法不是phpredis模块中的方法（phpredis模块也含有set和get方法），而是Cache缓存中间件所提供的缓存统一处理方法。

           总结

           从Redis的简介、安装到Redis的使用，再结合ThinkPHP框架的使用，可以考虑用Redis存储session来解决多台服务器共享session的问题。