键值存储之redis
2016-07-04 22:13
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MySQL通过Memcached将热点数据加载到cache，加速访问，但随着业务数据量的不断增加，和访问量的持续增长会遇到很多问题：
1.MySQL需要不断进行拆库拆表，Memcached也需不断跟着扩容，扩容和维护工作占据大量开发时间。
2.Memcached与MySQL数据库数据一致性问题。
3.Memcached数据命中率低或down机，大量访问直接穿透到DB，MySQL无法支撑。
4.跨机房cache同步问题。
如果简单地比较Redis与Memcached的区别，redis会有如下优点：
1 Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
2 Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
3 Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
下面简单的对redis进行实验，参考“www.runoob.com/redis”
安装：
#tar zxf redis-3.0.2.tar.gz
#cd redis-3.0.2
#yum install jemalloc-3.6.0-1.el6 jemalloc-devel-3.6.0-1.el6 gcc -y //安装插件
#make && make install
#cd utils/
#./install_server_sh //配置redis，选择默认即可
#service redis_6379 start //启动redis服务
#redis-cli //客户端命令行工具，可以对数据库和各种数据类型进行操作
set myKey abc //设置键值对
get myKey //取出键值对
config get loglevel //查看配置项loglevel
将redis作为mysql 的缓存服务器
安装lnmp环境
#yum install -y nginx-1.8.0.1.el6.ngx.x86_64.rpm php-5.3.3-38.el6.x86_64 php-cli-5.3.3-38.el6 php-common php-devel php-fpm php-gd php-mbstring php-mysql php-pdo //安装nginx，php，在web上显示redis缓存的mysql数据。
#vim /etc/php.ini
修改时区为亚洲上海
#vim /etc/php-fpm.d/www.conf
设置uer与group为nginx。
#/etc/init.d/php-fpm start //启动phpfastcgi
#cd /usr/share/nginx/html
#vim index.php
#vim /etc/nginx/conf.d/default.conf
将fastcgi_param 后面的/scripts改为/usr/share/nginx/html //修改首页路径
在locatin / 模块的index行添加index.php //添加php首页
启动nginx服务
添加php的redis控件
#cd ~/redis
#unzip phpredis-master.zip
#cd phpredis-master
#phpize //建立php扩展模块，生成configure文件
#./configure
#make && make install
#cd /etc/php.d
#cp mysql.ini redis.ini //建立redis.ini
#vim redis.ini
内容为extension=redis.so
#/etc/init.d/php-fpm reload
#php -m | grep redis
显示redis表示php添加redis插件成功
编辑测试用的数据库文件test.sql
#mysql<test.sql //将test.sql导入mysql中
#mysql
>use test
>select * from test;
>grant all on test.* to redis@localhost identified by ‘redhat’; //mysql绑定redis
这时在web上能看到对应数据
#redis-cli
>get 1
test1
Web上的数据即为redis缓存的mysql的数据。
Gearman
如果更新了 mysql,redis中仍然会有之前对应的 KEY,数据就不会更新,此时就会出现 mysql 和 redis 数据不一致的情况。所以接下来就要通过 mysql 触发器（gearman）将改变的数据同步到 redis 中。
一个Gearman请求的处理过程涉及三个角色：Client -> Job -> Worker。
Client：请求的发起者，可以是 C，PHP，Perl，MySQL UDF 等等。
Job：请求的调度者，用来负责协调把 Client 发出的请求转发给合适的 Worker。
Worker：请求的处理者，可以是 C，PHP，Perl 等等。
下面要编写的 mysql 触发器,就相当于 Gearman 的客户端；
修改表,插入表就相当于直接下发任务；
通过 lib_mysqludf_json UDF 库函数将关系数据映射为 JSON 格式,然后在通过 gearman-mysql-udf 插件将任务加入到 Gearman 的任务队列中；
最后通过redis_worker.php,也就是 Gearman 的 worker 端来完成 redis 数据库的更新。
注：适合mysql7之前的版本。
#yum install gearmand libgearman -y
#/etc/init.d/gearmand start //启动gearman服务
Netsat可看出它是4730端口
集成gearman到php
#tar zxf gearman-1.1.2.tgz
#cd gearman-1.1.2
#phpize
#yum install libevent-devel libevent-doc libevent-headers libgearman-devel //安装相应组件
#./configure
#make && make install
#cd /etc/php.d
#cp redis.ini gearman.ini //建立gearman.ini
#vim gearman.ini
内容为extension=gearman.so
#/etc/init.d/php-fpm reload //重载phpfastcgi
#php -m | grep gearman
显示gearman表示gearman以集成到php
安装lib_mysqludf_json
#yum install mysql-devel
#unzip lib_mysqludf_json-master.zip
# cd lib_mysqludf_json-master
# gcc $(mysql_config --cflags) -shared -fPIC -o lib_mysqludf_json.so
lib_mysqludf_json.c
查看 mysql 的模块目录:
mysql> show global variables like 'plugin_dir'
拷贝 lib_mysqludf_json.so 模块到mysql的plugin目录中
# cp lib_mysqludf_json.so /usr/lib64/mysql/plugin/
注册 UDF 函数
mysql> CREATE FUNCTION json_object RETURNS STRING SONAME
'lib_mysqludf_json.so';
查看函数
mysql> select * from mysql.func;
安装 gearman-mysql-udf
这个插件是用来管理调用 Gearman 的分布式的队列。（https://launchpad.net/gearman-mysql-udf）
# tar zxf gearman-mysql-udf-0.6.tar.gz
# cd gearman-mysql-udf-0.6
# ./configure --with-mysql=/usr/bin/mysql_config --libdir=/usr/lib64/mysql/plugin/
# make& make install
注册 UDF 函数
mysql> CREATE FUNCTION gman_do_background RETURNS STRING SONAME
'libgearman_mysql_udf.so';
mysql> CREATE FUNCTION gman_servers_set RETURNS STRING SONAME
'libgearman_mysql_udf.so';
查看函数
mysql> select * from mysql.func;
指定 gearman 的服务信息
mysql> SELECT gman_servers_set('127.0.0.1:4730');
编写 mysql 触发器(根据实际情况编写)
# vim test.sql
use test;
DELIMITER $$
CREATE TRIGGER datatoredis AFTER UPDATE ON test FOR EACH ROW BEGIN
SET @RECV=gman_do_background('syncToRedis', json_object(NEW.id as `id`, NEW.name as `name`));
END$$
DELIMITER ;
# mysql < test.sql
查看触发器
mysql> SHOW TRIGGERS FROM test;
可以看到“syncToRedis” ,即mysql中的数据同步到redis中。
编写 gearman 的 worker 端
# vim worker.php
文件中的$redis->set($work->id, $work->name); 这条语句就是将 id 作 KEY 和
name 作 VALUE 分开存储,需要和前面写的 php 测试代码的存取一致。
# nohup php worker.php & //后台运行 worker
更新 mysql 中的数据
mysql> update test set name=‘redhat' where id=1;
查看 redis
# redis-cli
> get 1
"redhat"
刷新测试页面数据同步
Redis的主从同步和“哨兵”机制
主从同步：
令server4为主机，server5和server6为从机,都安装redis
在主机上
#vim /etc/redis/6379.conf
在slaveof <masterip>下面添加主机ip+端口
Slaveof 172.25.0.4 6379
#/etc/init.d/redis_6379 restart
在从机上执行一样的操作
然后，在Server6上
#redis-cli
>get 1
表明Server4的redis数据同步到servef6上
Redis的sentinel（哨兵）
sentinel哨兵是集群管理工具,主要负责主从切换
Redis-Sentinel是Redis官方推荐的高可用性(HA)解决方案，当用Redis做Master-slave的高可用方案时，假如master宕机了，Redis本身(包括它的很多客户端)都没有实现自动进行主备切换，而Redis-sentinel本身也是一个独立运行的进程，它能监控多个master-slave集群，发现master宕机后能进行自懂切换。
Redis 的 Sentinel 系统用于管理多个 Redis 服务器（instance）， 该系统执行以下三个任务：
·监控（Monitoring）： Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
·提醒（Notification）： 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时， Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
·自动故障迁移（Automatic failover）： 当一个主服务器不能正常工作时， Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作， 它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器， 并让失效主服务器的其他从服务器改为复制新的主服务器； 当客户端试图连接失效的主服务器时， 集群也会向客户端返回新主服务器的地址， 使得集群可以使用新主服务器代替失效服务器。
Redis Sentinel 是一个分布式系统， 你可以在一个架构中运行多个 Sentinel 进程（progress）， 这些进程使用流言协议（gossip protocols)来接收关于主服务器是否下线的信息， 并使用投票协议（agreement protocols）来决定是否执行自动故障迁移， 以及选择哪个从服务器作为新的主服务器。
虽然 Redis Sentinel 释出为一个单独的可执行文件 redis-sentinel ， 但实际上它只是一个运行在特殊模式下的 Redis 服务器， 你可以在启动一个普通 Redis 服务器时通过给定 --sentinel 选项来启动 Redis Sentinel 。
在server4上，
#cd redis-3.0.2
#vim sentinel.conf
添加下列配置：
sentinel monitor mymaster 172.25.0.4 6379 2 (2表示2个从机）
sentinel down-after-milliseconds resque 10000 // 指定了 Sentinel 认为服务器已经断线所需的毫秒数（判定为主观下线SDOWN）。
sentinel parallel-syncs mymaster 1 //指定了在执行故障转移时， 最多可以有多少个从服务器同时对新的主服务器进行同步， 这个数字越小， 完成故障转移所需的时间就越长，但越大就意味着越多的从服务器因为复制而不可用。可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个从服务器处于不能处理命令请求的状态。
sentinel failover-timeout mymaster 3000 //故障转移延迟，单位ms
这里有两个对服务器下线的判断：
主观下线（Subjectively Down， 简称 SDOWN）指的是单个 Sentinel 实例对服务器做出的下线判断。
客观下线（Objectively Down， 简称 ODOWN）指的是多个 Sentinel 实例在对同一个服务器做出 SDOWN 判断， 并且通过 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令互相交流之后， 得出的服务器下线判断。
客观下线条件只适用于主服务器： 对于任何其他类型的 Redis 实例， Sentinel 在将它们判断为下线前不需要进行协商， 所以从服务器或者其他 Sentinel 永远不会达到客观下线条件。
只要一个 Sentinel 发现某个主服务器进入了客观下线状态， 这个 Sentinel 就可能会被其他 Sentinel 推选出， 并对失效的主服务器执行自动故障迁移操作。
#grep -v ^# sentinel.conf //显示内容，过滤开头的#
可看出sentinel的端口为26379.
#grep -v ^# sentinel.conf > /etc/sentinel.conf //生成etc下的sentinel.conf
将该文件发送给两从机,从机并都启动redis服务
在从机上
#/etc/init.d/redis_6379 start
#redis-sentinel /etc/sentinel.conf
#redis-cli -h 172.25.0.4 -p 26379 info //显示redis详细信息
停掉主机server4的redis服务，sentinel会自动从从机中选出新的主机
由图可看出，sentinel通过投票机制选出server6为新的主机。
1.MySQL需要不断进行拆库拆表，Memcached也需不断跟着扩容，扩容和维护工作占据大量开发时间。
2.Memcached与MySQL数据库数据一致性问题。
3.Memcached数据命中率低或down机，大量访问直接穿透到DB，MySQL无法支撑。
4.跨机房cache同步问题。
如果简单地比较Redis与Memcached的区别，redis会有如下优点：
1 Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
2 Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
3 Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
下面简单的对redis进行实验，参考“www.runoob.com/redis”
安装：
#tar zxf redis-3.0.2.tar.gz
#cd redis-3.0.2
#yum install jemalloc-3.6.0-1.el6 jemalloc-devel-3.6.0-1.el6 gcc -y //安装插件
#make && make install
#cd utils/
#./install_server_sh //配置redis，选择默认即可
#service redis_6379 start //启动redis服务
#redis-cli //客户端命令行工具，可以对数据库和各种数据类型进行操作
set myKey abc //设置键值对
get myKey //取出键值对
config get loglevel //查看配置项loglevel
将redis作为mysql 的缓存服务器
安装lnmp环境
#yum install -y nginx-1.8.0.1.el6.ngx.x86_64.rpm php-5.3.3-38.el6.x86_64 php-cli-5.3.3-38.el6 php-common php-devel php-fpm php-gd php-mbstring php-mysql php-pdo //安装nginx，php，在web上显示redis缓存的mysql数据。
#vim /etc/php.ini
修改时区为亚洲上海
#vim /etc/php-fpm.d/www.conf
设置uer与group为nginx。
#/etc/init.d/php-fpm start //启动phpfastcgi
#cd /usr/share/nginx/html
#vim index.php
<?php
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1',6379) or die ("could net connect redis server");
# $query = "select * from test limit 9";
$query = "select * from test";
for ($key = 1; $key < 10; $key++)
{
if (!$redis->get($key))
{
$connect = mysql_connect('127.0.0.1','redis','westos');
mysql_select_db(test);
$result = mysql_query($query);
//如果没有找到$key,就将该查询sql的结果缓存到redis
while ($row = mysql_fetch_assoc($result))
{
$redis->set($row['id'],$row['name']);
}
$myserver = 'mysql';
break;
}
else
{
$myserver = "redis";
$data[$key] = $redis->get($key);
}
}
echo $myserver;
echo "<br>";
for ($key = 1; $key < 10; $key++)
{
echo "number is <b><font color=#FF0000>$key</font></b>";
echo "<br>";
echo "name is <b><font color=#FF0000>$data[$key]</font></b>";
echo "<br>";
}
?>#vim /etc/nginx/conf.d/default.conf
将fastcgi_param 后面的/scripts改为/usr/share/nginx/html //修改首页路径
在locatin / 模块的index行添加index.php //添加php首页
启动nginx服务
添加php的redis控件
#cd ~/redis
#unzip phpredis-master.zip
#cd phpredis-master
#phpize //建立php扩展模块，生成configure文件
#./configure
#make && make install
#cd /etc/php.d
#cp mysql.ini redis.ini //建立redis.ini
#vim redis.ini
内容为extension=redis.so
#/etc/init.d/php-fpm reload
#php -m | grep redis
显示redis表示php添加redis插件成功
编辑测试用的数据库文件test.sql
#mysql<test.sql //将test.sql导入mysql中
#mysql
>use test
>select * from test;
>grant all on test.* to redis@localhost identified by ‘redhat’; //mysql绑定redis
这时在web上能看到对应数据
#redis-cli
>get 1
test1
Web上的数据即为redis缓存的mysql的数据。
Gearman
如果更新了 mysql,redis中仍然会有之前对应的 KEY,数据就不会更新,此时就会出现 mysql 和 redis 数据不一致的情况。所以接下来就要通过 mysql 触发器（gearman）将改变的数据同步到 redis 中。
一个Gearman请求的处理过程涉及三个角色：Client -> Job -> Worker。
Client：请求的发起者，可以是 C，PHP，Perl，MySQL UDF 等等。
Job：请求的调度者，用来负责协调把 Client 发出的请求转发给合适的 Worker。
Worker：请求的处理者，可以是 C，PHP，Perl 等等。
下面要编写的 mysql 触发器,就相当于 Gearman 的客户端；
修改表,插入表就相当于直接下发任务；
通过 lib_mysqludf_json UDF 库函数将关系数据映射为 JSON 格式,然后在通过 gearman-mysql-udf 插件将任务加入到 Gearman 的任务队列中；
最后通过redis_worker.php,也就是 Gearman 的 worker 端来完成 redis 数据库的更新。
注：适合mysql7之前的版本。
#yum install gearmand libgearman -y
#/etc/init.d/gearmand start //启动gearman服务
Netsat可看出它是4730端口
集成gearman到php
#tar zxf gearman-1.1.2.tgz
#cd gearman-1.1.2
#phpize
#yum install libevent-devel libevent-doc libevent-headers libgearman-devel //安装相应组件
#./configure
#make && make install
#cd /etc/php.d
#cp redis.ini gearman.ini //建立gearman.ini
#vim gearman.ini
内容为extension=gearman.so
#/etc/init.d/php-fpm reload //重载phpfastcgi
#php -m | grep gearman
显示gearman表示gearman以集成到php
安装lib_mysqludf_json
#yum install mysql-devel
#unzip lib_mysqludf_json-master.zip
# cd lib_mysqludf_json-master
# gcc $(mysql_config --cflags) -shared -fPIC -o lib_mysqludf_json.so
lib_mysqludf_json.c
查看 mysql 的模块目录:
mysql> show global variables like 'plugin_dir'
拷贝 lib_mysqludf_json.so 模块到mysql的plugin目录中
# cp lib_mysqludf_json.so /usr/lib64/mysql/plugin/
注册 UDF 函数
mysql> CREATE FUNCTION json_object RETURNS STRING SONAME
'lib_mysqludf_json.so';
查看函数
mysql> select * from mysql.func;
安装 gearman-mysql-udf
这个插件是用来管理调用 Gearman 的分布式的队列。（https://launchpad.net/gearman-mysql-udf）
# tar zxf gearman-mysql-udf-0.6.tar.gz
# cd gearman-mysql-udf-0.6
# ./configure --with-mysql=/usr/bin/mysql_config --libdir=/usr/lib64/mysql/plugin/
# make& make install
注册 UDF 函数
mysql> CREATE FUNCTION gman_do_background RETURNS STRING SONAME
'libgearman_mysql_udf.so';
mysql> CREATE FUNCTION gman_servers_set RETURNS STRING SONAME
'libgearman_mysql_udf.so';
查看函数
mysql> select * from mysql.func;
指定 gearman 的服务信息
mysql> SELECT gman_servers_set('127.0.0.1:4730');
编写 mysql 触发器(根据实际情况编写)
# vim test.sql
use test;
DELIMITER $$
CREATE TRIGGER datatoredis AFTER UPDATE ON test FOR EACH ROW BEGIN
SET @RECV=gman_do_background('syncToRedis', json_object(NEW.id as `id`, NEW.name as `name`));
END$$
DELIMITER ;
# mysql < test.sql
查看触发器
mysql> SHOW TRIGGERS FROM test;
可以看到“syncToRedis” ,即mysql中的数据同步到redis中。
编写 gearman 的 worker 端
# vim worker.php
文件中的$redis->set($work->id, $work->name); 这条语句就是将 id 作 KEY 和
name 作 VALUE 分开存储,需要和前面写的 php 测试代码的存取一致。
# nohup php worker.php & //后台运行 worker
更新 mysql 中的数据
mysql> update test set name=‘redhat' where id=1;
查看 redis
# redis-cli
> get 1
"redhat"
刷新测试页面数据同步
Redis的主从同步和“哨兵”机制
主从同步：
令server4为主机，server5和server6为从机,都安装redis
在主机上
#vim /etc/redis/6379.conf
在slaveof <masterip>下面添加主机ip+端口
Slaveof 172.25.0.4 6379
#/etc/init.d/redis_6379 restart
在从机上执行一样的操作
然后，在Server6上
#redis-cli
>get 1
表明Server4的redis数据同步到servef6上
Redis的sentinel（哨兵）
sentinel哨兵是集群管理工具,主要负责主从切换
Redis-Sentinel是Redis官方推荐的高可用性(HA)解决方案，当用Redis做Master-slave的高可用方案时，假如master宕机了，Redis本身(包括它的很多客户端)都没有实现自动进行主备切换，而Redis-sentinel本身也是一个独立运行的进程，它能监控多个master-slave集群，发现master宕机后能进行自懂切换。
Redis 的 Sentinel 系统用于管理多个 Redis 服务器（instance）， 该系统执行以下三个任务：
·监控（Monitoring）： Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
·提醒（Notification）： 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时， Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
·自动故障迁移（Automatic failover）： 当一个主服务器不能正常工作时， Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作， 它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器， 并让失效主服务器的其他从服务器改为复制新的主服务器； 当客户端试图连接失效的主服务器时， 集群也会向客户端返回新主服务器的地址， 使得集群可以使用新主服务器代替失效服务器。
Redis Sentinel 是一个分布式系统， 你可以在一个架构中运行多个 Sentinel 进程（progress）， 这些进程使用流言协议（gossip protocols)来接收关于主服务器是否下线的信息， 并使用投票协议（agreement protocols）来决定是否执行自动故障迁移， 以及选择哪个从服务器作为新的主服务器。
虽然 Redis Sentinel 释出为一个单独的可执行文件 redis-sentinel ， 但实际上它只是一个运行在特殊模式下的 Redis 服务器， 你可以在启动一个普通 Redis 服务器时通过给定 --sentinel 选项来启动 Redis Sentinel 。
在server4上，
#cd redis-3.0.2
#vim sentinel.conf
添加下列配置：
sentinel monitor mymaster 172.25.0.4 6379 2 (2表示2个从机）
sentinel down-after-milliseconds resque 10000 // 指定了 Sentinel 认为服务器已经断线所需的毫秒数（判定为主观下线SDOWN）。
sentinel parallel-syncs mymaster 1 //指定了在执行故障转移时， 最多可以有多少个从服务器同时对新的主服务器进行同步， 这个数字越小， 完成故障转移所需的时间就越长，但越大就意味着越多的从服务器因为复制而不可用。可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个从服务器处于不能处理命令请求的状态。
sentinel failover-timeout mymaster 3000 //故障转移延迟，单位ms
这里有两个对服务器下线的判断：
主观下线（Subjectively Down， 简称 SDOWN）指的是单个 Sentinel 实例对服务器做出的下线判断。
客观下线（Objectively Down， 简称 ODOWN）指的是多个 Sentinel 实例在对同一个服务器做出 SDOWN 判断， 并且通过 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令互相交流之后， 得出的服务器下线判断。
客观下线条件只适用于主服务器： 对于任何其他类型的 Redis 实例， Sentinel 在将它们判断为下线前不需要进行协商， 所以从服务器或者其他 Sentinel 永远不会达到客观下线条件。
只要一个 Sentinel 发现某个主服务器进入了客观下线状态， 这个 Sentinel 就可能会被其他 Sentinel 推选出， 并对失效的主服务器执行自动故障迁移操作。
#grep -v ^# sentinel.conf //显示内容，过滤开头的#
可看出sentinel的端口为26379.
#grep -v ^# sentinel.conf > /etc/sentinel.conf //生成etc下的sentinel.conf
将该文件发送给两从机,从机并都启动redis服务
在从机上
#/etc/init.d/redis_6379 start
#redis-sentinel /etc/sentinel.conf
#redis-cli -h 172.25.0.4 -p 26379 info //显示redis详细信息
停掉主机server4的redis服务，sentinel会自动从从机中选出新的主机
由图可看出，sentinel通过投票机制选出server6为新的主机。
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