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Redis服务器初始化的环境配置要点

2021-02-037.9k 阅读

Redis 服务器初始化环境配置的操作系统选择

在开始 Redis 服务器初始化环境配置时，操作系统的选择至关重要。Redis 官方推荐使用类 Unix 系统，如 Linux 系列。常见的 Linux 发行版，如 CentOS、Ubuntu 等都能很好地支持 Redis。

以 CentOS 为例，它是一款广泛应用于服务器端的 Linux 发行版，稳定性较高，适合长期运行服务。其在企业级应用场景中被大量使用，许多云计算平台也以 CentOS 为基础镜像。在配置 Redis 前，确保 CentOS 系统已完成基本的更新和配置。可以通过以下命令更新系统：

yum update -y

Ubuntu 同样是一个优秀的选择，它的社区支持非常活跃，软件包更新频繁。在 Ubuntu 上更新系统的命令如下：

apt-get update
apt-get upgrade -y

不同操作系统在文件管理、服务管理等方面存在一些差异。例如，CentOS 使用 systemd 或 service 命令来管理服务，而 Ubuntu 主要使用 systemctl 命令。了解这些差异对于后续正确配置 Redis 服务至关重要。

安装必要的依赖包

编译工具

Redis 是使用 C 语言编写的，在安装 Redis 之前，需要安装一些编译工具。在 CentOS 系统上，可以使用以下命令安装 gcc 编译器及相关工具：

yum install gcc make -y

在 Ubuntu 系统上，对应的安装命令为：

apt-get install build-essential -y

这些工具用于编译 Redis 源代码，确保编译过程能够顺利进行。gcc 是 C 语言编译器，make 工具则用于自动化构建和管理项目。如果缺少这些工具，在编译 Redis 时会报错。

其他依赖

除了编译工具，可能还需要安装一些其他依赖包。例如，在某些系统上，可能需要安装 tcl 库，它用于运行 Redis 的测试脚本。在 CentOS 上安装 tcl 的命令如下：

yum install tcl -y

在 Ubuntu 上：

apt-get install tcl -y

虽然 tcl 不是运行 Redis 服务所必需的，但对于开发和测试 Redis 功能有一定帮助，特别是在运行 Redis 自带的测试用例时。

下载和编译 Redis

下载 Redis 源代码

可以从 Redis 官方网站（https://redis.io/download）获取最新版本的 Redis 源代码。目前，Redis 的稳定版本更新较为频繁，选择合适的版本很重要。一般建议选择最新的稳定版本，以获取最新的功能和性能优化。

在下载源代码时，可以使用 wget 命令。例如，假设最新稳定版本为 6.2.6，可以通过以下命令下载：

wget http://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz

下载完成后，会在当前目录下生成一个 redis-6.2.6.tar.gz 的压缩包。

解压和编译

解压下载的压缩包，命令如下：

tar xzf redis-6.2.6.tar.gz

解压后会得到一个 redis-6.2.6 的目录，进入该目录：

cd redis-6.2.6

在该目录下执行编译命令：

make

编译过程可能需要一些时间，具体取决于服务器的性能。编译过程中，会输出一些编译信息。如果编译成功，会在 src 目录下生成 Redis 的可执行文件，如 redis-server、redis-cli 等。

如果在编译过程中出现错误，常见的原因可能是缺少依赖包。比如，缺少 gcc 编译器会导致无法编译 C 代码。此时，需要根据错误提示安装相应的依赖包，然后重新执行 make 命令。

Redis 配置文件的关键参数设置

基本配置

Redis 的配置文件是 redis.conf，它位于 Redis 解压目录下。在初始化配置时，需要对一些基本参数进行设置。

  1. 绑定地址（bind）：默认情况下，Redis 绑定到 127.0.0.1，这意味着只能在本地访问 Redis 服务器。如果需要在其他机器上访问，需要修改绑定地址。例如，将其绑定到服务器的公网 IP 地址（假设为 192.168.1.100），可以在配置文件中找到 bind 参数并修改为：
bind 192.168.1.100

需要注意的是，直接绑定公网 IP 会存在一定的安全风险，建议结合防火墙等安全措施使用。也可以绑定多个地址，如 bind 127.0.0.1 192.168.1.100。 2. 端口号（port）：Redis 默认使用端口号 6379。如果该端口被占用或出于安全考虑需要更改端口，可以在配置文件中修改 port 参数。例如，将端口修改为 6380：

port 6380

修改端口后，在连接 Redis 时需要使用新的端口号。

内存相关配置

  1. 最大内存限制（maxmemory）：Redis 是基于内存的数据库，为了避免 Redis 占用过多系统内存导致服务器性能下降，需要设置最大内存限制。可以在配置文件中设置 maxmemory 参数，例如，设置 Redis 最大使用 1GB 内存：
maxmemory 1gb

单位可以是 bytes、kb、mb、gb 等。当 Redis 使用的内存达到最大限制时，会根据设置的内存淘汰策略（maxmemory-policy）来删除数据。 2. 内存淘汰策略（maxmemory-policy）：maxmemory-policy 参数决定了当 Redis 内存达到 maxmemory 限制时，如何淘汰数据。常见的策略有：

  • volatile-lru：使用 LRU（最近最少使用）算法从设置了过期时间的键中淘汰数据。
  • allkeys-lru：使用 LRU 算法从所有键中淘汰数据。
  • volatile-random：从设置了过期时间的键中随机淘汰数据。
  • allkeys-random：从所有键中随机淘汰数据。
  • volatile-ttl：淘汰即将过期的键。
  • noeviction：不淘汰任何数据，当内存达到限制时，执行写操作会返回错误。

例如，设置使用 allkeys-lru 策略：

maxmemory-policy allkeys-lru

选择合适的内存淘汰策略对于保证 Redis 的性能和数据可用性非常重要。在实际应用中，需要根据业务场景和数据特点来选择。

持久化配置

Redis 支持两种持久化方式：RDB（Redis Database）和 AOF（Append - Only - File）。

  1. RDB 持久化：RDB 是将 Redis 在内存中的数据以快照的形式保存到磁盘上。在配置文件中，与 RDB 相关的主要参数有 save。例如，默认配置如下：
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

这些配置表示在 900 秒内如果有 1 个键被修改，或者 300 秒内有 10 个键被修改，或者 60 秒内有 10000 个键被修改，就进行一次 RDB 快照。可以根据业务需求调整这些参数。如果希望禁用 RDB 持久化，可以注释掉所有 save 行或设置 save ""。 2. AOF 持久化：AOF 是将 Redis 的写操作追加到日志文件中。开启 AOF 持久化，需要在配置文件中设置 appendonly yes。AOF 持久化有不同的同步策略，通过 appendfsync 参数设置：

  • appendfsync always：每次写操作都同步到 AOF 文件，数据安全性最高，但性能最低。
  • appendfsync everysec：每秒同步一次 AOF 文件，兼顾性能和数据安全性，是默认配置。
  • appendfsync no：由操作系统决定何时同步，性能最高，但数据安全性最低。

例如，将 AOF 同步策略设置为 always：

appendfsync always

在实际应用中，需要根据业务对数据安全和性能的要求来选择合适的持久化方式和同步策略。

启动和管理 Redis 服务

启动 Redis 服务

编译完成后，可以启动 Redis 服务器。如果在编译目录下，可以使用以下命令启动：

src/redis-server redis.conf

这是前台启动方式，会在终端输出 Redis 的运行日志。如果希望在后台运行，可以在配置文件中设置 daemonize yes，然后重新启动 Redis：

src/redis-server redis.conf

在 CentOS 或 Ubuntu 系统上，也可以将 Redis 配置为系统服务进行管理。以 CentOS 为例，在 Redis 解压目录下创建一个 redis.service 文件，内容如下：

[Unit]
Description=Redis In-Memory Data Store
After=network.target

[Service]
ExecStart=/path/to/redis/src/redis-server /path/to/redis/redis.conf
ExecStop=/path/to/redis/src/redis-cli shutdown
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

将 /path/to/redis 替换为实际的 Redis 安装路径。然后，使用以下命令将其注册为系统服务：

cp redis.service /etc/systemd/system/
systemctl start redis
systemctl enable redis

这样，Redis 就会在系统启动时自动运行。

停止和重启 Redis 服务

如果 Redis 以前台方式启动，可以通过 Ctrl + C 组合键停止。如果是作为系统服务运行，可以使用以下命令停止：

systemctl stop redis

重启 Redis 服务的命令为：

systemctl restart redis

在停止或重启 Redis 服务时，需要注意数据的完整性。如果使用了持久化，确保在服务停止前数据已正确持久化到磁盘。

安全配置要点

设置访问密码

为了防止未经授权的访问，需要为 Redis 设置访问密码。在 redis.conf 配置文件中，找到 requirepass 参数，设置一个复杂的密码，例如：

requirepass your_strong_password

设置密码后，在使用 redis-cli 连接 Redis 时，需要使用 -a 参数指定密码：

redis-cli -a your_strong_password

在应用程序中连接 Redis 时，也需要提供密码。不同编程语言的 Redis 客户端设置密码的方式略有不同。例如，在 Python 中使用 redis - py 库连接带密码的 Redis：

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, password='your_strong_password')

防火墙配置

如果 Redis 绑定了公网 IP，必须配置防火墙来限制对 Redis 端口的访问。以 CentOS 系统的 firewalld 防火墙为例，假设 Redis 使用 6379 端口，可以使用以下命令允许该端口的访问：

firewall-cmd --zone=public --add-port=6379/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

在 Ubuntu 系统上，使用 ufw 防火墙的配置命令类似：

ufw allow 6379/tcp

通过防火墙配置，可以有效防止外部非法访问 Redis 服务器，提高系统安全性。

禁用危险命令

Redis 有一些命令可能存在安全风险，如 FLUSHALL、FLUSHDB 等，这些命令可以清空所有数据或当前数据库的数据。可以在配置文件中通过 rename-command 参数重命名这些危险命令，使其难以被恶意调用。例如，将 FLUSHALL 命令重命名为一个复杂的名称：

rename-command FLUSHALL ""

这里将 FLUSHALL 命令重命名为空字符串，实际上是禁用了该命令。也可以将其重命名为一个只有管理员知道的复杂名称，如：

rename-command FLUSHALL my_secret_FLUSHALL_command

这样，即使攻击者知道有 FLUSHALL 命令，也无法直接调用，提高了数据的安全性。

优化系统内核参数

调整文件描述符限制

Redis 在运行过程中可能会打开大量的文件描述符，默认的系统文件描述符限制可能无法满足需求。在 Linux 系统上，可以通过修改 /etc/security/limits.conf 文件来增加文件描述符限制。例如，将 Redis 用户（假设为 redis）的文件描述符限制设置为 65535：

redis soft nofile 65535
redis hard nofile 65535

修改完成后，需要重新登录或重启相关服务使设置生效。也可以在 Redis 启动脚本中通过 ulimit -n 65535 命令临时调整文件描述符限制。

优化网络参数

  1. TCP 连接参数：可以调整一些 TCP 连接相关的内核参数来优化 Redis 的网络性能。例如，增加 TCP 接受缓冲区大小和发送缓冲区大小。在 /etc/sysctl.conf 文件中添加以下内容：
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216

这些参数分别设置了 TCP 接收和发送缓冲区的最大和默认值。修改完成后，执行 sysctl -p 使设置生效。 2. 减少 TIME - WAIT 状态连接：在高并发网络环境下，大量的 TIME - WAIT 状态连接可能会占用系统资源。可以通过修改内核参数 net.ipv4.tcp_tw_reuse 和 net.ipv4.tcp_tw_recycle 来减少 TIME - WAIT 状态连接的数量。在 /etc/sysctl.conf 文件中添加：

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

同样，修改后执行 sysctl -p 使设置生效。但需要注意的是，tcp_tw_recycle 在某些网络环境下可能会导致问题，如 NAT 环境，使用时需要谨慎测试。

通过优化系统内核参数，可以提高 Redis 服务器在高并发场景下的性能和稳定性。

监控和日志配置

监控 Redis 性能

  1. Redis 内置监控工具：Redis 提供了 INFO 命令来获取服务器的各种信息，包括服务器运行状态、内存使用情况、客户端连接数、持久化状态等。可以通过 redis-cli 执行 INFO 命令：
redis-cli INFO

该命令会输出大量的信息，以 # Server、# Memory 等为分组展示。例如，要获取内存使用相关信息，可以查看 # Memory 部分：

# Memory
used_memory:938808
used_memory_human:916.02K
used_memory_rss:1888256
used_memory_rss_human:1.80M
...
  1. 外部监控工具：除了 Redis 内置的 INFO 命令，还可以使用一些外部监控工具，如 Prometheus 和 Grafana。Prometheus 可以定期从 Redis 采集指标数据，Grafana 则用于将这些数据可视化展示。首先，需要安装 Redis Exporter，它是一个将 Redis 指标暴露给 Prometheus 的工具。以 Ubuntu 为例，可以通过以下步骤安装：
wget https://github.com/oliver006/redis_exporter/releases/download/v1.39.0/redis_exporter-1.39.0.linux-amd64.tar.gz
tar xzf redis_exporter-1.39.0.linux-amd64.tar.gz
cd redis_exporter-1.39.0.linux-amd64
./redis_exporter --redis.addr=redis://localhost:6379 --redis.password=your_strong_password

然后，在 Prometheus 配置文件中添加 Redis Exporter 的数据源，在 Grafana 中导入 Redis 相关的仪表盘模板，就可以直观地监控 Redis 的各项性能指标。

日志配置

Redis 的日志配置在 redis.conf 文件中。可以通过 loglevel 参数设置日志级别，常见的日志级别有 debug、verbose、notice、warning。例如，将日志级别设置为 notice：

loglevel notice

debug 级别会记录最详细的日志信息，warning 级别只记录警告信息。可以根据实际需求选择合适的日志级别。日志文件路径通过 logfile 参数设置，默认情况下，日志输出到标准输出。如果希望将日志记录到文件，例如 /var/log/redis/redis.log，可以设置：

logfile /var/log/redis/redis.log

合理配置日志对于排查 Redis 运行过程中的问题非常重要。通过分析日志，可以了解 Redis 的运行状态、错误信息等。

多实例配置要点

多实例的应用场景

在一些情况下，需要在同一台服务器上运行多个 Redis 实例。例如，不同的业务模块需要使用独立的 Redis 实例，以实现资源隔离和数据安全。或者，为了充分利用服务器的多核 CPU 和内存资源，通过运行多个实例来提高整体性能。

配置多实例

  1. 复制配置文件：首先，复制一份 Redis 配置文件，例如，将 redis.conf 复制为 redis2.conf：
cp redis.conf redis2.conf
  1. 修改配置参数：在新的配置文件 redis2.conf 中，修改以下关键参数：
  • 端口号：将 port 参数修改为不同的值，如 6380。
  • PID 文件路径：默认的 Redis PID 文件为 /var/run/redis_6379.pid，为避免冲突，修改为 /var/run/redis_6380.pid。
  • 日志文件路径：修改 logfile 参数，如 /var/log/redis/redis2.log。
  • 数据文件路径：修改 dir 参数，指定不同的数据存储目录，如 /var/lib/redis/2。
  1. 启动多实例：启动新的 Redis 实例：
src/redis-server redis2.conf

可以通过同样的方式启动更多的 Redis 实例，每个实例使用不同的配置文件和端口号。在管理多实例时，可以使用不同的配置文件分别对每个实例进行参数调整、监控等操作。

通过以上全面且深入的 Redis 服务器初始化环境配置要点介绍，涵盖了从操作系统选择到多实例配置等各个方面，希望能帮助读者正确、高效地搭建和配置 Redis 服务器，以满足不同的业务需求。