Redis及其监控工具简介

作为现在web应用开发的黄金搭档，Redis正被广泛应用于存储session信息、权限信息、交易作业等热数据。但是Redis的数据可视化不便、数据查看维护困难、Redis状态监控、运维不易等问题也是我们经常会遇到的问题。作为一名性能测试人员，在工作当中不可避免会碰到系统使用Redis数据库。Redis的功能和性能非常出色，考虑篇幅问题，本文将会对Redis和常见的监控工具进行简单的介绍，后面有机会再分享Redis特性及性能相关的内容。

一、简要介绍

Redis（http://Redis.io）是一款开源的、高性能的键-值存储（key-value store），它是用ANSIC来编写。Redis的项目名是Remote Dictionary Server的缩写，但它常被称作是一款数据结构服务器（data structureserver）。Redis的键-值可以包括字符串（strings）、哈希（hashes）、列表（lists）、集合（sets）和有序集合（sorted sets）等数据类型。对这些数据类型可以执行原子操作，例如：对字符串进行附加操作（append）、递增哈希中的值、向列表中增加元素、计算集合的交集、并集与差集等。

为了获得优异的性能，Redis采用了内存中（in-memory）数据集（dataset）的方式。根据使用场景的不同，可以每隔一段时间将数据集转存到磁盘上来持久化数据，或者在日志尾部追加每一条操作命令。

Redis同样支持主-从复制（master-slave replication），并且具有非常快速的非阻塞首次同步(non-blockingfirst synchronization)、网络断开自动重连等功能。同时Redis还具有其它一些特性，其中包括简单的check-and-set机制、pub/sub和配置设置等，以便使得Redis能够表现得更像缓存（cache）。此外，Redis还提供了丰富的客户端，以便支持现阶段流行的大多数编程语言。 Redis内部结构图如下所示：

各功能模块说明如下：

File Event：处理文件事件(在多个客户端中实现多路复用，接受它们发来的命令请求（读事件），并将命令的执行结果返回给客户端（写事件）；

Time Event：时间事件(更新统计信息，清理过期数据，附属节点同步，定期持久化等)；

AOF：命令日志的数据持久化；

RDB：实际的数据持久化；

Lua Environment ：Lua 脚本的运行环境。为了让 Lua 环境符合 Redis 脚本功能的需求，Redis 对 Lua 环境进行了一系列的修改，包括添加函数库、更换随机函数、保护全局变量等等；

Command table(命令表)：在执行命令时，根据字符来查找相应命令的实现函数；

Share Objects（对象共享）：主要存储常见的值：a.各种命令常见的返回值，例如返回值OK、ERROR、WRONGTYPE等字符；

b.小于redis.h/REDIS_SHARED_INTEGERS(默认1000)的所有整数。通过预分配的一些常见的值对象，并在多个数据结构之间共享对象，程序避免了重复分配的麻烦。也就是说，这些常见的值在内存中只有一份；

Databases：Redis数据库是真正存储数据的地方。当然，数据库本身也是存储在内存中的。一个数据库，在内存中的数据结构如下图所示：

Redis对于Linux是官方支持，普通使用按照官方指导即可安装成功，这里对于Redis安装本文不再详述。下面介绍一下Redis监控方面的内容。

二、Reids监控

性能测试当中，尤其是针对Redis的性能测试，如和做好Redis监控是至关重要的，redis自带有命令行的监控工具，也有一些基于这些命令行而还发的工具，其中一些是具有图形界面的，这里主要介绍以下四个监控工具。

1. redis-faina

redis-faina是由Instagram开发并开源的一个Redis查询分析小工具。Instagram团队曾经使用PGFouine来作为其PostgreSQL的查询分析工具，他们觉得Redis也需要一个类似的工具来进行query分析工作，于是开发了redis-faina。　　redis-faina是通过Redis的MONITOR命令来实现的，通过对在Redis上执行的query进行监控，统计出一段时间的query特性。下面就是其使用方法简介：

下载使用：

测试结果如下：

统计的内容有Overall Stats（总体统计数据）、Top Prefixe（按key前缀统计）、Top Keys（操作最频繁的key）、Top Command（执行最多的命令）、Command Time（microsecs）（命令执行时长）、Heaviest Commands（microsecs）（耗时最多的命令）、Slowest Calls（最慢的命令）。

图中展示了一些实时的数据，从上面结果我们可以看到对Redis的操作规律，比如针对哪些key在进行操作，进行了什么操作，这些操作的效率如何等相关有用信息。

由于Redis的MONITOR 也对性能有所影响，所以建议在使用时不要一直开启MONITOR来分析。可以采用定时抽样一段时间来做样本分析推荐使用，但redis版本必须大于2.4。

2. redisLive

RedisLive是一款用Python编写的Redis图形监控工具安装Redis图形监控工具既然RedisLive由Python编写，那么Python环境是必不可少的，一般Linux默认都安装了Python，如需安装或者更新网上提供很多教程。RedisLive的原理很简单，就是通过监控脚本来利用Redis提供的MONITOR命令从被监控Redis实例中获取数据并存储到Redis的监控实例中来做数据分析。RedisLive以可视化的方式展示了Redis实例中的数据，分析查询模式和峰值。

下载安装使用：

在浏览器中输入：http://10.20.111.188:8888/index.html 即可看到下图。

上图中监控数据不多，下面给出一张官网的效果图。

一个web界面，可以同时监控多个redis实例，做集中监控比较好。

3. redis-stat

Redis-stat用Ruby写成的监控Redis的程序，本身基于Redis的info命令封装而成。通常来说，不会像基于MONITOR命令的监控工具一样，对Redis本身有性能上的影响。redis-stat可以监控Redis的实例，一方面可以像vmstat一样，把状态信息从终端输出，另一方面也可以通过基于嵌入式的web server使用dashboard页面查看状态信息。

运行环境安装：

redis-stat安装：

redis-stat的具体用法：

redis-stat的命令行模式：

redis-stat的web模式：

效果图如下：

运行web模式：

在浏览器中输入 http://10.20.111.188:8080/ 结果如下：

此工具既有命令行又有web界面，可以放到后台运行，ruby开发的，数据比redis-live感觉直观，唯一的缺点是如果同时监控多个redis实例，不能单独显示每一个实例的数据信息，貌似是总和。

4. redis-monitor

monitor是一个调试命令，用JAVA编写的，返回服务器处理的每一个命令，它有助于我们了解在数据库上发生了什么操作，可以通过redis-cli和telnet命令使用。使用sigint (Ctrl-C)来停止通过redis-cli使用monitor命令返回的输出，使用quit命令来停止通过telnet使用monitor返回的输出。

由于MONITOR命令返回服务器处理的所有的命令，所以在性能上会有一些消耗。做集中监控使用redis-live、命令行使用redis-stat，可能会比较合适，另外也可根据自己的情况自行编写，总之就是根据info和monitor命令来获取并展示信息。

相对于命令行工具来说，图形化监控Redis结果更加美观、直接，但是同时图形化的工具安装起来也比较麻烦。有些甚至会对Redis的性能造成一定的影响，是实际的项目中，可以根据自己想要的监控结果来选择合适的监控工具。

参考资料：

http://blog.csdn.net/dc_726/article/details/47699739

http://redis.majunwei.com/

http://www.redis.net.cn/tutorial/3502.html

http://www.cnblogs.com/Leo_wl/p/5870006.html

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