Windows Server 安装和配置 Redis 缓存服务 – wiki基地

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Windows Server 上安装与配置 Redis 缓存服务详解

Redis (Remote Dictionary Server) 是一款开源的、基于内存的、键值对存储数据库，以其卓越的性能、丰富的数据结构和灵活性而闻名。它通常用作数据库、缓存和消息代理。尽管 Redis 的原生开发和最佳性能环境是 Linux，但在某些特定场景下，或者当团队技术栈更偏向 Windows 时，在 Windows Server 上部署 Redis 也是一种可行的选择。本文将详细阐述在 Windows Server 上安装和配置 Redis 服务的过程、注意事项及最佳实践。

1. Redis 简介与在 Windows 上的考量

1.1 Redis 的核心特性

  • 高性能：数据存储在内存中，读写速度极快，QPS（每秒查询率）可达数十万。
  • 丰富的数据类型：支持 Strings, Hashes, Lists, Sets, Sorted Sets (ZSets), Streams, HyperLogLogs, Bitmaps, Geospatial indexes 等。
  • 持久化：支持 RDB（快照）和 AOF（追加日志）两种持久化方式，确保数据在服务重启后不丢失。
  • 原子操作：所有操作都是原子的，保证了并发场景下的数据一致性。
  • 主从复制：支持数据异步复制，实现高可用和读写分离。
  • 发布/订阅：内置消息发布/订阅功能。
  • Lua 脚本：允许用户通过 Lua 脚本执行复杂的原子操作。

1.2 为何在 Windows Server 上使用 Redis？

虽然 Linux 是 Redis 的首选平台，但在以下情况下，Windows Server 部署可能被考虑：

  • 现有 Windows 生态系统：企业已经拥有成熟的 Windows Server 基础设施和运维团队。
  • .NET 应用集成：.NET 应用程序可以方便地通过客户端库（如 StackExchange.Redis）与 Windows 上的 Redis 服务集成。
  • 开发与测试环境：开发者可能希望在本地 Windows 开发机或 Windows 测试服务器上快速搭建 Redis 环境。

1.3 Windows 上的 Redis 版本考量

官方 Redis 项目不直接维护 Windows 版本。然而，早期微软的 Microsoft Open Tech (MSOpenTech) 团队维护了一个 Windows 移植版本，但此项目已不再活跃。目前，在 Windows 上运行 Redis 主要有以下几种方式：

  1. MSOpenTech 的旧版 MSI/ZIP 包：这些版本（通常是 Redis 3.x）仍然可以在 GitHub 上找到，对于非关键性应用或开发测试可能够用。
  2. Memurai：一个商业公司提供的、与 Redis API 兼容的 Windows 原生解决方案。它声称针对 Windows 进行了优化，并提供商业支持。
  3. Windows Subsystem for Linux (WSL/WSL2)：这是目前在 Windows 上运行最新版 Redis 的推荐方式。WSL2 提供了完整的 Linux 内核，性能接近原生 Linux。
  4. Docker Desktop for Windows：通过 Docker 容器运行官方的 Linux 版 Redis 镜像，这也是一种非常流行和推荐的方式。

本文将重点介绍使用 MSOpenTech 的旧版 MSI 包（作为一种简便的入门方式）和 WSL2（作为更现代和推荐的方式）进行安装和配置。

2. 先决条件

  • Windows Server 版本：Windows Server 2012 R2, 2016, 2019, 2022 或更高版本。对于 WSL2，建议使用 Windows Server 2019 (Build 17763+) 或 Windows 10 (Build 19041+) 及更高版本。
  • 管理员权限：安装和配置服务需要管理员权限。
  • 网络配置：确保服务器防火墙允许 Redis 服务端口（默认为 6379）的通信（如果需要从其他机器访问）。
  • (可选) WSL2 支持：如果选择 WSL2 方式，确保服务器硬件支持虚拟化，并在 BIOS/UEFI 中启用。

3. 安装 Redis

3.1 方法一：使用 MSOpenTech 的 MSI 安装包 (Redis 3.x)

这种方法相对简单，但获取的是较旧版本的 Redis。

步骤 1：下载安装包

前往 MSOpenTech Redis 项目的 GitHub Release 页面：
https://github.com/microsoftarchive/redis/releases

通常你会找到 .msi (安装程序) 和 .zip (便携版) 文件。对于服务化部署，推荐使用 .msi 安装包。例如，下载 Redis-x64-3.0.504.msi (根据你的系统架构选择)。

步骤 2：运行 MSI 安装程序

  1. 双击下载的 .msi 文件启动安装向导。
  2. 点击 “Next”。
  3. 接受许可协议，点击 “Next”。
  4. 选择安装路径：默认路径通常是 C:\Program Files\Redis。你可以根据需要修改。
  5. 勾选 “Add the Redis installation folder to the PATH environment variable”：这将允许你在任何命令提示符窗口中直接运行 redis-cli 和 redis-server 命令。
  6. 配置端口和防火墙：
    • Port：默认是 6379。如果此端口已被占用或有其他安全考虑，可以修改。
    • Firewall：勾选 “Add an exception to the Windows Firewall for port [6379]”，以便其他机器可以访问此 Redis 服务。如果不勾选，之后需要手动配置防火墙规则。
  7. 配置内存限制：
    • Set the max memory limit for Redis：这是一个重要的设置。建议设置一个明确的上限，以防止 Redis 耗尽服务器所有内存。例如，如果服务器有 16GB 内存，你可以为 Redis 分配 2GB 到 8GB，具体取决于其他应用的需求。输入值时单位是 MB (例如 2048 表示 2GB)。如果不设置，Redis 可能会使用所有可用内存。
  8. 点击 “Install” 开始安装。
  9. 安装完成后，点击 “Finish”。

步骤 3：验证安装

安装程序通常会自动将 Redis注册为 Windows 服务并启动它。

  1. 打开命令提示符 (CMD) 或 PowerShell。
  2. 输入 redis-cli 并回车。
  3. 如果连接成功，你会看到类似 127.0.0.1:6379> 的提示符。
  4. 输入 PING，如果服务器响应 PONG，则表示 Redis 服务正在运行。
  5. 输入 INFO 可以查看 Redis 服务器的详细信息。
  6. 输入 QUIT 退出 redis-cli。

你也可以通过 “服务” (services.msc) 管理单元查看 Redis 服务状态。服务名称通常是 “Redis”。

3.2 方法二：使用 Windows Subsystem for Linux 2 (WSL2)

WSL2 提供了在 Windows 上运行原生 Linux 二进制文件的能力，性能远超 WSL1，并且可以运行最新版本的 Redis。这是在 Windows 上获得接近原生 Linux 体验和性能的最佳方式。

步骤 1：启用 WSL 和虚拟机平台功能

以管理员身份打开 PowerShell，执行以下命令：

powershell
dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart
dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

执行完毕后，重启计算机 以使更改生效。

步骤 2：将 WSL2 设置为默认版本 (可选但推荐)

重启后，以管理员身份打开 PowerShell，执行：

powershell
wsl --set-default-version 2

如果看到提示需要更新内核组件，请访问 https://aka.ms/wsl2kernel 下载并安装 Linux 内核更新包。

步骤 3：安装 Linux 发行版

可以从 Microsoft Store 安装 Linux 发行版 (如 Ubuntu, Debian)。对于服务器环境，你可能需要手动下载和安装。以 Ubuntu 20.04 LTS 为例：

  1. 打开 PowerShell。
  2. 下载发行版：Invoke-WebRequest -Uri https://aka.ms/wslubuntu2004 -OutFile Ubuntu.appx -UseBasicParsing
  3. 安装发行版：Add-AppxPackage .\Ubuntu.appx (注意路径)

或者，更简单的方式是在 PowerShell 中使用 wsl --install -d <DistroName> (例如 wsl --install -d Ubuntu-20.04)。

首次启动发行版时 (例如，在开始菜单找到 “Ubuntu 20.04 LTS” 并运行)，会提示你设置一个 Linux 用户名和密码。

步骤 4：在 WSL2 的 Linux 发行版中安装 Redis

  1. 启动你的 Linux 发行版 (例如，通过在 PowerShell 中输入 wsl 或 ubuntu2004)。

  2. 更新包列表并升级现有包：

    bash
    sudo apt update
    sudo apt upgrade -y
    3. 安装 Redis 服务器：

    bash
    sudo apt install redis-server -y
    4. 验证 Redis 服务状态 (Ubuntu 通常会自动启动)：

    bash
    sudo service redis-server status
    或
    bash
    redis-cli PING
    如果返回 PONG，则表示 Redis 正在运行。

步骤 5：配置 Redis 在 WSL2 中随系统启动 (可选)

默认情况下，WSL2 中的服务不会随 Windows 启动而自动启动，而是在 WSL 实例首次被访问时启动。如果需要 Redis 服务在 Windows 启动后就能在 WSL 中可用，可以考虑：

  • 创建一个 Windows 计划任务，在系统启动时执行 wsl.exe sudo service redis-server start。
  • 或者，在 WSL 的 ~/.bashrc 或 /etc/profile.d/ 下添加启动脚本 (但这只在登录 WSL shell 时触发)。

对于需要持续运行的服务，通常的做法是确保 WSL 实例保持活动状态。

访问 WSL2 中的 Redis

从 Windows 主机或其他机器访问 WSL2 中的 Redis 时，WSL2 会将 Linux 端口映射到 Windows 主机。通常你可以直接使用 localhost:6379 (或你配置的端口) 从 Windows 应用程序连接到 WSL2 中的 Redis。如果 WSL2 的 IP 地址发生变化（较少见），你可能需要通过 wsl hostname -I 获取 WSL 实例的 IP 地址。

4. Redis 配置 (redis.conf)

无论哪种安装方式，Redis 的核心配置都通过 redis.conf 文件进行管理。

4.1 定位 redis.conf 文件

  • MSI 安装：通常位于 Redis 安装目录下，例如 C:\Program Files\Redis\redis.windows.conf 或 C:\Program Files\Redis\redis.windows-service.conf (用于服务)。
  • WSL2 (Ubuntu)：通常位于 /etc/redis/redis.conf。

强烈建议在修改配置文件前先备份它。

4.2 关键配置项详解

使用文本编辑器 (如 Notepad++ 或 VS Code，对于 WSL2 中的文件，可以使用 sudo nano /etc/redis/redis.conf) 打开配置文件。

  1. bind：

    • bind 127.0.0.1 (默认): Redis 只接受来自本机的连接。这是最安全的设置，如果你的应用程序和 Redis 在同一台服务器上。
    • bind 0.0.0.0: Redis 接受来自所有网络接口的连接。如果你需要从其他机器访问 Redis，则需要此设置，但务必配合防火墙和密码进行保护。
    • bind <specific-ip-address>: Redis 只接受来自指定 IP 地址的连接。
    • 对于 WSL2，如果希望从 Windows 主机或其他网络主机访问，需要设置为 bind 0.0.0.0 或 WSL 实例的 IP 地址。

  2. port：

    • port 6379 (默认): Redis 监听的端口。可以修改为其他端口以增加安全性或避免冲突。

  3. requirepass：

    • # requirepass foobared (默认注释掉): 设置客户端连接 Redis 时需要提供的密码。
    • 强烈建议取消注释并设置一个强密码：requirepass YourStrongPasswordHere。这是保护 Redis 最基本也是最重要的安全措施。

  4. maxmemory：

    • # maxmemory <bytes> (默认注释掉): 设置 Redis 可以使用的最大内存量。当达到此限制时，Redis 会根据 maxmemory-policy 来处理。
    • 强烈建议设置此值，以防止 Redis 耗尽服务器内存。例如：maxmemory 2gb (支持 kb, mb, gb 等单位，不区分大小写)。
    • 对于 MSI 安装，安装过程中可能已经设置过此值。

  5. maxmemory-policy：

    • # maxmemory-policy noeviction (默认): 当内存达到 maxmemory 限制时，新的写入操作会返回错误。
    • 其他常用策略：
      • allkeys-lru: 移除最近最少使用的键。
      • volatile-lru: 仅从设置了过期时间的键中移除最近最少使用的。
      • allkeys-random: 随机移除键。
      • volatile-random: 仅从设置了过期时间的键中随机移除。
      • volatile-ttl: 移除过期时间最早的键。
    • 选择合适的策略取决于你的应用场景。allkeys-lru 是常见的缓存策略。
    • 例如：maxmemory-policy allkeys-lru

  6. logfile：

    • logfile "" (默认，MSI 版可能指向一个文件): 指定日志文件的路径。
    • MSI 安装版通常会自动配置日志文件，例如 C:\Program Files\Redis\redis_log.txt。
    • WSL2 版通常是 /var/log/redis/redis-server.log。
    • 可以修改为：logfile "/path/to/your/redis.log" (WSL2) 或 logfile "C:\RedisData\logs\redis.log" (Windows)。确保 Redis 进程对该路径有写入权限。

  7. loglevel：

    • loglevel notice (默认): 日志级别。可选值有 debug, verbose, notice, warning。生产环境通常使用 notice 或 warning。

  8. 持久化配置：

    • RDB 快照 (Snapshotting)：

      • save <seconds> <changes>: 定义触发 RDB 快照的条件。例如：
        save 900 1 # 900秒内至少1个key改变
        save 300 10 # 300秒内至少10个key改变
        save 60 10000 # 60秒内至少10000个key改变
      • dbfilename dump.rdb (默认): RDB 文件名。
      • dir ./ (默认): RDB 和 AOF 文件存放目录。对于 MSI 安装，这通常是 Redis 安装目录。对于 WSL2，通常是 /var/lib/redis。建议修改为一个专门的数据存储目录，例如 dir C:\RedisData\data (Windows) 或 dir /var/redis_data (WSL2)。确保 Redis 进程有权限。

    • AOF (Append Only File)：

      • appendonly no (默认): 禁用 AOF。
      • appendonly yes: 启用 AOF。AOF 提供更好的数据持久性（通常最多丢失1秒的数据）。
      • appendfilename "appendonly.aof" (默认): AOF 文件名。
      • appendfsync everysec (默认): 每秒同步一次 AOF 文件到磁盘。还有 always (每次写入都同步，最安全但最慢) 和 no (由操作系统决定何时同步，最快但最不安全)。everysec 是一个很好的折中。

    同时启用 RDB 和 AOF 是可以的。当 Redis 重启时，如果 AOF 开启，会优先从 AOF 文件恢复数据，因为它通常更完整。

4.3 应用配置更改

修改完 redis.conf 文件后，需要重启 Redis 服务才能使更改生效。

  • MSI 安装 (Windows 服务)：

    1. 打开 “服务” (services.msc)。
    2. 找到 “Redis” 服务。
    3. 右键点击，选择 “重新启动”。

  • WSL2 (Linux 服务)：

    1. 在 WSL2 的 Linux 终端中执行：
      bash
      sudo service redis-server restart

5. 管理 Redis 服务

5.1 Windows 服务 (MSI 安装)

  • 启动服务：net start Redis (在 CMD 中以管理员身份) 或通过 services.msc。
  • 停止服务：net stop Redis 或通过 services.msc。
  • 查看状态：通过 services.msc。
  • 卸载服务：如果需要手动将 Redis 注册为服务或卸载服务（例如，使用 ZIP 包安装时）：
    • 注册服务：redis-server --service-install redis.windows.conf --loglevel verbose --service-name "MyRedisService"
    • 卸载服务：redis-server --service-uninstall --service-name "MyRedisService"
    • 启动服务：redis-server --service-start --service-name "MyRedisService"
    • 停止服务：redis-server --service-stop --service-name "MyRedisService"
      (确保 redis.windows.conf 是你实际的配置文件名，--service-name 是可选的自定义服务名)

5.2 Linux 服务 (WSL2)

  • 启动服务：sudo service redis-server start
  • 停止服务：sudo service redis-server stop
  • 重启服务：sudo service redis-server restart
  • 查看状态：sudo service redis-server status
  • 设置为开机自启 (systemd)：
    bash
    sudo systemctl enable redis-server
    sudo systemctl start redis-server
    (注意：WSL2 对 systemd 的原生支持需要较新版本的 WSL。如果 systemctl 不可用，则 service 命令是主要方式。)

6. 测试 Redis 连接与操作

使用 redis-cli (Redis 命令行界面) 进行测试。

  1. 打开 CMD 或 PowerShell (对于 MSI 安装) 或 WSL2 终端。

  2. 连接到 Redis：

    • 如果 Redis 在本机且未设置密码：redis-cli
    • 如果 Redis 在本机，端口为 6380：redis-cli -p 6380
    • 如果 Redis 在远程主机 192.168.1.100，端口 6379，密码 YourStrongPasswordHere：
      redis-cli -h 192.168.1.100 -p 6379 -a YourStrongPasswordHere
    • 如果已连接，但需要认证：AUTH YourStrongPasswordHere

  3. 基本操作：

    • PING -> (应返回 PONG)
    • SET mykey "Hello Windows Redis" -> (应返回 OK)
    • GET mykey -> (应返回 "Hello Windows Redis")
    • INCR counter -> (返回递增后的数字)
    • DEL mykey -> (返回 1 表示成功删除一个键)
    • FLUSHALL -> (清空所有数据库的所有键，慎用！ )
    • INFO memory -> (查看内存使用情况)
    • QUIT -> (退出 redis-cli)

7. 安全加固

Redis 暴露在公网而未加保护是非常危险的。以下是关键安全措施：

  1. 设置强密码 (requirepass)：已在配置部分强调，这是最重要的。
  2. 绑定到特定 IP (bind)：如果 Redis 不需要被网络上所有机器访问，将其绑定到 127.0.0.1 (仅本机) 或特定的内部 IP 地址。
  3. 防火墙：
    • Windows 防火墙：确保只允许受信任的 IP 地址或网络访问 Redis 端口 (默认为 6379)。MSI 安装时可以选择自动添加规则，否则需手动配置。
    • WSL2：WSL2 的网络行为更像一个独立的虚拟机。Windows 防火墙规则也适用于 WSL2 暴露的端口。
  4. 重命名或禁用危险命令 (rename-command)：
    在 redis.conf 中，你可以重命名或禁用一些高危命令，如 FLUSHALL, FLUSHDB, KEYS, CONFIG 等，以防止误操作或恶意攻击。
    例如，禁用 FLUSHALL：
    rename-command FLUSHALL ""
    例如，将 CONFIG 重命名为一个难以猜测的字符串：
    rename-command CONFIG "VERY_SECRET_CONFIG_CMD_aXbYcZ"
  5. 以非特权用户运行 (Linux/WSL2)：虽然 MSI 安装的 Windows 服务有其自己的用户上下文，但在 Linux/WSL2 环境中，确保 Redis 服务不是以 root 用户运行（apt install redis-server 通常会创建一个 redis 用户来运行服务）。
  6. SSL/TLS 加密 (高级)：对于敏感数据传输，可以考虑使用 SSL/TLS 代理 (如 stunnel 或 Nginx) 来加密 Redis 通信，或者使用支持 SSL/TLS 的 Redis 版本 (官方从 Redis 6 开始原生支持 SSL/TLS，但 MSOpenTech 的旧版 Windows 包不支持)。在 WSL2 中运行最新版 Redis 可以利用此特性。
  7. 定期更新：虽然 Windows 原生版更新较慢，但如果你使用 WSL2 或 Docker，应定期更新 Redis 到最新稳定版以获取安全补丁和新功能。

8. 性能考量与优化 (简述)

  • 内存：确保为 Redis 分配足够的 maxmemory，并为操作系统和其他应用留出余地。
  • 持久化策略：AOF 通常比 RDB 更安全，但 appendfsync everysec 会有少量性能开销。如果对数据丢失容忍度较高，可以调整 save 参数或完全依赖 RDB。
  • 网络延迟：将 Redis 服务器尽可能靠近应用程序服务器部署。
  • 客户端连接池：应用程序应使用连接池来管理与 Redis 的连接，避免频繁创建和销毁连接。
  • 避免慢查询：避免使用如 KEYS * 这样会阻塞服务器的命令，尤其是在大数据集上。使用 SCAN 代替 KEYS。
  • 数据结构优化：根据场景选择合适的 Redis 数据结构。
  • MSI vs WSL2：普遍认为 WSL2 上的 Redis 性能会优于旧的 MSOpenTech Windows 移植版，因为它更接近原生 Linux 环境。

9. 故障排查

  • 无法连接：
    • 检查 Redis 服务是否正在运行。
    • 检查 bind 配置是否允许你的客户端 IP 连接。
    • 检查防火墙规则是否允许 Redis 端口。
    • 检查密码是否正确 (AUTH 或 redis-cli -a password)。
  • 服务无法启动：
    • 查看 Redis 日志文件 (logfile 配置项指定的位置)。
    • 查看 Windows 事件查看器 (系统日志或应用程序日志) 中是否有相关错误 (针对 Windows 服务)。
    • 检查配置文件语法是否正确。
    • 检查端口是否被其他程序占用 (netstat -ano | findstr "6379").
  • 内存不足：
    • 调整 maxmemory 和 maxmemory-policy。
    • 分析键空间，删除不必要的键或设置过期时间。

10. 结论

在 Windows Server 上安装和配置 Redis 服务是完全可行的，尤其是在利用 WSL2 或 Docker 等现代化技术时。虽然 MSOpenTech 的旧版 MSI 安装包提供了一种快速入门的方式，但对于生产环境或追求更好性能和最新特性的场景，强烈推荐使用 WSL2 运行标准的 Linux 版 Redis。

无论选择哪种方式，正确的配置（特别是内存限制、密码保护和持久化策略）以及健全的安全措施（如防火墙和命令重命名）对于确保 Redis 服务的稳定、高效和安全运行至关重要。通过本文的指引，你应该能够在 Windows Server 环境中成功部署和管理 Redis 缓存服务，为你的应用程序提供强大的性能支持。

希望这篇文章能满足你的要求！它涵盖了安装、配置、管理、安全和故障排查等多个方面，并提供了两种主要的安装路径。

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