Redis

一、Redis简介

1、redis是什么

Redis全名REmote DIctionary Server 是一个由 Salvatore Sanfilippo 写的 key-value 存储系统，是跨平台的非关系型数据库。

Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议、支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值对(Key-Value)存储数据库，并提供多种语言的 API。

Redis 通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是字符串(String)、哈希(Hash)、列表(list)、集合(sets)和有序集合(zset/sorted sets)等类型。

2、redis特点

Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

3、Redis与其他key-value存储的不同

Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

4、redis应用场景

①配合关系型数据库做高速缓存

高频次，热门访问的数据，可以存储在redis中，降低数据库IO

作为布隆过滤器，抵御网络攻击

②多样的数据结构存储持久化数据

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二、Redis安装

1、下载redis

# 需要有wget工具，没有的话安装wget
yum -y install wget
# 下载redis
wget http://download.redis.io/releases/redis-6.2.1.tar.gz
# 解压redis
tar -zxvf redis-6.2.1.tar.gz

2、安装c语言的编译环境

# Centos7 gcc版本默认4.8.3，yum 上版本也是4.8.3，所以无法使用yum进行软件更新，所以使用scl。
# scl软件集(Software Collections),是为了给 CentOS 用户提供一种以方便、安全地安装和使用应用程序和运行时环境的多个（而且可能是更新的）版本的方式，同时避免把系统搞乱
# 安装scl源：
yum install centos-release-scl scl-utils-build
# 安装devtoolset
yum install -y devtoolset-8-toolchain
# 激活gcc版本，使其生效
scl enable devtoolset-8 bash
# 测试gcc版本
gcc --version
# scl命令启用只是临时的，退出shell或重启就会恢复原系统gcc版本，如果要长期使用gcc 8的话，运行如下命令
echo "source /opt/rh/devtoolset-8/enable" >>/etc/profile

3、编译redis

# 进入redis安装好的文件里
cd redis-6.2.1
# 执行make命令开始编译
make
# 如果没有准备好C语言编译环境，make 会报错—Jemalloc/jemalloc.h：没有那个文件
# 解决方案运行 make distclean，安装好c语言编译环境后再执行make

# 跳过make test
make install

4、启动redis

redis安装目录：/usr/local/bin

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redis-benchmark:性能测试工具，可以在自己本子运行，看看自己本子性能如何

redis-check-aof：修复有问题的AOF文件，rdb和aof后面讲

redis-check-dump：修复有问题的dump.rdb文件

redis-sentinel：Redis集群使用

redis-server：Redis服务器启动命令

redis-cli：客户端，操作入口

①前台启动redis(不推荐)

# 命令行窗口不能关闭，否则服务器停止
/usr/local/bin/redis-server

②后台启动

# 进入redis安装好的文件里
cd redis-6.2.1
# 拷贝一份redis.conf
mkdir conf
cp ./redis.conf ./conf/
# 修改./conf/redis.conf后台启动设置daemonize no改成yes（第128行）
# 启动redis
/usr/local/bin/redis-server /opt/modules/redis-6.2.1/conf/redis.conf
# 启动客户端
redis-cli
# 多端口启动可以：redis-cli -p6379
# 关闭客户端
redis-cli shutdown
# 多实例关闭，指定端口关闭：redis-cli -p 6379 shutdown

③redis.conf 配置项

序号	配置项	说明
1	daemonize no	Redis 默认不是以守护进程的方式运行，可以通过该配置项修改，使用 yes 启用守护进程
2	pidfile /var/run/redis.pid	当 Redis 以守护进程方式运行时，Redis 默认会把 pid 写入 /var/run/redis.pid 文件，可以通过 pidfile 指定
3	port 6379	指定 Redis 监听端口，默认端口为 6379
4	rdbcompression yes	指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为 yes
5	dbfilename dump.rdb	指定本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb
6	dir ./	指定本地数据库存放目录

三、redis命令

1、redis key操作命令

序号	命令	说明
1	keys *	查看当前库所有key，也可以用于匹配，如a结尾的key：a。
2	exists	判断某个key是否存在。
3	type	返回 key 所储存的值的类型。
4	del	删除指定的key数据。
5	unlink	根据value选择非阻塞删除，即仅将keys从keyspace元数据中删除，真正的删除会在后续异步操作。
6	expire	为给定的key设置过期时间。
7	ttl	查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期。
8	select	默认有16个库从0-15。
9	dbsize	查看当前数据库的key的数量。
10	flushdb	清空当前库。
11	flushall	清空全部库。

2、Redis value为string类型命令

String是Redis最基本的类型，String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

String类型是Redis最基本的数据类型，一个Redis中字符串value最多可以是512M

序号	命令	说明
1	set [EX\|PX]	设置指定 key 的值,EX为设置key的超时秒数,PX为设置key的超时毫秒数，与EX互斥。
2	get	查询对应键值。
3	append	将给定的value追加到原值的末尾。
4	strlen	获得对应key的值的长度。
5	setnx	只有在 key 不存在时设置 key 的值。
6	incr	将 key 中储存的数字值增1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为1。
7	decr	将 key 中储存的数字值减1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1。
8	incrby / decrby <步长>	将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。
9	mset …	同时设置一个或多个 key-value对。
10	mget …	同时获取一个或多个 value 。
11	msetnx …	同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在。原子性，有一个失败则都失败。
12	getrange <起始位置> <结束位置>	获得值的范围，类似java中的substring，左闭右闭。
13	setrange <起始位置>	用 value 覆写key所储存的字符串值，从起始位置开始(索引从0开始)。
14	setex <过期时间>	设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。
15	getset	以新换旧，设置了新值同时获得旧值。

3、Redis value为List类型命令

Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。

它的底层实际是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

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List的数据结构为快速链表quickList,数据较少时使用的是一块连续的内存，结构为ziplist，当数据较多时，就会转化为quicklist，将ziplist通过双向指针链接起来

序号	命令	说明
1	lpush/rpush …	从左边/右边插入一个或多个值。
2	lpushx/rpushx …	将一个或多个值插入到已存在的列表的左边/右边。
3	lpop/rpop	从左边/右边吐出一个值。当没有值时，这个键会被删除。
4	blpop/brpop …	从左边/右边吐出一个值。当没有值时，会阻塞列表直到等待超过timeout秒或发现可弹出元素为止。
4	rpoplpush	从key1列表右边吐出一个值，插到key2列表左边。
5	lrange	按照索引下标获得元素(从左到右)当start=0，stop=1时展示全部value。
6	lindex	按照索引下标获得元素(从左到右)。
7	llen	获得列表长度。
8	linsert before/after	在value的前面/后面插入newvalue，如果有多个value的话会在第一个找到的value前/后插入newvalue。
9	lrem	从左边删除n个value(从左到右)。
10	lset	将列表key下标为index的值替换成value。
11	ltrim	让列表只保留[start,stop]内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除。从0开始。

4、Redis value为Set类型命令

Set数据结构是dict字典，字典是用哈希表实现的，redis的set是string类型的无序集合。它底层是一个value为null的hash表

序号	命令	说明
1	sadd …	将一个或多个 value 元素加入到集合 key 中，已经存在的 value 元素将被忽略。
2	smembers	取出该集合的所有值。
3	sismember	判断集合 key 是否为含有该 value 值，有1，没有0。
4	scard	返回该集合的元素个数。
5	srem …	删除集合中一个或多个元素。
6	spop	移除并返回集合中的一个随机元素
7	srandmember	随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除。
8	smove	将value元素从source集合移动到destination集合。
9	sinter	返回两个集合的交集元素。
10	sunion	返回两个集合的并集元素。
11	sdiff	返回两个集合的差集元素(key1中的，不包含key2中的)

5、Redis value为Hash类型命令

Redis hash是一个string类型的hash表

序号	命令	说明
1	hset	给 key 集合中的 field 键赋值 value。
2	hget	从 key 集合的 field 键中取出 value。
3	hgetall	获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值。
4	hmset …	批量设置key的值。
5	hmget …	获取所有给定 field 键的值。
6	hexists	查看哈希表 key 中，给定的 field 键是否存在。
7	hkeys	列出该hash集合的所有field。
8	hvals	列出该hash集合的所有value。
9	hincrby	为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量，当且仅当 field 对应的值可以转化为int。
10	hincrbyfloat	为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量，当且仅当 field 对应的值可以转化为float。
11	hsetnx	将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ，当且仅当域 field 不存在。
12	hdel …	删除一个或多个哈希表字段。

6、Redis value为Zset类型命令

Redis有序集合zset与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。

不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分（score）,这个评分 score 被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复了。

对于有序集合的底层实现，可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除；平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂；链表查询需要遍历所有效率低。Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树，实现远比红黑树简单。

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序号	命令	说明
1	zadd …	将一个或多个 value 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。
2	zcard	获取有序集合的成员数
3	zrange [withscores]	返回有序集 key 中，下标在[start,stop]之间的元素;带withscores，可以让分数一起和值返回到结果集。
4	zrangebyscore [withscores] [limit]	返回有序集 key 中，所有 score 值在[min,max]之间的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列;limit表示返回前几条数据。
5	zrevrangebyscore [withscores] [limit]	同上，改为从大到小排列。
6	zincrby	为元素的score加上增量。
7	zrem	删除 key 集合下，指定值的元素。
8	zcount	统计该集合，score 值在[min,max]区间内的元素个数
9	zrank	返回该值在集合中的排名，从0开始。
10	zinterstore	计算给定的一个或多个有序集的交集的前 num 项并将结果集存储在新的有序集合 key 中