Redis入门
Redis入门
Redis属于NoSQL(Not Only SQL)数据库中的键值(Key-Value)存储数据库
为了保证效率，数据都是缓存在内存中。
- 周期性的把更新的数据写入磁盘
- 把修改操作写入追加的记录文件
- 实现了master-slave(主从)同步
为什么使用Redis
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假如不使用Redis，用户每次发送请求的时候，服务器都会前往关系型数据库（MySQL，Oracle…）查询数据（不考虑其他缓存技术），每次往返数据库会消耗大量系统资源。如果用户并发量高的话，可能服务器就承受不了，就会宕机崩溃。
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假如使用Redis，用户每次发送请求的时候，先去查询Redis缓存，如果缓存中有想要的数据，就直接响应客户端。如果没有，再去查询关系型数据库，这样就能节省系统开销，如果再搭建Redis集群，那么就能应对大量的高并发场景。
尤其注意第8步
优点
- Redis读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s，非常适合做缓存。
- 6种数据类型，支持大量的应用场景。
- 所有操作都是原子性的，不用担心并发安全问题，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
- Redis还支持发布/订阅，通知，key过期等特性。
应用场景
- 缓存
- 提升网站访问速度，降低数据库的压力。
- 键过期功能（适用存储手机验证码），也提供了灵活的键淘汰策略。
- 计数器
- Redis提供的incr命令（自增命令）来实现计数器功能，内存操作，性能非常好。
- 分布式会话
- 集群模式下，当应用增多相对复杂的系统中，一般都会搭建以Redis等内存数据库为中心的session服务，session不再由容器管理，而是由session服务及内存数据库管理。
- 分布式锁
- 分布式技术带来的技术挑战是对同一个资源的并发访问。可以利用Redis的setnx功能来编写分布式的锁，如果设置返回1说明获取锁成功，否则获取锁失败，实际应用中要考虑的细节要更多。
- 社交网络
- 点赞、踩、关注/被关注、共同好友等是社交网站的基本功能，Redis提供的哈希、集合等数据结构能很方便的的实现这些功能。
- 最新列表
- Redis列表结构，LPUSH可以在列表头部插入一个内容ID作为关键字，LTRIM可用来限制列表的数量，这样列表永远为N个ID，无需查询最新的列表，直接根据ID去到对应的内容页即可。
- 消息系统
- 消息队列是大型网站必用中间件，如RabbitMQ、Kafka等流行的消息队列中间件，主要用于业务解耦、流量削峰及异步处理实时性低的业务。Redis提供了发布/订阅及阻塞队列功能，能实现一个简单的消息队列系统。另外，Redis不能和专业的消息中间件相比。
连接
开启服务：redis-server
客户端连接：redis-cli -h host -p port -a password
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| AUTH password | 验证密码是否正确 |
| ECHO message | 打印字符串 |
| PING | 查看服务是否运行 |
| QUIT | 关闭当前连接 |
| SELECT index | 切换到指定的数据库 |
Redis核心配置
redis.conf
| 配置 | 作用 | 默认 |
|---|---|---|
| port | Redis访问端口，由于Redis是单线程模型，因此单机开多个Redis进程的时候会修改端口 | 6379 |
| bind | 如果bind选项为空或0.0.0.0的话，那会接受所有来自于可用网络接口的连接。 | 127.0.0.1 |
| timeout | 指定在一个client空闲多少秒之后就关闭它，0表示不管 | 0 |
| daemonize | 指定Redis是否以守护进程的方式启动 | no |
| logfile | 配置log文件地址,默认打印在命令行终端的窗口上 | “” |
| databases | 设置Redis数据库的数量，默认使用0号DB | 16 |
| save | 把Redis数据保存到磁盘上，这个是在RDB的时候用的 | save 900 1，save 300 10，save 60 10000 |
| dbfilename | dump的文件位置 | dump.rdb |
| dir | Redis工作目录 | ./ |
| slaveof | 主从复制，使用slaveof让一个节点称为某个节点的副本，这个只需要在副本上配置 | 关闭 |
| masterauth | 如果主机使用了requirepass配置进行密码保护，使用这个配置告诉副本连接的时候需要鉴权 | 关闭 |
| slave-read-only | 配置Redis的Slave实例是否接受写操作，即Slave是否为只读Redis | yes |
| requirepass | 设置客户端认证密码 | 关闭 |
| maxclients | 设置同时连接的最大客户端数量，一旦达到了限制，Redis会关闭所有的新连接并发送一个"max number of clients reached"的错误 | 关闭，默认10000 |
| maxmemory | 不要使用超过指定数量的内存，一旦达到了，Redis会尝试使用驱逐策略来移除键 | 关闭 |
| appendonly | 是否开启AOF | no |
| appendfilename | AOF文件名称 | appendonly.aof |
| requirepass | 设置客户端认证密码 | 关闭 |
Key
命令
用于管理 redis 的键
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| DEL key | 该命令用于在 key 存在是删除 key。 |
| DUMP key | 序列化给定 key ，并返回被序列化的值。 |
| EXISTS key | 检查给定 key 是否存在。 |
| EXPIRE key seconds | 为给定 key 设置过期时间。 |
| EXPIREAT key timestamp | EXPIREAT 的作用和 EXPIRE 类似，都用于为 key 设置过期时间。 不同在于 EXPIREAT 命令接受的时间参数是 UNIX 时间戳(unix timestamp)。 |
| PEXPIRE key milliseconds | 设置 key 的过期时间亿以毫秒计。 |
| PEXPIREAT key milliseconds-timestamp | 设置 key 过期时间的时间戳(unix timestamp) 以毫秒计 |
| KEYS pattern | 查找所有符合给定模式( pattern)的 key 。 |
| MOVE key db | 将当前数据库的 key 移动到给定的数据库 db 当中。 |
| PERSIST key | 移除 key 的过期时间，key 将持久保持。 |
| PTTL key | 以毫秒为单位返回 key 的剩余的过期时间。 |
| TTL key | 以秒为单位，返回给定 key 的剩余生存时间(TTL, time to live)。 |
| RANDOMKEY | 从当前数据库中随机返回一个 key 。 |
| RENAME key newkey | 修改 key 的名称 |
| RENAMENX key newkey | 仅当 newkey 不存在时，将 key 改名为 newkey 。 |
| TYPE key 返回 key | 所储存的值的类型。 |
命名规范
分段设计法
使用冒号把Key中要表达的多种含义分开表示，步骤如下：
- 把表名（实体类名称）转化为Key前缀
- 主键名（或其他常用于搜索的字段）
- 主键值
- 存储的字段名（属性名称）
六种数据类型
String
用于管理 redis 字符串值
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| GET key | 获取指定 key 的值。 |
| GETRANGE key start end | 返回 key 中字符串值的子串 |
| GETSET key value | 将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。 |
| GETBIT key offset | 对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。 |
| MGET key1 [key2..] | 获取所有(一个或多个)给定 key 的值。 |
| SET key value | 设置指定 key 的值 |
| SETBIT key offset value | 对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。 |
| SETEX key seconds value | 将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。 |
| SETNX key value | 只有在 key 不存在时设置 key 的值。 |
| SETRANGE key offset value | 用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值，从偏移量 offset 开始。 |
| MSET key value [key value ...] | 同时设置一个或多个 key-value 对。 |
| MSETNX key value [key value ...] | 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。 |
| PSETEX key milliseconds value | 这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位。 |
| STRLEN key | 返回 key 所储存的字符串值的长度。 |
| INCR key | 将 key 中储存的数字值增一。 |
| INCRBY key increment | 将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment） 。 |
| INCRBYFLOAT key increment | 将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment） 。 |
| DECR key | 将 key 中储存的数字值减一。 |
| DECRBY key decrement | key 所储存的值减去给定的减量值（decrement） 。 |
| APPEND key value | 如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将 value 追加到 key 原来的值的末尾。 |
Hash
hash特别适合用于存储对象
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| HDEL key field1 [field2] | 删除一个或多个哈希表字段 |
| HEXISTS key field | 查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在。 |
| HGET key field | 获取存储在哈希表中指定字段的值 |
| HGETALL key | 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值 |
| HMGET key field1 [field2] | 获取所有给定字段的值 |
| HINCRBY key field increment | 为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment |
| HINCRBYFLOAT key field increment | 为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 increment |
| HKEYS key | 获取所有哈希表中的字段 |
| HLEN key | 获取哈希表中字段的数量 |
| HSET key field value | 将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value |
| HSETNX key field value | 只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值 |
| HMSET key field1 value1 [field2 value2 ] | 同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中 |
| HVALS key | 获取哈希表中所有值 |
| HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] | 迭代哈希表中的键值对 |
List
添加一个元素导列表的头部（左边）或者尾部（右边）
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| LPOP key | 移出并获取列表的第一个元素 |
| RPOP key | 移除并获取列表最后一个元素 |
| LPUSH key value1 [value2] | 将一个或多个值插入到列表头部 |
| RPUSH key value1 [value2] | 在列表中添加一个或多个值 |
| BLPOP key1 [key2 ] timeout | 移出并获取列表的第一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
| BRPOP key1 [key2 ] timeout | 移出并获取列表的最后一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
| LPUSHX key value | 将一个或多个值插入到已存在的列表头部 |
| RPUSHX key value | 为已存在的列表添加值 |
| RPOPLPUSH source destination | 移除列表的最后一个元素，并将该元素添加到另一个列表并返回 |
| BRPOPLPUSH source destination timeout | 从列表中弹出一个值，将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它； 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
| LINDEX key index | 通过索引获取列表中的元素 |
| LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value | 在列表的元素前或者后插入元素 |
| LLEN key | 获取列表长度 |
| LRANGE key start stop | 获取列表指定范围内的元素 |
| LREM key count value | 移除列表元素 |
| LSET key index value | 通过索引设置列表元素的值 |
| LTRIM key start stop | 对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除。 |
Set
Set是string类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| SADD key member1 [member2] | 向集合添加一个或多个成员 |
| SCARD key | 获取集合的成员数 |
| SDIFF key1 [key2] | 返回给定所有集合 |
| SDIFFSTORE destination key1 [key2] | 返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中 |
| SINTER key1 [key2] | 返回给定所有集合的交集 |
| SINTERSTORE destination key1 [key2] | 返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中 |
| SISMEMBER key member | 判断 member 元素是否是集合 key 的成员 |
| SMEMBERS key | 返回集合中的所有成员 |
| SMOVE source destination member | 将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合 |
| SPOP key | 移除并返回集合中的一个随机元素 |
| SRANDMEMBER key [count] | 返回集合中一个或多个随机数 |
| SREM key member1 [member2] | 移除集合中一个或多个成员 |
| SUNION key1 [key2] | 返回所有给定集合的并集 |
| SUNIONSTORE destination key1 [key2] | 所有给定集合的并集存储在 destination 集合中 |
| SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] | 迭代集合中的元素 |
Sorted Set
有序集合和集合一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| ZADD key score1 member1 [score2 member2] | 向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数 |
| ZCARD key | 获取有序集合的成员数 |
| ZCOUNT key min max | 计算在有序集合中指定区间分数的成员数 |
| ZINCRBY key increment member | 有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment |
| ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] | 计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 key 中 |
| ZLEXCOUNT key min max | 在有序集合中计算指定字典区间内成员数量 |
| ZRANGE key start stop [WITHSCORES] | 通过索引区间返回有序集合成指定区间内的成员 |
| ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count] | 通过字典区间返回有序集合的成员 |
| ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT] | 通过分数返回有序集合指定区间内的成员 |
| ZRANK key member | 返回有序集合中指定成员的索引 |
| ZREM key member [member ...] | 移除有序集合中的一个或多个成员 |
| ZREMRANGEBYLEX key min max | 移除有序集合中给定的字典区间的所有成员 |
| ZREMRANGEBYRANK key start stop | 移除有序集合中给定的排名区间的所有成员 |
| ZREMRANGEBYSCORE key min max | 移除有序集合中给定的分数区间的所有成员 |
| ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] | 返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到底 |
| ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITH SCORES] | 返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序 |
| ZREVRANK key member | 返回有序集合中指定成员的排名，有序集成员按分数值递减(从大到小)排序 |
| ZSCORE key member | 返回有序集中，成员的分数值 |
| ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] | 计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中 |
| ZSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] | 迭代有序集合中的元素（包括元素成员和元素分值） |
Stream
主要用于消息队列（MQ，Message Queue），Redis 本身是有一个 Redis 发布订阅 (pub/sub) 来实现消息队列的功能，但它有个缺点就是消息无法持久化。而 Redis Stream 提供了消息的持久化和主备复制功能，可以让任何客户端访问任何时刻的数据，并且能记住每一个客户端的访问位置，还能保证消息不丢失。
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| XADD | 添加消息到末尾 |
| XTRIM | 对流进行修剪，限制长度 |
| XDEL | 删除消息 |
| XLEN | 获取流包含的元素数量，即消息长度 |
| XRANGE | 获取消息列表，会自动过滤已经删除的消息 |
| XREVRANGE | 反向获取消息列表，ID 从大到小 |
| XREAD | 以阻塞或非阻塞方式获取消息列表 |
| XGROUP CREATE | 创建消费者组 |
| XREADGROUP GROUP | 读取消费者组中的消息 |
| XACK | 将消息标记为"已处理" |
| XGROUP SETID | 为消费者组设置新的最后递送消息ID |
| XGROUP DELCONSUMER | 删除消费者 |
| XGROUP DESTROY | 删除消费者组 |
| XPENDING | 显示待处理消息的相关信息 |
| XCLAIM | 转移消息的归属权 |
| XINFO | 查看流和消费者组的相关信息； |
| XINFO GROUPS | 打印消费者组的信息； |
| XINFO STREAM | 打印流信息 |
HyperLogLog
用来做基数统计的算法
优点：在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定的，并且是很小的。
一般使用：
- 统计注册 IP 数
- 统计每日访问 IP 数
- 统计页面实时 UV 数
- 统计在线用户数
- 统计用户每天搜索不同词条的个数
什么是基数?
比如数据集 {1, 3, 5, 7, 5, 7, 8}， 那么这个数据集的基数集为 {1, 3, 5 ,7, 8}, 基数(不重复元素)为5。 基数估计就是在误差可接受的范围内，快速计算基数。
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| PFADD key element [element ...] | 添加指定元素到 HyperLogLog 中。 |
| PFCOUNT key [key ...] | 返回给定 HyperLogLog 的基数估算值。 |
| PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey ...] | 将多个 HyperLogLog 合并为一个 HyperLogLog |
其他命令
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| BGREWRITEAOF | 异步执行一个 AOF（AppendOnly File） 文件重写操作 |
| CLIENT KILL [ip:port] [ID client-id] | 关闭客户端连接 |
| CLIENT LIST | 获取连接到服务器的客户端连接列表 |
| CLIENT GETNAME | 获取连接的名称 |
| CLIENT PAUSE timeout | 在指定时间内终止运行来自客户端的命令 |
| CLIENT SETNAME connection-name | 设置当前连接的名称 |
| CLUSTER SLOTS | 获取集群节点的映射数组 |
| COMMAND | 获取 Redis 命令详情数组 |
| COMMAND COUNT | 获取 Redis 命令总数 |
| COMMAND GETKEYS | 获取给定命令的所有键 |
| TIME | 返回当前服务器时间 |
| COMMAND INFO command-name [command-name ...] | 获取指定 Redis 命令描述的数组 |
| CONFIG GET parameter | 获取指定配置参数的值 |
| CONFIG REWRITE | 对启动 Redis 服务器时所指定的 redis.conf 配置文件进行改写 |
| CONFIG SET parameter value | 修改 redis 配置参数，无需重启 |
| CONFIG RESETSTAT | 重置 INFO 命令中的某些统计数据 |
| DBSIZE | 返回当前数据库的 key 的数量 |
| DEBUG OBJECT key | 获取 key 的调试信息 |
| DEBUG SEGFAULT | 让 Redis 服务崩溃 |
| FLUSHALL | 删除所有数据库的所有key |
| FLUSHDB | 删除当前数据库的所有key |
| INFO [section] | 获取 Redis 服务器的各种信息和统计数值 |
| LASTSAVE | 返回最近一次 Redis 成功将数据保存到磁盘上的时间，以 UNIX 时间戳格式表示 |
| MONITOR | 实时打印出 Redis 服务器接收到的命令，调试用 |
| ROLE | 返回主从实例所属的角色 |
| SHUTDOWN [NOSAVE] [SAVE] | 异步保存数据到硬盘，并关闭服务器 |
| SLAVEOF host port | 将当前服务器转变为指定服务器的从属服务器(slave server) |
| SLOWLOG subcommand [argument] | 管理 redis 的慢日志 |
| SYNC | 用于复制功能(replication)的内部命令 |
性能测试
redis-benchmark命令来进行性能测试，可以用来模拟N个客户端同时发出M个请求
| 命令 | 作用 | 默认值 |
|---|---|---|
| -h | 服务器名称 | 127.0.0.1 |
| -p | 服务器端口 | 6379 |
| -s | 服务器Socket | 无 |
| -c | 并行连接数 | 50 |
| -n | 请求数 | 10000 |
| -d | SET/GET值的字节大小 | 2 |
| -k | 1表示keep alive，0表示重连 | 1 |
| -r | SET/GET/INC使用随机Key而不是常量，在形式上key样子为mykey_ran:000000012456，-r的值决定了value的最大值 | 无 |
| -p | 使用管道请求 | 1，即不使用管道 |
| -q | 安静模式，只显示query/sec值（QPS，每秒查询率） | 无 |
| –csv \使用csv格式输出 | 无 | -l |
| -t | 只运行使用逗号分割的命令的测试 | 无 |
| -I | 空闲模式，只打开N个空闲线程并且等待 | 无 |
例子
使用-r模拟value到100000且将运行次数提高到1000000次，具体命令为
redis-benchmark -q -r 100000 -n 1000000
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