Redis 原理与实战

• Redis 基础
• • 为什么 Redis 这么快？
  • Redis 安装、启动
  • Redis 常用配置
• Redis 数据类型
• • 通用命令
  • String - value 可以是字符串、数值、二进制、json数据
  • Hash - 存在 key-value，key 是无序的，value 是 map 结构
  • List - 元素有序、可以重复
  • Set - 元素无序、不可重复
  • ZSet - 元素根据 score 排序、不可重复

Java 从 0 到架构师目录：【Java从0到架构师】学习记录

关系型数据库：Oracel、MySQL、SqlServer，DB2

NoSql 数据库：NoSQL 数据库是为了解决大规模数据集合和多重数据种类带来的挑战

• key-value 存储数据库：Tokyo Cabinet / Tyrant、Redis、Voldemort、Oracle BDB
• 列存储数据库：Cassandra、HBase、Riak

  500 万条数据就会对 MySQL 性能有影响，但对列式存储数据库几乎没有影响

• 文档性数据库：：CouchDB、MongoDb、SequoiaDB（国内）
• 图形数据库：Neo4J

非关系型数据库的特点：

• 数据模型比较简单
• 需要灵活性更强的应用系统
• 对数据库性能要求较高
• 不需要高度的数据一致性
• 对于给定 key，比较容易映射复杂值的环境

Redis 基础

资料参考：

• Redis 在线入门：http://try.redis.io/
• Redis 中文资料站： http://www.redis.cn/
• Github：https://github.com/antirez/redis
• Redis 官网：https://redis.io/
• Redis 命令参考：http://redisdoc.com/

Redis 是一个简单的、高效的、分布式的，基于内存缓存工具，架设好服务器后，通过网络链接（类似数据库），提供 Key - Value 式缓存服务。

拓展类型：

• 水平拓展：在平行的基础上，增加主服务器或者从服务器
• 垂直拓展：直接在主服务器中增加内存或者加硬盘

高可用：

• 主从形式：只有一台机器是主节点，有多台机器是从节点
• 哨兵形式（Redis 2.x）：主从模式下，有一台机器充当哨兵，监控其他机器的状态；当主节点挂了，哨兵会在从节点之间进行选举出性能较好的机器作为主节点；挂掉的主节点修复好后自动加进来变成从节点
• 集群模式（Redis 3.x）：拥有多主多从，如果其中一台主节点挂了，选举下面的从节点为主节点（无需哨兵）

数据可靠性：在服务器断电之后重新启动，数据还能恢复（数据持久化）

• RDB：周期性的同步内存中的数据到所在的机器的硬盘上
• AOF：将 DML 操作写到一个日志中，实时记录，断电后可以通过日志知道之前的操作

Reids 的特点 ：

• 速度快：读数据 11w/s、写数据 8w/s
• 丰富的数据类型：String、List、Set、Zset、Hash …
• 原子性操作：Redis 所有操作都是原子性，要么执行成功，要么执行失败完全不执行
  多个操作也支持事务，通过 MULTI 和 EXEC 指令包起来
• 丰富的特征：Redis 支持 publish / subscribe、通知、key 过期 等特征
• 持久化机制
• 高可用分布式

为什么 Redis 这么快？

• 内存存储：所有的数据存放到内存当中（主要原因）
• 数据处理模型：工作线程是单线程处理
  
• 避免上下文切换和竞态消耗
• 使用 epoll 模型，非阻塞 IO
• 只有工作线程是单线程（指令执行），备份和同步都是多线程的

Redis 安装、启动

安装 gcc：Redis 是 C 语言编写的

yum -y install gcc automake autoconf libtool make

安装 Redis：

1. 下载 wget：http://download.redis.io/releases/redis-5.0.8.tar.gz
2. 解压：

   tar -zxvf redis-5.0.8.tar.gz -C /usr/local
   

3. 编译：

   make
   

4. 安装：将对应的执行脚本生成到指定目录的 bin 目录下

   make PREFIX=/usr/local/redis-5.0.8 install
   

bin 目录下可执行文件说明：

redis-server # 启动redis服务命令
redis-cli # redis的客户端连接命令

redis-check-aof # 检查aof命令
redis-check-rdb # 检查rdb备份命令
redis-benchmark # redis性能测试命令
redis-sentinel # redis的哨兵机制启动命令

启动命令：进入目录 cd /usr/local/redis-5.0.8/bin，启动服务 ./redis-server

• 方式 1：直接使用

  ./redis-server
  

• 方式 2：使用动态参数

  ./redis-server --port=6380
  

• 方式 3：使用配置文件启动（推荐）

  # 启动时指定配置文件的路径
  ./redis-server ../conf/redis_6300.conf
  

客户端访问：./redis-cli

redis-cli -h <IP地址> -p <端口>

退出客户端 Ctrl + C

Redis 常用配置

以下配置都是在 redis.conf 文件中修改：

• 配置后台启动：daemonize yes
• 配置远程登录：bind 0.0.0.0
  可以通过 netstat -ntlp 查看绑定的网卡信息
• 端口配置：port: 6379
• 工作目录：dir /usr/local/redis-5.0.8/data
• 日志文件 logfile "6379.log"
• 密码配置：requirepass pwd1234，配置密码为 pwd1234
  配置密码后关闭 Redis：./redis-cli -a pwd1234 shutdown

后台启动状态下关闭 Redis：

• 非正常关闭

  # 查询PID 
  ps -ef |grep redis-server
  
  # 通过PID强制关闭
  kill -9 <PID>
  

• 正常关闭

  bin/redis-cli.sh shutdown
  
  # 不指定 -p, -h 默认情况连接的是本机的6379端口
  bin/redis-cli.sh -p <port> -h <host> 	
  

Redis 数据类型

通用命令

KEYS：查看所有的键；会扫描所有的数据，阻塞其他操作，不建议使用

DBSIZE：查看 key 的数量；性能很快，时间复杂度 O(1)

EXISTS [key]：判断是否存在对应的 key；存在返回 1， 不存在返回 0

EXPIRE [key] [seconds]：给对应的 key 设置过期时间，单位是秒

TTL [key]：获取 key 的有效时间；-1 代表永久有效，-2 代表无效的键

PERSIST [key]：把一个有过期时间的 key 设置为永久有效

DEL [key1] [key2] […]：根据指定 key 删除记录，可以一次删除多个

TYPE [key]：获取 key 对应的数据类型

FLUSHDB：清空数据库记录（不进行持久化操作，rdb 文件不变）

如果想恢复数据库，可以直接 kill 掉 redis-server 进程，然后重新启动服务，这样 Redis 重新读取 rdb 文件，数据恢复到 flushdb 操作之前的状态
注意：如果通过 shutdown 关闭服务会触发持久化操作，无法恢复数据，必须 kill 关闭服务

FLUSHALL：清空数据库记录（进行持久化操作，rdb 文件变化）

rdb 文件变成76个字节大小（初始状态下为76字节），数据库真正意义上清空

INFO：查看服务器信息

String - value 可以是字符串、数值、二进制、json数据

应用场景：

• 在线网站的访问量
• 缓存秒杀订单
  
• 分布式 ID 生成器
  

Hash - 存在 key-value，key 是无序的，value 是 map 结构

应用场景

• 用户主页的访问量

List - 元素有序、可以重复

应用场景：

• 消息队列
• 朋友圈点赞

Set - 元素无序、不可重复

应用场景：

• 抽奖系统
• 共同好友

ZSet - 元素根据 score 排序、不可重复

应用场景：

• 排行榜