Redis基础

Redis概念【了解】

Redis安装配置【掌握】

Redis数据类型<font color=red>【重点】</font>

Redis通用key操作命令【掌握】

Redis key 设计技巧<font color=red>【重点】</font>

解析配置文件 【掌握】

Redis扩展【会用】

一、redis概念

1、Redis概念

Redis 是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

• 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。

2、Redis优势

• 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。

• 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。

• 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。

• 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存储有什么不同

• 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，应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。

二、安装配置Redis

1、下载redis

​ redis官网:https://redis.io

redis中文官网:https://www.redis.net.cn/download/

2、安装windows版redis

将windows版redis解压

双击redis-server.exe启务redis服务端

双击redis-cli.exe启动redis客户端

• 使用redis命令测试redis，向redis中存值

  

   

   

• 取出redis中保存的值

  

   

   

3、安装Linux版redis

• 上传redis到linux中

  ​ 将资料中linux版的redis上传到linux的/usr/local/目录下

• 解压redis

  tar -zxvf redis-5.0.4.tar.gz

• 修改redis目录名

  mv redis-5.0.4 redis5

• 编译redis

  进入到tedis5目录中执行：
     make

  

   

   

如果出现如下错误，则需要安装gcc c++编译器

yum install gcc-c++

出现下图则表示安装成功

• 检查是否安装成功

  语法:make install

  

   

   

• 启动redis

  编译成功后，到redis/src中启动redis服务

  

   

   

• 使用redis客户端连接redis

  在xhell中新开一个命令窗口

  

   

   

4、linux启动redis

redis默认是前台进程，开启后窗口就不能做其他事情，可以将redis设为后台进程。

• 复制redis5/redis.conf到/usr/local/bin目录中

• 修改redis.conf文件将里面的daemonize no 改成 yes，让服务在后台启动

• 启动Redis：/usr/local/bin目录下运行redis-server，运行拷贝出存放了自定义conf文件目录下的redis.conf文件

• 开启服务 redis-server redis.conf

• 配置redis远程访问

  redis默认只能本机访问

  bind 0.0.0.0   //该配置表示所有机器都可以访问redis
  
  修改redis的守护进程为no 不启用(上面已经配置过，不用管)
  daemonize no
  
  修改redis的保护模式为no，不启用
  protected-mode no

• 开启客户端:

  redis-cli -h xxx.xxx.xxx  -p 6379
  参数说明：
    -h:redis服务器的ip地址
    -p:redis的访问端口

• 关闭redis的服务

  shutdonw
  exit

• 查看redis进程

  ps –ef |grep redis

  <font color=red> 注：单实例关闭：redis-cli shutdown ，多实例关闭，指定端口关闭:redis-cli -p 6379 shutdown</font>

5、redis目录说明

- 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，服务启动起来后执行
- 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-cli：客户端，操作入口
- redis-sentinel：redis集群使用
- redis-server：Redis服务器启动命令

6、Redis启动后杂项基础讲解

• 默认数据库的数量

​ 默认16个数据库，类似数组下表从零开始，初始默认使用零号库，设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT <<dbid>命令在连接上指定数据库id databases 16)

• dbsize查看当前数据库的key的数量，直接输入keys * 也可以查看当前数据库key的数量

• flushdb：清空当前库

• Flushall；通杀全部库

三、Redis数据类型

1、redis五大数据类型

redis存储的是：key,value格式的数据，其中key都是字符串，value有5种不同的数据结构

value的数据结构：
    1) 字符串类型 string
    2) 哈希类型 hash ： map格式  
    3) 列表类型 list ： linkedlist格式。支持重复元素
    4) 集合类型 set  ： 不允许重复元素
    5) 有序集合类型 sortedset：不允许重复元素，且元素有顺序

2、String类型

​ String（字符串）string是redis最基本的类型，你可以理解成与Memcached一模一样的类型，一个key对应一个value。string类型是二进制安全的。意思是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

<font color=red>如果 key 已经持有其他值， SET 就覆写旧值，无视类型。</font>

a、常见基本指令

set username zhangsan       //将值zhangsan保存到键username中
get username                //取出键username的值 
append username  feng       //将值feng追加到键username中           
strlen username             //获得字符串的长度

案例：演示Stirng类型基本指令

b、数字指令

数字指令是用来对数字进行数学计算的

set k 2     //将2保存到键k1中
​
操作整数
incr k      //将键k的值自增1
incrby k 3  //将k的值与3相加,当键后的值为小数时报错
decrby k 2  //将k的值与2相减
​
​
incrbyfloat key 3.14 //将k的值与3.14相加

案例：演示Stirng类型的数字指令

c、范围指令

范围指令 
  getrange  username 0  -1      //获得键username中所有的值
  setrange  username 0 abc      //从第一个位置开始将abc替换三个字符

getrange:获取指定区间范围内的值，类似between......and的关系从零到负一表示全部setrange设置指定区间范围内的值

setrange:修改key对应的值，从值的开始下标开始，连续几个字符被替换

案例：演奏示String范围指令

d、key过期指令

在创建key时可以设置该key的过期时间

语法：
    set key value [ex 秒数] / [px 毫秒数]  [nx] /[xx]
如: set a 1 ex 10 , 10秒有效
    Set a 1 px 9000   9秒有效
    
注: 如果ex,px同时写,以后面的有效期为准。
    如 set a 1 ex 100 px 9000  实际有效期是9000毫秒
​
nx: 表示key不存在时,执行操作
xx: 表示key存在时,执行操作

<font color=blue>案例：创建key并设置key的有效期为10秒</font>

创建key并设置key的有效期为10秒,10秒后再查询

e、设置多个key-value

mset:同时设置一个或多个 key-value 对,mget:获取所有(一个或多个)给定 key 的值。

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

mset k1 v1 k2 v2 k3 v3
mget k1 k2 k3
msetnx k1 v11 k2 v22 k3 v33   //无效，因为k1 \ k2 \k3都存在

3、Hash类型

​ Hash（哈希）Redis hash 是一个键值对集合。Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，<font color=red>hash特别适合用于存储对象。类似Java里面的Map<String,Object></font>

<font color=red>在hash类型中，也是一个键值对，key不变 v又是一个键值对</font>

a、hash基本命令

命令:
    hset ： 写入元素到集合   
    hget：获取集合key的值
    hmset：批量给value写入值
    hmget: 批量获得key的值
    hgetall获取某个key的所有value
    hdel：删除hash中某个键值对
    hlen：获取hashsize
    
示例:
   hset user id 1                           //创建一个键名称为:user，值中有一个键 id 
   hget user id                             //取出user键中id属性的值
   
   hmset user2 id 2  username 张三  sex  男   //创建一个键名称为:user2，值中有三个键 id  username  sex
   hmget user2 id username                  //获得user2中id和username属性的值
   
   hgetall user                         //获得user2键中所有属性的值
   hdel user2 id                        //删除user2键中的id属性
   hlen  user2                          //获得user2键的大小

案例一：为一个value赋值

案例二：一次为多个value赋值

案例三：查看键中所有的值

案例四：删除和获得键的大小

b、has

h判断与查看命令

命令：
    hexists 判断某个key 对应的value中的 某个key是否存在
    Hkeys 命令用于获取哈希表中的所有域（field）。
    hvals命令 获取哈希表中所有值。
​
示例：
   hexists  user  address           // 判断key是user的值中 是否含有address的键
   hvals  user                      //查看key是user中所有的值
   hkeys  user                      //查看key是user中所有的key

案例：演示判断与查看命令

c、数字指令

命令：
    hincrby：为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment。
    hincrbyfloat： 为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 increment 。
​
示例：
  hincrby  user  age 2              //为key为user中的age加2
  hincrbyfloat user age 3.56        //为key为user中的age加3.56

4、List类型

​ 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）一个列表最多可以包含 232 - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。

a、添加元素到List命令

命令：
 lpush  向左添加元素
 rpush  向右添加元素
 lrange 显示集合元素
    语法：lrange key start end 
 Llen   获取集合的长度
 
示例：
  lpush mylist 小花  小黑           //向key为mylist中向左边添加两个值
  rpush mylist 小白  小黄           //向key为mylist中向右边添加两个值
  lrange  mylist 0  -1            //显示key为mylist中的值,0表示从第一个无素开始  -1表示到最后一个结束，可以替换为具体下标
  llen mylist                     //显示key为mylist的长度

b、根据下标操作与删除命令

命令：
    lset 通过索引来设置元素的值。
        语法：LSET   KEY_NAME   INDEX    VALUE
    lindex 按照根据下标找出对应的元素，下标从0开始
    lpop key： 删除列表最左边的元素，并将元素返回
    rpop key： 删除列表最右边的元素，并将元素返回
    
示例：
   lset mylist 1  张三       //在下标为1的位置插入张三
   lindex mylist 2          //取出key为mylist中下标为2的元素
   lpop mylist              //删除key为mylist中最左边的元素
   rpop mylist              //删除key为mylist中最右边的元素

List性能总结：

它是一个字符串链表，left、right都可以插入添加；如果键不存在，创建新的链表； 如果键已存在，新增内容；如果值全移除，对应的键也就消失了。链表的操作无论是头和尾效率都极高，但假如是对中间元素进行操作，效率就很惨淡了。

5、Set类型

​ 在list中是允许保存重复的元素的，因为没有键，当元素重复后就搞不清楚哪个值是需要的

​ 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。Redis 中 集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

a、添加与查询命令

命令：
  sadd  添加元素到set集合中
    语法sadd key  value
  smembers 显示集合内容
     语法：smembers key
  sismember 判断集合中是否有某个元素
     语法: sismember key value
  scard  获取集合里面的元素的个数
     语法: scard key
  Srandmember 返回集合中的一个随机元素。从 Redis 2.6 版本开始， Srandmember 命令接受可选的 count 参数
        - 如果 count 为正数，且小于集合基数，那么命令返回一个包含 count 个元素的数组，数组中的元素各不相同。如果 count 大于等于集合基数，那么返回整个集合。
        - 如果 count 为负数，那么命令返回一个数组，数组中的元素可能会重复出现多次，而数组的长度为 count 的绝对值
     
示例：
  sadd myset tom  jack  woniu       //向myset中添加三个值
  smembers myset                    //显示myset中的内容
  scard  myset                      //获得myset中的元素个数
  sismember myset tom               //判断myset中是否有tom元素

b、删除元素命令

命令：
    srem ：删除集合中的某个元素
      语法：srem  key  value
    Smove 命令将指定成员 value 元素从 key1 集合移动到 key2 集合
      语法：smove key1  key2  value  
      
示例：
  srem myset admin          //删除myset中的admin元素
  smove myset1 myset2 jack  //将key1中的jack元素移动到myset2中

6、zset类型(sorted set：有序集合)

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。不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。 集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

命令：
  zdd 向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员分数
    语法：zadd key score value
         zadd   集合名称   分数(随便给)  值
  zrange 通过索引区间返回有序集合成指定区间内的成员
      语法:zrange key startIndex  endIndex
  zrem 移除有序集合中的一个或多个成员
      语法：zrem key value1  value2  value3 ...
  zscore  返回有序集合中某个成员的分数值
      语法：zscore key value
  zcount 计算在有序集合中指定区间分数的成员个数
      语法：zcount  key min max
  zrank 返回有序集合中指定成员的索引
      语法：zrank key value
  zrevrange 返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到低
     语法：zrevrange key startIndex  endIndex
  zrevrangebyscore  返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序
     语法：zrevrangebyscore key max min
     
示例：
   zadd  myzset 40  tom  10  jack  30  admin  50  woniu  //创建有序set myzset,为其添加三个分数与对应的值
   zrange myzset 0 -1                                   //显示集合中所有的值
   zrem myzset  admin                                   //移除admin
   zscore myzset jack                                   //显示jack的分数
   zcount myzset 10  30                                 //显示集合中的成员个数
   zrank  myzset woniu                                  //显示值为woniu的下标
   zrevrange  myzset 0  -1                              //将集合中的元素根据下标，将分数从高到低显示
   zrevrangebyscore myzset 40  10                       //将集合中的元素根据分数从高到低排序显示

四、Redis通用key操作命令

查询所有key

语法：keys *

删除1个或多个指定key

语法：del key1 key2 ... Keyn
作用: 删除1个或多个键
返回值: 不存在的key忽略掉,返回真正删除的key的数量

修改key名称

语法:rename key newkey
作用: 给key赋一个新的key名
提示：如果newkey已存在,则newkey的原值被覆盖

查询相应key

在redis里,允许模糊查询key，有3个通配符 *, ? ,[]
    *: 通配任意多个字符
    ?: 通配单个字符
    []: 通配括号内的某1个字符
语法：keys pattern 查询相应的key
​
示例：
  keys ???                  //查询长度为三个字符的key
  keys t[abc]               //查询以t开头后面为指定"abc"中的任意一个
  keys t*                   //查询以t开头的key

随机返回一个key

语法：：randomkey 

判断key是否存在

语法：exists key
示例：exists mylist        //判断mylist是否存在 key存在返回1，不存在返回0

判断key中值的类型

语法：type key
返回key存储的值的类型string,link,set,order set, hash

查询key的生命周期

语法:ttl key
作用: 查询key的生命周期
返回: 秒数
注:对于不存在的key或已过期的key/不过期的key,都返回-1。Redis2.8中,对于不存在的key,返回-2

移动键到其他redis数据库

一个redis进程,打开了不止一个数据库, 默认打开16个数据库,从0到15编号,如果想打开更多数据库,可以从配置文件修改

切换redis数据库使用select 编号

切换到1号数据库：切换到1号数据库后，之前保存的数据都没有了（redis默认使用0号数据库）
   select 1

设置key的有效期

语法:expire key 整型值
作用: 设置key的生命周期,以秒为单位
同理: 
pexpire key 毫秒数, 设置生命周期
pttl  key, 以毫秒返回生命周期

设置key为永久有效

语法:persist key

刷新数据库

在redis中执行刷新数据库操作后，redis中保存的数据将会被清空。
语法：flushdb

五、Redis key 设计技巧

怎样将mysql数据表与redis的key对y应？

步骤：
1: 把表名转换为key前缀 如, tag:
2: 第2段放置用于区分区key的字段--对应mysql中的主键的列名,如userid
3: 第3段放置主键值,如2,3,4...., a , b ,c
4: 第4段,写要存储的列名

语法：
set  user:userid:9:username lisi
set  user:userid:9:password 111111
set  user:userid:9:email   lisi@163.com

根据主键查询数据

<font color=red>注意:在关系型数据中,除主键外,还有可能其他列也需要查询,如上表中, username 也是极频繁查询的,往往这种列也是加了索引的。转换到k-v数据中,则也要相应的生成一条按照该列为主的key-value</font>

<font color=blue>案例 ：配置redis中根据用户名查询信息</font>

语法:Set user:username:lisi:uid  9  

​ 将要做为查询的条件设为索引

根据用户名查出对应的id

然后根据id查出该用户其他信息

六、解析配置文件 redis.conf

1、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daemonize no

2、redis的计量单位 units单位配置大小单位,开头定义了一些基本的度量单位，只支持bytes，不支持bit，对大小写不敏感

3、includes 和我们的Struts2配置文件类似 包含其他的子模块，struts配置文件的拆分s，可以通过includes包含，redis.conf可以作为总闸，包含其他redis配置文件

4、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pidfile /var/run/redis.pid

5、指定Redis监听端口，默认端口为6379，作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用6379作为默认端口，因为6379在手机按键上MERZ对应的号码，而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字 port 6379

6、当 客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为0，表示关闭该功能 timeout 300

7、绑定的主机地址 bind 127.0.0.1

8、tcp-keepalive 单位为秒，如果设置为0，则不会进行Keepalive检测，建议设置成60，意思是60秒没有对redis做任何操作，则断开

9、loglevel verbose 日志级别， Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose

10、logfile stdout 日志记录方式，默认为标准输出，如果配置Redis为守护进程方式运行，而这里又配置为日志记录方式为标准输出，则日志将会发送给/dev/null

11、databases 16 设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT 命令在连接上指定数据库id

12 SNAPSHOTTING快照

save 秒钟 写操作次数，RDB是整个内存的压缩过的Snapshot，RDB的数据结构，可以配置复合的快照触发条件，默认是1分钟内改了1万次，或5分钟内改了10次，或15分钟内改了1次。如果想禁用RDB持久化的策略，只要不设置任何save指令，或者给save传入一个空字符串参数也可以

save 900 1
save 300 10
save 60 10000
分别表示900秒（15分钟）内有1个更改，300秒（5分钟）内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

13、rdbcompression yes 指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为yes，Redis采用LZF压缩，如果为了节省CPU时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大

14、 rdbchecksum yes 在存储快照后，还可以让redis使用CRC64算法来进行数据校验，但是这样做会增加大约10%的性能消耗，如果希望获取到最大的性能提升，可以关闭此功能

15、dbfilename dump.rdb 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb

16、dir ./ 指定本地数据库存放目录

17、 SECURITY安全 可以给redis登陆设置密码

127.0.0.1:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) ""
127.0.0.1:6379> config get dir
1) "dir"
2) "/usr/local/bin"
127.0.0.1:6379> config set requirepass "123"
OK
127.0.0.1:6379> ping
(error) NOAUTH Authentication required.
127.0.0.1:6379> auth 123
OK
127.0.0.1:6379> ping
PONG

18、LIMITS限制

maxclients 128 设置redis同时可以与多少个客户端进行连接。默认情况下为10000个客户端。当你无法设置进程文件句柄限制时，redis会设置为当前的文件句柄限制值减去32，因为redis会为自身内部处理逻辑留一些句柄出来。如果达到了此限制，redis则会拒绝新的连接请求，并且向这些连接请求方发出“max number of clients reached”以作回应。

maxmemory 设置redis可以使用的内存量。一旦到达内存使用上限，redis将会试图移除内部数据，移除规则可以通过maxmemory-policy来指定。如果redis无法根据移除规则来移除内存中的数据，或者设置了“不允许移除”，那么redis则会针对那些需要申请内存的指令返回错误信息，比如SET、LPUSH等。但是对于无内存申请的指令，仍然会正常响应，比如GET等。如果你的redis是主redis（说明你的redis有从redis），那么在设置内存使用上限时，需要在系统中留出一些内存空间给同步队列缓存，只有在你设置的是“不移除”的情况下，才不用考虑这个因素

maxmemory-policy 过期策略

（1） volatile-lru：使用LRU算法移除key，只对设置了过期时间的键

（2） allkeys-lru：使用LRU算法移除

（3） volatile-random：在过期集合中移除随机的key，只对设置了过期时间的键

（4） allkeys-random：移除随机的

（5）volatile-ttl：移除那些TTL值最小的key，即那些最近要过期的key

（6）noeviction：不进行移除。针对写操作，只是返回错误信息

lru :least recently user缓存过期清洁策略

maxmemory-samples 设置样本数量，LRU算法和最小TTL算法都并非是精确的算法，而是估算值，所以你可以设置样本的大小， redis默认会检查这么多个key并选择其中LRU的那个

19 、appendonly no 指定是否在每次更新操作后进行日志记录，Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘，如果不开启，可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的，所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no

20、appendfilename appendonly.aof 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof

21、appendfsync everysec 指定更新日志条件，共有3个可选值

no：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快）always：表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘（慢，安全）everysec：表示每秒同步一次（折衷，默认值）

22、include /path/to/local.conf 指定包含其它的配置文件，可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件，而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

七、Redis扩展

1、配置redis以后台进程的形式运行

​ 每次启动redis服务端后窗口都不能关闭，关闭客户端就连接不上，可以通过修改redis.conf配置文件让redis在后台运行,<font color=red>将redis.conf中的daemonize修改为yes,保存后重新启动服务端即可</font>

2、关闭redis

语法:shutdown

3、redis密码配置

​ 现在只要知道redis的地址谁都可以连接上，可以为redis设置密码，连接时能过密码认证,找到redis-config中的 #requirepass foobared 去掉注释，修改密码 -> requirepass yourpassword

<font color=red>注意：修改密码后不能直接关闭redis进程，也不能直接退出，要使用shutdown命令退出redis</font>

4、清空Redis

语法:
//删除当前数据库中的所有Key
flushdb
//删除所有数据库中的key
flushall