Redis教程

redis

本文主要是介绍redis，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

redis

redis  典型的 nosql 数据库，key-value

nosql （not only sql）：非关系型数据库。nosql不依赖于业务逻辑方式存储，而以简单的key-value模式存储。因此大大的增加了数据库的扩展能力。

特点：1.不遵循SQL标准

　　　2.不支持ACID

　　　3.远超与sql的性能

nosql的使用场景：1.对数据高并发的读写。2.海量数据的读写。3.对数据高扩展性的

nosql的不适用场景：1.需要实物支持。2.基于sql的结构化查询存储

常见的nosql数据库：redis  mongoDB

 

redis安装成功之后

 

 

redis中默认16个数据库。初始默认使用0号库。

dbsize ：查看当前数据库key的数量

flushdb  清空当前库

flushall  通杀全部库

select   转换库

debug reload  服务器运行过程中重启

shutdown save ：关闭服务器时保存

redis 登陆方式1：redis-service   将日志信息直接打印到控制台

　　登陆方式2：nohup redis-service  redis-conf &

 

 redis 换端口号登录： redis-service  --port 端口号

　　　　　启动时：    redis-cli  -p  端口号

 

redis 键 (key)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

redis 字符串 （String）

 

String 是redis中最基本的数据类型，一个redis中字符串value最多可以是512M，String类型是二进制安全的，可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

 

 

 

 

 

redis原子性：原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作

1.java中i++是否为原子操作
不是
2.i=0；两个线程分别对i进行++100次，值是多少？
2-200

 

 

 

 

 

redis String的数据结构：简单的动态字符串

 

redis列表（List）

 

单键多值

redis列表是简单的字符串列表，底层是双向列表。从左边/右边插入值

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 redis中list数据结构：快速列表（quicklist）

数据比较少的情况下：还用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist（压缩列表）

数据比较多的情况下：使用quicklist

 

redis集合（set）

redis中set是String类型的无序集合，底层是一个 value为null的hash表。

 

 

 

 

 redis set数据结构：字典。字典是用哈希表实现的。

 

 

redis 哈希（hash）

 

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，hash适合于存储对象，类似于java中Map<String，Object>

 

 

 

 

 

 

 hash数据结构两种：

数量少，长度短：ziplist；否则使用hashtable。

 

 

 

redis有序集合zset（sorted set）

 

redis有序集合是一个没有重复元素的字符串集合。与普通集合set不同的是，有序集合中的每个成员都关联了一个评分（score），集合中的成员是唯一的，但评分是可以重复的。 

 

 

 

 

 

 zset数据结构（底层使用了两个数据结构）：
1.hash：hash的作用就是关联元素value和权重score，保障元素value的唯一性，可以通过元素value找到score值。

2.跳跃表：目的在于给元素value排序，根据score的范围获取数据。

 

redis 6中的发布与订阅

是一种消息通信模式。

 

 

redis 新数据类型

BitMaps：本身不是数据类型，实际上就是字符串（key-value），它可以对字符串的位进行运算。可以把BitMaps想象为只存0或1的数组，数组的下标在BitMaps中叫做偏移量。

在第一次初始化BitMaps时，假如偏移量非常大，那么整个初始化过程会比较慢，可能会造成Redis阻塞。

 

 BITPOS：返回指定值0或1在指定区间第一次出现的位置。

 bitop  【and/or】 【存储key】 【key1】 【key2】

 

 

hyperloglog：做基数统计（基数：不重复数值的个数）

 

 

 

redis中jedis的使用（用java代码操作redis）

@Test
    public void testJedis(){

        //连接redis
    Jedis jedis = new Jedis("192.168.11.128", 6379);

        //操作redis
        /*操作string
        jedis.set("name","hyy");
        String name = jedis.get("name");
         System.out.println(name);
         */
        
    //操作list
    jedis.lpush("list1","a","b","c");
    jedis.rpush("list1","x","y","z");
    List<String> list1 = jedis.lrange("list1", 0, -1);
    for (String s : list1) {

        System.out.println(s);
    }

    //关闭连接
        jedis.close();


    }

@Test
    public void testJedis1(){

        //连接redis
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.11.128", 6379);

        //操作redis
        jedis.hset("hash1","a1","a1");
        jedis.hset("hash1","a2","a2");
        jedis.hset("hash1","a3","a3");

        Map<String, String> hash1 = jedis.hgetAll("hash1");
        System.out.println(hash1);



        //关闭连接
        jedis.close();
    }

 

 

jedis案例：模拟验证码登录

package com.gym;

import org.junit.Test;
import org.w3c.dom.ranges.Range;
import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.util.Random;

/**
 * @author 郭玉敏
 * @create 2021-11-14-13:03
 * @create 明天吃烤肉
 */
public class PhoneCode {
    public static void main(String[] args) {
        verifyCode("19155977383");

        getRedisCode("19155977383","775461");

    }

    //验证码校验

    public static void getRedisCode(String phone,String code){
        //从redis中获取验证码
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.11.128",6379);
        String codeKey = "VeriftCode"+phone+":code";
        String s = jedis.get(codeKey);
        //判断
        if (s.equals(code)){
            System.out.println("成功");
        }else{
            System.out.println("field");
        }


    }


    //2.每个手机只能发送三次，验证码发到redis中，设置过期时间
    public static void verifyCode(String phone){

        //连接redis
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.11.128",6379);

        //拼接key
        //手机发送次数
        String countKey = "VeriftCode"+phone+":count";

        //验证码key
        String codeKey = "VeriftCode"+phone+":code";


        //每个手机只能发送三次
        String count = jedis.get(countKey);
        if (count == null){
            //没有发送次数，第一次发送
            //设置发送次数为1
            jedis.setex(countKey,24*60*60,"1");
        }else if (Integer.parseInt(count) <= 2){
            jedis.incr(countKey);

        }else if (Integer.parseInt(count) > 2){
            System.out.println("发送次数超过三次");
            jedis.close();
            return;
        }

        //发送的验证码放到redis里面去
        String vcode = getCode();
        //过去时间120秒
        jedis.setex(codeKey,120,vcode);
        jedis.close();



    }




    //1.生成6位数字验证码
    public static String getCode(){
        Random random = new Random();

        String code="";
        for (int i=0;i<6;i++){

            int rand = random.nextInt(10);
            code += rand;
        }
        return code;

    }
}
检验 验证码

 

 

 

 redis持久化

redis持久化：利用永久性存储介质将数据进行保存，在出现问题时，进行数据恢复。

redis持久化的意义：保证数据安全，防止数据丢失。

 

持久化方案：

 

RDB启动方式——save指令（手动执行一次保存操作）

save指令的执行会阻塞当前redis服务器，直到当前RDB过程完成为止，可能会造成较长时间的阻塞。

bgsave指令：在后台执行保存操作。

 

自动执行保存： save  second  changes

second：监控时间范围内

changes：监控key的变化量

在conf文件中进行设置

 

RDB三种启动方式对比：

 


 RDB优点：

 

 

 

AOF

 RDB存储的弊端：

  • 存储数据量较大，效率较低。 基于快照思想，每次读写都是全部数据，当数据量巨大时，效率非常低。
  • 大数据量下的IO性能较低。
  • 基于fork创建子进程，内存产生额外消耗。
  • 宕机带来数据丢失风险。

 

AOF：以独立日志的方式记录每次写命令，重启时再重新执行AOF文件中命令达到恢复数据的目的。AOF相较于RDB就是  改记录数据为记录数据产生的过程。

AOF写数据的三种方式：

  1. always（每次）：每次写入操作均同步到AOF文件中，数据零误差，性能较低。
  2. everysec（每秒）：每秒将缓冲区的指令同步到AOF文件中，数据准确性较高，性能较高。系统宕机的情况下，丢失一秒的数据。
  3. no（系统控制）：整个过程不可控。

 

AOF工作原理：

 

 

 

 

 

 

 

 

事物

redis执行指令过程中，多条连续执行的指令被干扰，打断，插队。 

redis事物：一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列的命令。

 

事物的基本操作：

1.开启事物：multi

　　　　　　设置事物的开启位置，执行此命令后，后续的所有指令均加入到事物中

2.执行事物： exec

　　　　　　设定事物的结束位置，同时执行事物，与multi成对出现，成对使用。

 加入事物中的命令并不会马上执行，而是等exec之后才执行。

3.取消事物：discard

　　　　　　终止事物的进程，发生位置在multi~exec

 

 

基于特定条件的事物执行——锁

1.对key添加监视锁：watch key1【key...】

2.取消对所有key的监视：unwatch

注意：必须要在事物开始之前进行watch，如果watch的内容发生了改变，watch后面事物就不会执行了。

 

 分布式锁

使用setnx设置一个公共锁：setnx  lock-key  value

　　　　1.有值返回设置失败，不拥有控制权，排队或等待

　　　　2.设置成功的，拥有控制权，进行下一步具体业务操作。

通过 del  释放分布式锁

 

 防止忘记关锁/redis宕机

　　expire lock-key  second

　　pexpire  lock-key  milliseconds

锁的时间不要设置过长，锁时间设定推荐：最大耗时*120%+平均网络延迟*110%

 

 

 删除策略

 删除策略：

  1. 过期数据
  2. 数据删除策略
  3. 逐出算法

 

过期数据：

  • xx具有时效性的数据
  • -1 永久有效的数据
  • -2 已经过期的数据 或 被删除的数据 或 未定义的数据

 

数据删除策略：定时删除、惰性删除、定期删除

 

定时删除：用时间换空间

　　优点：节约内存，到时就删除

　　缺点：CPU压力大，无论现在CPU此时的负载高不高，均会占用cpu。

 

惰性删除：（用空间换时间）数据到达过期时间，不做处理。等下次访问数据时：发现未过期，返回数据。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　发现已过期，删除，返回不存在

优点：节约cpu性能，发现必须删除时才删除。

缺点：内存压力大，出现长期占用内存的数据。

 

定期删除：redis启动服务器初始化时，读取配置server.hz，默认为10

 

每秒钟执行server.hz次serverCron() --> databasesCron()【一个一个检查完】 -->activeExpireCycle()【检查任意一个】

  • activeExpireCycle()对每个expire[*]逐一检测，每次执行250ms/server.hz参数current_db用于记录activeExpireCycle()进入那个expire[*] 执行
    • 对某个expire[*]检测时。随机挑选W个key检测器
      • 如果key超时，删除key
      • 如果一轮中删除的key的数量>W*25%,循环该过程
      • 如果一轮中删除的key的数量<W*25%,检查下一个expire[*]，0-15循环。
      • W取值：ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP属性值

 

定期删除：周期性抽查存储空间

  • 周期性轮询redis库中的时效性数据，采取随机抽取的策略，利用过期数据占比的方式删除频度。
  • 特点一：CPU性能占用设置峰值，检测频度可以自定义设置
  • 特点二：内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理

 

 

 

 逐出算法

 当数据进入redis中，内存不够了怎么办？（不包含过期数据导致的内存不足）

redis使用内存存储数据时，在执行每一个命令之前，会调用freeMemorylfNeeded 检测内存是否充足，如果不满足新加入数据的最低存储要求，redis要临时删除一些数据为当前指令清理存储空间。清理数据的策略称为逐出算法。

逐出算法不是100%清理出足够的可使用空间，如果不成功则反复执行。当对所有数据尝试完毕后，如果不能达到内存清理的要求，将出现错误信息。

 

最大可使用内存：maxmemory

每次选取删除数据的个数：maxmemory-samples

　　　　选取数据时并不会全库扫描，导致严重的性能消耗，降低读写性能。

删除策略：maxmemory-policy

　　　　达到最大内存后，对被挑选出来的数据进行删除的策略。

 

 

 

 

 

 

修改redis.conf 核心配置文件

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

面试（企业级解决方案）

 

缓存预热：

 

 

 

 

缓存雪崩：就是瞬间数据量过大，导致对数据库服务器造成压力。

 

 

 

 

 

 

缓存击穿：就是单个高热数据过期的瞬间，数据访问量较大，未命中redis后，发起了大量对同一数据的数据库访问，导致对数据库服务器造成压力。应用策略应该在业务数据分析与预防方面进行，配合运行监控测试与即时调整策略，毕竟单个key的过期监控难度较高，配合雪崩处理策略即可。

 

 

 

 

缓存穿透：缓存击穿访问了不存在的数据，调过来合法数据的redis数据缓存阶段，每次访问数据库，导致对数据库服务器造成压力，

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

性能指标监控

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

这篇关于redis的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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