第一章 redis初识

1.1 Redis是什么

介绍

开源：早起版本2w3千行

基于键值对的存储系统：字典形式

多种数据结构：字符串，hash，列表，集合，有序集合

高性能，功能丰富

那些公司在用

github，twitter，stackoverflow，阿里，百度，微博，美团，搜狐

1.2 Redis特性（8个）

速度快

10w ops（每秒10w读写），数据存在内存中，c语言实现，单线程模型

持久化

rdb和aof

多种数据结构

5大数据结构：字符串(string)、列表(list)、集合(set)、有序集合(zset)、哈希(hash)

BitMaps位图：布隆过滤器   本质是 字符串

HyperLogLog：超小内存唯一值计数，12kb  HyperLogLog  本质是 字符串

GEO：地理信息定位  本质是有序集合

支持多种编程语言

基于tcp通信协议，各大编程语言都支持

功能丰富

发布订阅（消息） Lua脚本，事务（pipeline）

简单

源代码几万行，不依赖外部库

主从复制

主服务器和从服务器，主服务器可以同步到从服务器中

高可用和分布式

2.8版本以后使用redis-sentinel支持高可用

​3.0版本以后支持分布式

1.3 Redis单机安装

1.3.1下载安装

#linux

#下载
wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.7.tar.gz
#解压
tar -xzf redis-5.0.7.tar.gz
#建立软连接
ln -s redis-5.0.7 redis
cd redis
make&&make install
#在src目录下可以看到
#redis-server--->redis服务器
#redis-cli---》redis命令行客户端
#redis-benchmark---》redis性能测试工具
#redis-check-aof--->aof文件修复工具
#redis-check-dump---》rdb文件检查工具
#redis-sentinel---》sentinel服务器，哨兵
#redis作者对windows维护不好，window自己有安装包

####卸载redis
# 1、查看redis进程；
ps aux|grep redis
# 2、kill掉进程；
kill 进程id
# 3、进入到redis目录
cd /usr/local/
# 4、删除redis对应的文件
rm -f /usr/local/redis/bin/redis*
rm -f /usr/local/bin/redis*
# 5、删除对应的文件
rm -rf redis

1.3.2三种启动方式

1.3.2.1 最简启动

#最简启动
redis-server
ps -ef|grep redis  #查看进程
netstat -antpl|grep redis #查看端口
redis-cli -h ip -p port ping #命令查看

1.3.2.2 动态参数启动

#动态参数启动
redis-serve --port 6380 #启动，监听6380端口

1.3.2.3 配置文件启动

#配置文件启动（6379对应手机按键MERZ，意大利女歌手Alessia Merz的名字）
#####通过redis-cli连接，输入config get * 可以获得默认配置
#在redis目录下创建config目录，copy一个redis.conf文件
#daemonize--》是否是守护进程启动（no|yes）
#port---》端口号
#logfile--》redis系统日志
#dir--》redis工作目录

配置文件

#查看一下默认注释，把#和空格去掉
cat redis.conf|grep -v "#" |grep -v "^$"
#重定向到另一个文件
cat redis.conf|grep -v "#" |grep -v "^$" >redis-6382.conf
'''
daemonize yes #是否以守护进程启动
pidfile /var/run/redis.pid   #进程号的位置，删除
port 6379    #端口号
dir "/opt/soft/redis/data"  #工作目录
logfile “6379.log” #日志位置  
#其他全删掉
'''
#在redis目录下新建data目录，用来存放书籍
#启动redis
redis-server config/redis.conf
#查看进程
ps -ef |grep redis-server |grep 6379
#查看日志
cd data
cat 6379.log

1.3.3 客户端连接

###客户端连接###
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
ping #返回PONG

1.3.4 redis返回值

####redis返回值
状态回复：ping---》PONG
错误回复：hget hello field ---》(error)WRONGTYPE Operation against
整数回复：incr hello---》(integer) 1
字符串回复：get hello---》"world"
多行字符串回复：mget hello foo---》"world" "bar"

1.4 Redis典型使用场景

缓存系统：使用最广泛的就是缓存

计数器：网站访问量，转发量，评论数（文章转发，商品销量，单线程模型，不会出现并发问题）

消息队列：发布订阅，阻塞队列实现（简单的分布式，blpop：阻塞队列，生产者消费者）

排行榜：有序集合（阅读排行，点赞排行，推荐（销量高的，推荐））

社交网络：很多特效跟社交网络匹配，粉丝数，关注数

实时系统：垃圾邮件处理系统，布隆过滤器

第二章 Redis系列之-API的使用

一 通用命令

1.1 通用命令

####1-keys 
#打印出所有key
keys * 
#打印出所有以he开头的key
keys he*
#打印出所有以he开头，第三个字母是h到l的范围
keys he[h-l]
#三位长度，以he开头，？表示任意一位
keys he？
#keys命令一般不在生产环境中使用，生产环境key很多，时间复杂度为o(n),用scan命令

####2-dbsize   计算key的总数
dbsize #redis内置了计数器，插入删除值该计数器会更改，所以可以在生产环境使用，时间复杂度是o(1)

###3-exists key 时间复杂度o(1)
#设置a
set a b
#查看a是否存在
exists a
(integer) 1
#存在返回1 不存在返回0
###4-del key  时间复杂度o(1)
删除成功返回1，key不存在返回0
###5-expire key seconds  时间复杂度o(1)
expire name 3 #3s 过期
ttl name  #查看name还有多长时间过期
persist name #去掉name的过期时间
###6-type key  时间复杂度o(1)
type name #查看name类型，返回string

1.2 数据结构和内部编码

1.3 单线程架构

1.3.1 单线程架构

一个瞬间只会执行一条命令

1.3.2 单线程为什么这么快

1 纯内存

2 非阻塞IO （epoll），自身实现了事件处理，不在网络io上浪费过多时间

3 避免线程间切换和竞态消耗

1.3.3 注意

1 一次只运行一条命令

2 拒绝长慢命令

​  -keys，flushall,flushdb,慢的lua脚本，mutil/exec，operate，big value

3 其实不是单线程（在做持久化是另外的线程）

​    -fysnc file descriptor

​    -close file descriptor

二 字符串类型

2.1 字符串键值结构

key          value
hello        world      可以很复杂，如json格式字符串
counter      1          数字类型
bits         10101010   二进制（位图）
#字符串value不能大于512m，一般建议100k以内
#用于缓存，计数器，分布式锁...

2.2 常用命令

###1---基本使用get，set，del
get name       #时间复杂度 o(1)
set name lqz   #时间复杂度 o(1)
del name       #时间复杂度 o(1)
###2---其他使用incr,decr,incrby,decrby
incr age  #对age这个key的value值自增1
decr age  #对age这个key的value值自减1
incrby age 10  #对age这个key的value值增加10
decrby age 10  #对age这个key的value值减10
#统计网站访问量（单线程无竞争，天然适合做计数器）
#缓存mysql的信息（json格式）
#分布式id生成（多个机器同时并发着生成，不会重复）
###3---set，setnx，setxx
set name lqz  #不管key是否存在，都设置 
setnx name lqz #key不存在时才设置（新增操作）
set name lqz nx #同上
set name lqz xx #key存在，才设置（更新操作）
###4---mget mset
mget key1 key2 key3     #批量获取key1，key2.。。时间复杂度o(n)
mset key1 value1 key2 value2 key3 value3    #批量设置时间复杂度o(n)
#n次get和mget的区别
#n次get时间=n次命令时间+n次网络时间
#mget时间=1次网络时间+n次命令时间
###5---其他：getset，append，strlen
getset name lqznb #设置新值并返回旧值 时间复杂度o(1)
append name 666 #将value追加到旧的value 时间复杂度o(1)
strlen name  #计算字符串长度(注意中文)  时间复杂度o(1)
###6---其他：incrybyfloat,getrange,setrange
increbyfloat age 3.5  #为age自增3.5，传负值表示自减 时间复杂度o(1)
getrange key start end #获取字符串制定下标所有的值  时间复杂度o(1)
setrange key index value #从指定index开始设置value值  时间复杂度o(1)

三 哈希类型

3.1 哈希值结构

3.2 重要api

###1---hget,hset,hdel
hget key field  #获取hash key对应的field的value 时间复杂度为 o(1)
hset key field value #设置hash key对应的field的value值 时间复杂度为 o(1)
hdel key field #删除hash key对应的field的值 时间复杂度为 o(1)
#测试
hset user:1:info age 23
hget user:1:info ag
hset user:1:info name lqz
hgetall user:1:info
hdel user:1:info age
###2---hexists,hlen
hexists key field  #判断hash key 是否存在field 时间复杂度为 o(1)
hlen key   #获取hash key field的数量  时间复杂度为 o(1)
hexists user:1:info name
hlen user:1:info  #返回数量
        
###3---hmget，hmset
hmget key field1 field2 ...fieldN  #批量获取hash key 的一批field对应的值  时间复杂度是o(n)
hmset key field1 value1 field2 value2  #批量设置hash key的一批field value 时间复杂度是o(n)

###4--hgetall,hvals，hkeys
hgetall key  #返回hash key 对应的所有field和value  时间复杂度是o(n)
hvals key   #返回hash key 对应的所有field的value  时间复杂度是o(n)
hkeys key   #返回hash key对应的所有field  时间复杂度是o(n)
###小心使用hgetall
##1 计算网站每个用户主页的访问量
hincrby user:1:info pageview count
##2 缓存mysql的信息，直接设置hash格式

3.3 hash vs string

3.3.1相似的api

3.3.2 缓存三种方案

直接json格式字符串

每个字段一个key

使用hash操作

3.4 其他操作

##其他操作 hsetnx，hincrby，hincrbyfloat
hsetnx key field value #设置hash key对应field的value（如果field已存在，则失败），时间复杂度o(1)
hincrby key field intCounter #hash key 对英的field的value自增intCounter 时间复杂度o(1)
hincrbyfloat key field floatCounter #hincrby 浮点数 时间复杂度o(1)

四 列表类型

4.1 列表特点

有序队列，可以从左侧添加，右侧添加，可以重复，可以从左右两边弹出

4.2 API操作

4.2.1 插入操作

#rpush 从右侧插入
rpush key value1 value2 ...valueN  #时间复杂度为o(1~n)
#lpush 从左侧插入
#linsert
linsert key before|after value newValue   #从元素value的前或后插入newValue 时间复杂度o(n) ，需要遍历列表
linsert listkey before b java
linsert listkey after b php

4.2.2 删除操作

lpop key #从列表左侧弹出一个item 时间复杂度o(1)

rpop key #从列表右侧弹出一个item 时间复杂度o(1)

lrem key count value
#根据count值，从列表中删除所有value相同的项 时间复杂度o(n)
1 count>0 从左到右，删除最多count个value相等的项
2 count<0 从右向左，删除最多 Math.abs(count)个value相等的项
3 count=0 删除所有value相等的项
lrem listkey 0 a #删除列表中所有值a
lrem listkey -1 c #从右侧删除1个c

ltrim key start end #按照索引范围修剪列表 o(n)
ltrim listkey 1 4 #只保留下表1--4的元素

4.2.3 查询操作

lrange key start end #包含end获取列表指定索引范围所有item  o(n)
lrange listkey 0 2
lrange listkey 1 -1 #获取第一个位置到倒数第一个位置的元素

lindex key index #获取列表指定索引的item  o(n)
lindex listkey 0
lindex listkey -1

llen key #获取列表长度

4.2.3 修改操作

lset key index newValue #设置列表指定索引值为newValue o(n)
lset listkey 2 ppp #把第二个位置设为ppp

4.3 实战

实现timeLine功能，时间轴，微博关注的人，按时间轴排列，在列表中放入关注人的微博的即可

4.4 其他操作

blpop key timeout #lpop的阻塞版，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为拥有不阻塞 o(1)
brpop key timeout #rpop的阻塞版，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为拥有不阻塞 o(1)

#要实现栈的功能
lpush+lpop
#实现队列功能
lpush+rpop
#固定大小的列表
lpush+ltrim
#消息队列
lpush+brpop

五 集合类型

5.1 特点

无序，无重复，集合间操作（交叉并补）

5.2 API操作

sadd key element #向集合key添加element（如果element存在，添加失败） o(1)

srem key element #从集合中的element移除掉 o(1)

scard key #计算集合大小

sismember key element #判断element是否在集合中

srandmember key count #从集合中随机取出count个元素，不会破坏集合中的元素

spop key #从集合中随机弹出一个元素

smembers key #获取集合中所有元素 ，无序，小心使用，会阻塞住 

sdiff user:1:follow user:2:follow  #计算user:1:follow和user:2:follow的差集

sinter user:1:follow user:2:follow  #计算user:1:follow和user:2:follow的交集
          
sunion user:1:follow user:2:follow  #计算user:1:follow和user:2:follow的并集
                
sdiff|sinter|suion + store destkey... #将差集，交集，并集结果保存在destkey集合中

5.3 实战

抽奖系统 ：通过spop来弹出用户的id，活动取消，直接删除

点赞，点踩，喜欢等，用户如果点了赞，就把用户id放到该条记录的集合中

标签：给用户/文章等添加标签，sadd user:1:tags 标签1 标签2 标签3

给标签添加用户，关注该标签的人有哪些

共同好友：集合间的操作

5.4 总结

sadd:可以做标签相关

spop/srandmember:可以做随机数相关

sadd/sinter：社交相关

六 有序集合类型

6.1 特点

#有一个分值字段，来保证顺序
key                  score                value
user:ranking           1                   lqz
user:ranking           99                  lqz2
user:ranking           88                  lqz3
#集合有序集合
集合：无重复元素，无序，element
有序集合：无重复元素，有序，element+score
#列表和有序集合
列表：可以重复，有序，element
有序集合：无重复元素，有序，element+score

6.2 API使用

zadd key score element #score可以重复，可以多个同时添加，element不能重复 o(logN) 

zrem key element #删除元素，可以多个同时删除 o(1)

zscore key element #获取元素的分数 o(1)

zincrby key increScore element #增加或减少元素的分数  o(1)

zcard key #返回元素总个数 o(1)

zrank key element #返回element元素的排名（从小到大排）

zrange key 0 -1 #返回排名，不带分数  o(log(n)+m) n是元素个数，m是要获取的值
zrange player:rank 0 -1 withscores #返回排名，带分数

zrangebyscore key minScore maxScore #返回指定分数范围内的升序元素 o(log(n)+m) n是元素个数，m是要获取的值
zrangebyscore user:1:ranking 90 210 withscores #获取90分到210分的元素

zcount key minScore maxScore #返回有序集合内在指定分数范围内的个数 o(log(n)+m)

zremrangebyrank key start end #删除指定排名内的升序元素 o(log(n)+m)
zremrangebyrank user:1:rangking 1 2 #删除升序排名中1到2的元素
        
zremrangebyscore key minScore maxScore #删除指定分数内的升序元素 o(log(n)+m)
zremrangebyscore user:1:ranking 90 210 #删除分数90到210之间的元素

6.3 实战

排行榜：音乐排行榜，销售榜，关注榜，游戏排行榜

6.4 其他操作

zrevrank #从高到低排序
zrevrange #从高到低排序取一定范围
zrevrangebyscore #返回指定分数范围内的降序元素
zinterstore #对两个有序集合交集
zunionstore #对两个有序集合求并集

6.5 总结

第三章 Redis系列之-客户端使用