Redis详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_42642159/article/details/106268110

一、Redis概述

1.1 什么是NoSql

为了解决高并发、高可扩展、高可用、大数据存储问题而产生的数据库解决方案，就是NoSql数据库。

NoSQL，泛指非关系型的数据库，NoSQL即Not-Only SQL，它可以作为关系型数据库的良好补充。

1.2 Nosql数据库分类

键值(Key-Value)存储数据库
相关产品： Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB
典型应用：内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。
数据模型：一系列键值对
优势：快速查询
劣势：存储的数据缺少结构化

列存储数据库
相关产品：Cassandra, HBase, Riak
典型应用：分布式的文件系统
数据模型：以列簇式存储，将同一列数据存在一起
优势：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展
劣势：功能相对局限

文档型数据库
相关产品：CouchDB、MongoDB
典型应用：Web应用（与Key-Value类似，Value是结构化的）
数据模型：一系列键值对
优势：数据结构要求不严格
劣势：查询性能不高，而且缺乏统一的查询语法

图形(Graph)数据库
相关数据库：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph
典型应用：社交网络
数据模型：图结构
优势：利用图结构相关算法。
劣势：需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案。

1.3 什么是Redis

Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库。它通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据类型如下：
字符串类型
散列类型
列表类型
集合类型
有序集合类型

1.4 redis的应用场景

缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）。（最多使用）
分布式集群架构中的session分离。
聊天室的在线好友列表。
任务队列。（秒杀、抢购、12306等等）
应用排行榜。
网站访问统计。
数据过期处理（可以精确到毫秒）

1.5 Redis安装配置

https://blog.youkuaiyun.com/dsl59741/article/details/106199868

二、Redis数据类型

Mysql:声明字段有哪些：int,varchar,char,datetime…
Redis中存储数据是通过key-value存储的，对于value的类型有以下几种：
字符串
Hash类型
List
Set
SortedSet（zset）

2.1 String类型

赋值
语法：SET key value
127.0.0.1:6379> set test 123
OK

取值
GET key
127.0.0.1:6379> get test
"123“

设置/获取多个键值
语法：
MSET key value [key value …]
MGET key [key …]

127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3
OK
127.0.0.1:6379> get k1
“v1”
127.0.0.1:6379> mget k1 k3

“v1”
“v3”

取值并赋值
语法：GETSET key value
127.0.0.1:6379> getset s2 222
“111”
127.0.0.1:6379> get s2
“222”

删除
语法：DEL key
127.0.0.1:6379> del test
(integer) 1

数值增减
递增数字
当存储的字符串是整数时，Redis提供了一个实用的命令INCR，其作用是让当前键值递增，并返回递增后的值。
Auto_increment

语法：INCR key
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 2
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 3

增加指定的整数
语法：INCRBY key increment
127.0.0.1:6379> incrby num 2
(integer) 5
127.0.0.1:6379> incrby num 2
(integer) 7
127.0.0.1:6379> incrby num 2
(integer) 9

递减数值
语法：DECR key
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 9
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 8

减少指定的整数
语法：DECRBY key decrement
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 6
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 5
127.0.0.1:6379> decrby num 3
(integer) 2
127.0.0.1:6379> decrby num 3
(integer) -1

向尾部追加值
APPEND的作用是向键值的末尾追加value。如果键不存在则将该键的值设置为value，即相当于 SET key value。返回值是追加后字符串的总长度。

语法：APPEND key value
127.0.0.1:6379> set str hello
OK
127.0.0.1:6379> append str " world!"
(integer) 12
127.0.0.1:6379> get str
“hello world!”

获取字符串长度
STRLEN命令返回键值的长度，如果键不存在则返回0。

语法：STRLEN key
127.0.0.1:6379> strlen str
(integer) 0
127.0.0.1:6379> set str hello
OK
127.0.0.1:6379> strlen str
(integer) 5

2.2 Hash类型

使用string的问题
假设有User对象以JSON序列化的形式存储到Redis中，User对象有id，username、password、age、name等属性，存储的过程如下：
保存、更新： User对象 json(string) redis
如果在业务上只是更新age属性，其他的属性并不做更新我应该怎么做呢？如果仍然采用上边的方法在传输、处理时会造成资源浪费，下边讲的hash可以很好的解决这个问题。

User “{“username”:”gyf”,”age”:”80”}”

2.2.1 redis hash介绍

hash叫散列类型，它提供了字段和字段值的映射。字段值只能是字符串类型，不支持散列类型、集合类型等其它类型。如下：

在这里插入图片描述
赋值
HSET命令不区分插入和更新操作，当执行插入操作时HSET命令返回1，当执行更新操作时返回0。

一次只能设置一个字段值
语法：HSET key field value
127.0.0.1:6379> hset user username zhangsan
(integer) 1

一次可以设置多个字段值
语法：HMSET key field value [field value …]
127.0.0.1:6379> hmset user age 20 username lisi
OK

当字段不存在时赋值，类似HSET，区别在于如果字段存在，该命令不执行任何操作
语法：HSETNX key field value
127.0.0.1:6379> hsetnx user age 30 如果user中没有age字段则设置age值为30，否则不做任何操作
(integer) 0

取值
一次只能获取一个字段值
语法：HGET key field
127.0.0.1:6379> hget user username
"zhangsan“

一次可以获取多个字段值
语法：HMGET key field [field …]
127.0.0.1:6379> hmget user age username

“20”
“lisi”

获取所有字段值
语法：HGETALL key
127.0.0.1:6379> hgetall user

“age”
“20”
“username”
“lisi”

删除字段
可以删除一个或多个字段，返回值是被删除的字段个数

语法：HDEL key field [field …]
127.0.0.1:6379> hdel user age
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hdel user age name
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hdel user age username
(integer) 1

增加数字
语法：HINCRBY key field increment
127.0.0.1:6379> hincrby user age 2 将用户的年龄加2
(integer) 22
127.0.0.1:6379> hget user age 获取用户的年龄
"22“

判断字段是否存在
语法：HEXISTS key field
127.0.0.1:6379> hexists user age 查看user中是否有age字段
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hexists user name 查看user中是否有name字段
(integer) 0

只获取字段名或字段值
语法：
HKEYS key
HVALS key
127.0.0.1:6379> hmset user age 20 name lisi
OK
127.0.0.1:6379> hkeys user

“age”
“name”
127.0.0.1:6379> hvals user
“20”
“lisi”

获取字段数量
语法：HLEN key
127.0.0.1:6379> hlen user
(integer) 2

2.3 List类型

ArrayList与LinkedList的区别
ArrayList使用数组方式存储数据，所以根据索引查询数据速度快，而新增或者删除元素时需要设计到位移操作，所以比较慢。
LinkedList使用双向链表方式存储数据，每个元素都记录前后元素的指针，所以插入、删除数据时只是更改前后元素的指针指向即可，速度非常快。然后通过下标查询元素时需要从头开始索引，所以比较慢，但是如果查询前几个元素或后几个元素速度比较快。
在这里插入图片描述

2.3.1 redis list介绍

列表类型（list）可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表两端添加元素，或者获得列表的某一个片段。
列表类型内部是使用双向链表（double linked list）实现的，所以向列表两端添加元素的时间复杂度为0(1)，获取越接近两端的元素速度就越快。这意味着即使是一个有几千万个元素的列表，获取头部或尾部的10条记录也是极快的。

向列表两端增加元素
向列表左边增加元素
语法：LPUSH key value [value …]
127.0.0.1:6379> lpush list:1 1 2 3
(integer) 3

向列表右边增加元素
语法：RPUSH key value [value …]
127.0.0.1:6379> rpush list:1 4 5 6
(integer) 3

查看列表
LRANGE命令是列表类型最常用的命令之一，获取列表中的某一片段，将返回start、stop之间的所有元素（包含两端的元素），索引从0开始。索引可以是负数，如：“-1”代表最后边的一个元素。
语法：LRANGE key start stop
127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 2

“2”
“1”
“4”

从列表两端弹出元素
LPOP命令从列表左边弹出一个元素，会分两步完成：
第一步是将列表左边的元素从列表中移除
第二步是返回被移除的元素值。

语法：
LPOP key
RPOP key
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"3“
127.0.0.1:6379> rpop list:1
"6“

获取列表中元素的个数
语法：LLEN key
127.0.0.1:6379> llen list:1
(integer) 2

删除列表中指定的值
LREM命令会删除列表中前count个值为value的元素，返回实际删除的元素个数。根据count值的不同，该命令的执行方式会有所不同：
当count>0时， LREM会从列表左边开始删除。
当count<0时， LREM会从列表后边开始删除。
当count=0时， LREM删除所有值为value的元素。

语法：LREM key count value

获得/设置指定索引的元素值
获得指定索引的元素值
语法：LINDEX key index
127.0.0.1:6379> lindex l:list 2
“1”

设置指定索引的元素值
语法：LSET key index value
127.0.0.1:6379> lset l:list 2 2
OK
127.0.0.1:6379> lrange l:list 0 -1

“6”
“5”
“2”
“2”

只保留列表指定片段
指定范围和LRANGE一致
语法：LTRIM key start stop
127.0.0.1:6379> lrange l:list 0 -1

“6”
“5”
“0”
“2”
127.0.0.1:6379> ltrim l:list 0 2
OK
127.0.0.1:6379> lrange l:list 0 -1
“6”
“5”
“0”

向列表中插入元素
该命令首先会在列表中从左到右查找值为pivot的元素，然后根据第二个参数是BEFORE还是AFTER来决定将value插入到该元素的前面还是后面。

语法：LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1

“3”
“2”
“1”
127.0.0.1:6379> linsert list after 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
“3”
“4”
“2”
“1”

将元素从一个列表转移到另一个列表中
语法：RPOPLPUSH source destination
127.0.0.1:6379> rpoplpush list newlist
“1”
127.0.0.1:6379> lrange newlist 0 -1

“1”
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
“3”
“4”
“2”

2.4 Set类型

redis set介绍
集合中的数据是不重复且没有顺序。

集合类型和列表类型的对比：
在这里插入图片描述
集合类型的常用操作是向集合中加入或删除元素、判断某个元素是否存在等，由于集合类型的Redis内部是使用值为空的散列表实现，所有这些操作的时间复杂度都为0(1)。
Redis还提供了多个集合之间的交集、并集、差集的运算。

增加/删除元素
语法：SADD key member [member …]
127.0.0.1:6379> sadd set a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sadd set a
(integer) 0

语法：SREM key member [member …]
127.0.0.1:6379> srem set c d
(integer) 1

获得集合中的所有元素
语法：SMEMBERS key
127.0.0.1:6379> smembers set

“b”
"a”

判断元素是否在集合中
语法：SISMEMBER key member
127.0.0.1:6379> sismember set a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember set h
(integer) 0

运算命令
集合的差集运算 A-B
属于A并且不属于B的元素构成的集合。
在这里插入图片描述

SDIFF key [key …]
127.0.0.1:6379> sadd setA 1 2 3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sadd setB 2 3 4
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sdiff setA setB

“1”
127.0.0.1:6379> sdiff setB setA
“4”

集合的交集运算 A ∩ B
属于A且属于B的元素构成的集合。
在这里插入图片描述
语法：SINTER key [key …]
127.0.0.1:6379> sinter setA setB

“2”
“3”

集合的并集运算 A ∪ B
属于A或者属于B的元素构成的集合
在这里插入图片描述

获得集合中元素的个数
语法：SCARD key
127.0.0.1:6379> smembers setA

“1”
“2”
“3”
127.0.0.1:6379> scard setA
(integer)

从集合中弹出一个元素
注意：由于集合是无序的，所有SPOP命令会从集合中随机选择一个元素弹出

语法：SPOP key
127.0.0.1:6379> spop setA
"1“

2.5 SortedSet类型zset

redis sorted set介绍
在集合类型的基础上，有序集合类型为集合中的每个元素都关联一个分数，这使得我们不仅可以完成插入、删除和判断元素是否存在在集合中，还能够获得分数最高或最低的前N个元素、获取指定分数范围内的元素等与分数有关的操作。

在某些方面有序集合和列表类型有些相似。
1、二者都是有序的。
2、二者都可以获得某一范围的元素。
但是，二者有着很大区别：
1、列表类型是通过链表实现的，获取靠近两端的数据速度极快，而当元素增多后，访问中间数据的速度会变慢。
2、有序集合类型使用散列表实现，所有即使读取位于中间部分的数据也很快。
3、列表中不能简单的调整某个元素的位置，但是有序集合可以（通过更改分数实现）
4、有序集合要比列表类型更耗内存。

增加元素
向有序集合中加入一个元素和该元素的分数，如果该元素已经存在则会用新的分数替换原有的分数。返回值是新加入到集合中的元素个数，不包含之前已经存在的元素。

语法：ZADD key score member [score member …]
127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 80 zhangsan 89 lisi 94 wangwu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 97 lisi
(integer) 0

获取元素的分数
语法：ZSCORE key member
127.0.0.1:6379> zscore scoreboard lisi
“97”

删除元素
移除有序集key中的一个或多个成员，不存在的成员将被忽略。
当key存在但不是有序集类型时，返回一个错误。

语法：ZREM key member [member …]
127.0.0.1:6379> zrem scoreboard lisi
(integer) 1

获得排名在某个范围的元素列表
按照元素分数从小到大的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素）

语法：ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
127.0.0.1:6379> zrange scoreboard 0 2

“zhangsan”
“wangwu”
"lisi“

按照元素分数从大到小的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素）

语法：ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]
127.0.0.1:6379> zrevrange scoreboard 0 2

" lisi "
“wangwu”
" zhangsan “

如果需要获得元素的分数的可以在命令尾部加上WITHSCORES参数
127.0.0.1:6379> zrange scoreboard 0 1 WITHSCORES

“zhangsan”
“80”
“wangwu”
“94”

获得指定分数范围的元素
语法：ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 90 97 WITHSCORES

“wangwu”
“94”
“lisi”
“97”
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 70 100 limit 1 2
“wangwu”
“lisi”

增加某个元素的分数
返回值是更改后的分数

语法：ZINCRBY key increment member
127.0.0.1:6379> ZINCRBY scoreboard 4 lisi
"101“

获得集合中元素的数量
语法：ZCARD key
127.0.0.1:6379> ZCARD scoreboard
(integer) 3

获得指定分数范围内的元素个数
语法：ZCOUNT key min max
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scoreboard 80 90
(integer) 1

按照排名范围删除元素
语法：ZREMRANGEBYRANK key start stop
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYRANK scoreboard 0 1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZRANGE scoreboard 0 -1

“lisi”

按照分数范围删除元素
语法：ZREMRANGEBYSCORE key min max
127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 84 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE scoreboard 80 100
(integer) 1

获取元素的排名
从小到大
语法：ZRANK key member
127.0.0.1:6379> ZRANK scoreboard lisi
(integer) 0

从大到小
语法：ZREVRANK key member
127.0.0.1:6379> ZREVRANK scoreboard zhangsan
(integer) 1

从集合中弹出一个元素
注意：由于集合是无序的，所有SPOP命令会从集合中随机选择一个元素弹出

语法：SPOP key
127.0.0.1:6379> spop setA
"1“

三、其他命令

设置key的生存时间

Redis在实际使用过程中更多的用作缓存，然而缓存的数据一般都是需要设置生存时间的，即：到期后数据销毁。

EXPIRE key seconds 设置key的生存时间（单位：秒）key在多少秒后会自动删除
TTL key 查看key生于的生存时间
PERSIST key 清除生存时间
PEXPIRE key milliseconds 生存时间设置单位为：毫秒

例子：
192.168.101.3:7002> set test 1 设置test的值为1
OK
192.168.101.3:7002> get test 获取test的值
“1”
192.168.101.3:7002> EXPIRE test 5 设置test的生存时间为5秒
(integer) 1
192.168.101.3:7002> TTL test 查看test的生于生成时间还有1秒删除
(integer) 1
192.168.101.3:7002> TTL test
(integer) -2
192.168.101.3:7002> get test 获取test的值，已经删除
(nil)

keys
返回满足给定pattern 的所有key
redis 127.0.0.1:6379> keys mylist*

“mylist”
“mylist5”
“mylist6”
“mylist7”
“mylist8”

exists
确认一个key 是否存在
示例：从结果来看，数据库中不存在HongWan 这个key，但是age 这个key 是存在的
redis 127.0.0.1:6379> exists HongWan
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> exists age
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379>

del
删除一个key
redis 127.0.0.1:6379> del age
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> exists age
(integer) 0

rename
重命名key
示例：age 成功的被我们改名为age_new 了
redis 127.0.0.1:6379[1]> keys *

“age”
redis 127.0.0.1:6379[1]> rename age age_new
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> keys *
“age_new”
redis 127.0.0.1:6379[1]>

type
返回值的类型
示例：这个方法可以非常简单的判断出值的类型
redis 127.0.0.1:6379> type addr
string
redis 127.0.0.1:6379> type myzset2
zset
redis 127.0.0.1:6379> type mylist
list
redis 127.0.0.1:6379>
在这里插入图片描述

四、Redis持久化方案

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4.1 RDB持久化

RDB方式的持久化是通过快照（snapshotting）完成的，当符合一定条件时Redis会自动将内存中的数据进行快照并持久化到硬盘。

RDB是Redis默认采用的持久化方式。
save 900 1
save 300 10
save 60 10000

4.1.1 持久化条件配置

save 开头的一行就是持久化配置，可以配置多个条件（每行配置一个条件），每个条件之间是“或”的关系。
“save 900 1”表示15分钟（900秒钟）内至少1个键被更改则进行快照。
“save 300 10”表示5分钟（300秒）内至少10个键被更改则进行快照。

4.1.2 配置快照文件目录

配置dir指定rdb快照文件的位置
Note that you must specify a directory here, not a file name.
dir ./

4.1.3 配置快照文件的名称

设置dbfilename指定rdb快照文件的名称
The filename where to dump the DB
dbfilename dump.rdb

Redis启动后会读取RDB快照文件，将数据从硬盘载入到内存。根据数据量大小与结构和服务器性能不同，这个时间也不同。通常将记录一千万个字符串类型键、大小为1GB的快照文件载入到内存中需要花费20～30秒钟。

4.1.4 问题总结

通过RDB方式实现持久化，一旦Redis异常退出，就会丢失最后一次快照以后更改的所有数据。这就需要开发者根据具体的应用场合，通过组合设置自动快照条件的方式来将可能发生的数据损失控制在能够接受的范围。
如果数据很重要以至于无法承受任何损失，则可以考虑使用AOF方式进行持久化。

4.2 AOF持久化

默认情况下Redis没有开启AOF（append only file）方式的持久化，【操作一次就写一次数据】

可以通过修改redis.conf配置文件中的appendonly参数开启
appendonly yes

开启AOF持久化后每执行一条会更改Redis中的数据的命令，Redis就会将该命令写入硬
盘中的AOF文件。
AOF文件的保存位置和RDB文件的位置相同，都是通过dir参数设置的。
dir ./

默认的文件名是appendonly.aof，可以通过appendfilename参数修改：
appendfilename appendonly.aof
重启服务，再添加数据，然后会有一个aof文件,然后分析appendonly.aof文件内容
[root@A01 bin]# ./redis-cli shutdown
[root@A01 bin]# ./redis-server redis.conf
[root@A01 bin]# ./redis-cli
127.0.0.1:6379> set ip 192.168.1.1
OK