后端返回键值对数据_091-Redis数据类型、常用命令、数据持久化方式

1. Redis介绍

(1) 什么是Redis？

Remote Dictionary Server(Redis)是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value 数据库，并提供多种语言的 API。

它通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等类型。

(2) Redis有哪些特点？

①支持多种数据结构，如 string(字符串)、 list(双向链表)、dict(hash 表)、set(集合)、zset(排序 set)、hyperloglog(基数估算)

②支持持久化操作，可以进行 aof 及 rdb 数据持久化到磁盘，从而进行数据备份或数据恢复等操作，较好的防止数据丢失的手段。

③支持通过 Replication 进行数据复制，通过 master-slave 机制，可以实时进行数据的同步复制，支持多级复制和增量复制，master-slave 机制是 Redis 进行 HA 的重要手段。

④单进程请求，所有命令串行执行，并发情况下不需要考虑数据一致性问题。

2. 安装Redis单机版

(1) 如何安装Redis单机版？

第一步 需要在 linux 系统中安装 gcc

命令：yum install -y gcc-c++

第二步 需要将下载好的 redis 压缩包添加到 linux 服务器中

版本：redis-3.0.0.tar.gz

第三步 解压压缩包

命令：tar -zxvf redis......

第四步 编译 redis

命令：进入 redis 的解压完毕的根目录下 执行命令：make

第五步 安装 redis

命 令 ： 进 入 redis 的 解 压 完 毕 的 根 目 录 下 ， 执 行 命 令 ： make install

PREFIX=/usr/local/redis

第六步：启动 redis

①前端启动

在 bin 目录下执行命令： ./redis-server （ctrl+c）退出 redis

②后端启动

a.先将 redis 解压目录下的 redis.conf 文件拷贝到 安装好的 redis 的 bin 目录下

命令：cp redis.conf /usr/local/redis/bin

b.修改拷贝过来的 redis.conf 配置文件

命令：vim redis.conf

将 daemonize no 改为 yes

c.启动 redis

在 bin 目录下执行命令：./redis-server redis.conf

d.查看 redis 启动是否成功

输入命令：ps aux|grep redis

e.关闭 redis 的命令

./redis-cli shutdown

第七步：测试 redis

在 bin 目录下启动 redis 自带的客户端 ./redis-cli

常见 redis 命令：

ping--->pong

3. Redis数据类型 -String类型

(1) set/get命令的作用是什么？

存储数据和获取数据

(2) mset/mget命令的作用是什么？

以同时获得/设置多个键的键值

(3) incr/decr命令的作用是什么？

incr 让当前键值以 1 的数量递增，并返回递增后的值

incrby 可以指定参数一次增加的数值，并返回递增后的值

decr 让当前键值以 1 的数量递减 并返回递减后的值

decrby 可以指定参数一次递减的数值，并返回递减后的值

incrbyfloat 可以递增一个双精度浮点数

注意：该键的值必须为数字

(4) Append命令的作用是什么？

append 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。返回值是追加后字符串的总长度。

(5) del/flushdb命令的作用是什么？

del 根据 key 来删除 value

flushdb 清除当前库的所有数据

4. Redis数据类型 -Hash类型

(1) hset/hget命令的作用是什么？

hset 存储一个哈希键值对的集合

hget 获取一个哈希键的值

(2) hmset/hmget命令的作用是什么？

hmset 存储一个或多个哈希是键值对的集合

hmset key field1 value1 ......fieldN keyN

hmget 获取多个指定的键的值

hmget key field1 ... fieldN

(3) hexists命令的作用是什么？

hexists 判断哈希表中的字段名是否存在 如果存在返回 1 否则返回 0

hexists key field

(4) hkeys/hvals/hlen命令的作用是什么？

hvals 只返回字段值

hvals key

hkeys 只返回字段名

hkeys key

hlen 返回 key 的 hash 的元素个数

hlen key

(5) hdel/hgetall命令的作用是什么？

hdel 删除一个或多个字段

hdel key field

hgetall 获取一个哈希是键值对的集合

hgetall key

5. Redis数据类型 -List类型

Redis 的链表是简单的字符串列表，排序插入顺序。您可以添加元素到 Redis 的列表的头部（左侧）或尾部（右侧），不能在中间插入数据只能替换。Key是整个链表的名称，遍历顺序为从左到右

(1) lpush/rpush命令的作用是什么？

lpush key value 向链表左侧添加

rpush key value 向链表右侧添加

(2) lpop/rpop命令的作用是什么？

lpop key 从左边移出一个元素

rpop key 从右边移出一个元素

(3) lrange命令的作用是什么？

lrange key start end lrange 命令将返回索引从 start 到 stop 之间的所有元素。Redis 的列表起始索引为 0。

lrange 也支持负索引 lrange nn -2 -1 如 -1 表示最右边第一个元素 -2 表示最右边第二个元素，依次类推。

(4) llen命令的作用是什么？

llen key 返回链表中元素的个数 相当于关系型数据库中 select count(*)

(5) Lindex/Lset命令的作用是什么？

lindex key indexnumber 如果要将列表类型当做数组来用，lindex 命令是必不可少的。

lindex 命令用来返回指定索引的元素，索引从 0 开始

如果是负数表示从右边开始计算的索引，最右边元素的索引是-1。

Lset key indexnumber value ，它会将索引号为 indexnumber的元素的值替换为 value。

6. Redis数据类型 -Set类型

(1) sadd/smembers命令的作用是什么？

sadd key value 添加一个 string 元素到,key 对应的 set 集合中，成功返回 1,如果元素已经在集合中返回 0

smembers key 返回 key 对应 set 的所有元素，结果是无序的

(2) scard命令的作用是什么？

scard key 返回 set 的元素个数，如果 set 是空或者 key 不存在返回 0

(3) sismember命令的作用是什么？

sismember key value 判断 value 是否在 set 中，存在返回 1，0 表示不存在或者 key 不存在

(4) srem命令的作用是什么？

srem key value 从 key 对应 set 中移除给定元素，成功返回 1，如果 value 在集合中不存在或者 key 不存在返回 0

7. Redis数据类型 -SortedSet类型

(1) zadd命令的作用是什么？

zadd key score value 将一个或多个 value 及其 socre 加入到 set 中

(2) zrange命令的作用是什么？

zrange key start end 0 和-1 表示从索引为 0 的元素到最后一个元素（同 LRANGE 命令

相似）

zrange key 0 -1 withscores 也可以连同 score 一块输出，使用 WITHSCORES 参数

(3) zremrangebyscore命令的作用是什么？

zremrangebyscore key start end 可用于范围删除操作，根据score删除

8. Redis的常用命令

(1) ping命令的作用是什么？

测试 redis 是否链接 如果已链接返回 PONG

(2) echo命令的作用是什么？

echo value 测试 redis 是否链接 如果已链接返回 echo 命令后给定的值

(3) keys命令的作用是什么？

keys * 返回所有的 key 可以加*通配

(4) exists命令的作用是什么？

exists key 判断 string 类型一个 key 是否存在 如果存在返回 1 否则返回 0

(5) expire/persist命令的作用是什么？

expire key time(s) 设置一个 key 的过期时间 单位秒。时间到达后会删除 key 及 valuepersist 移除给定 key 的过期时间

(6) ttl命令的作用是什么？

ttl key 查询已设置过期时间的 key 的剩余时间 ，如果返回-1表示该键值对没有设置失效时间， 如果返回-2 表示该键值对已经被删除

(7) flushdb/flushall命令的作用是什么？

flushdb 删除当前选择的数据库中的 key

flushall 删除所有数据库中的所有 key

(8) select /dbsize命令的作用是什么？

select dbindex 选择数据库(0-15)

move key dbIndex 将当前数据库中的 key 转移到其他数据库中,数据库之间数据独立。

dbsize 返回当前数据库中的 key 的数目

(9) info命令的作用是什么？

info 获取服务器的信息和统计

(10) quit命令的作用是什么？

quit 退出连接

9. Redis配置文件

(1) 如何配置Redis启动时为后置启动？

#是否在后台执行，yes：后台运行；no：不是后台运行（老版本默认）

daemonize yes

(2) 如何配置Redis监听端口？

#redis 监听的端口号。

port 6379

(3) 如何修改Redis的日志文件的保存位置？

#指定了记录日志的文件。空字符串的话，日志会打印到标准输出设备。后台运行的 redis 标准输出是/dev/null。

logfile /var/log/redis/redis-server.log

10. Redis数据持久化方式-RDB

(1) 什么是Redis的RDB备份方式？

将 Redis 在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，RDB 文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原生成 RDB 文件时的数据库状态（默认下，持久化到dump.rdb 文件，并且在 redis 重启后，自动读取其中文件，据悉，通常情况下一千万的字符串类型键，1GB 的快照文件，同步到内存中的 时间是 20-30 秒）

(2) RDB的备份策略是什么？

①执行命令手动生成

有两个 Redis 命令可以用于生成 RDB 文件，一个是 SAVE，另一个是 BGSAVE SAVE命令会阻塞 Redis 服务器进程，直到 RDB 文件创建完毕为止，在服务器进程阻塞期间，服务器不能处理任何命令请求，BGSAVE 命令会派生出一个子进程，然后由子进程负责创建RDB 文件，服务器进程（父进程）继续处理命令请求，创建 RDB 文件结束之前，客户端发送的 BGSAVE 和 SAVE 命令会被服务器拒绝

②通过配置自动生成

可以设置服务器配置的 save 选项，让服务器每隔一段时间自动执行一次 BGSAVE 命令，可以通过 save 选项设置多个保存条件，但只要其中任意一个条件被满足，服务器就会执行 BGSAVE 命令

例如：

save 900 1

save 300 10

save 60 10000

那么只要满足以下三个条件中的任意一个，BGSAVE 命令就会被执行

服务器在 900 秒之内，对数据库进行了至少 1 次修改

服务器在 300 秒之内，对数据库进行了至少 10 次修改

服务器在 60 秒之内，对数据库进行了至少 10000 次修改

(3) RDB备份方式所生成的备份文件默认的会放到什么位置？

在哪个目录执行就会在哪个目录下放置

11. Redis数据持久化方式-AOF

(1) 什么是Redis的AOF备份方式？

AOF 持久化方式在 redis 中默认是关闭的，需要修改配置文件开启该方式。

AOF：把每条命令都写入文件，类似 mysql 的 binlog 日志

AOF 方式：是通过保存 Redis 服务器所执行的写命令来记录数据库状态的文件。

(2) AOF的备份策略是什么？

①appendfsync always - 每提交一个修改命令都调用 fsync 刷新到 AOF 文件，非常非常慢，但也非常安全

②appendfsync everysec - 每秒钟都调用 fsync 刷新到 AOF 文件，很快，但可能会丢失一秒以内的数据

③appendfsync no - 依靠 OS 进行刷新，redis 不主动刷新 AOF，这样最快，但安全性就差默认并推荐每秒刷新，这样在速度和安全上都做到了兼顾

(3) AOF备份方式所生成的备份文件默认的会放到什么位置？

bin目录下

(4) AOF方式是如何做数据恢复的？

服务器在启动时，通过载入和执行 AOF 文件中保存的命令来还原服务器关闭之前的数据库状态，具体过程：

载入 AOF 文件

创建模拟客户端

从 AOF 文件中读取一条命令

使用模拟客户端执行命令

循环读取并执行命令，直到全部完成

如果同时启用了 RDB 和 AOF 方式，AOF 优先，启动时只加载 AOF 文件恢复数据

12. Redis集群介绍

(1) Redis的集群原理是什么？

Redis3.0 版本之后支持 Cluster。集群要求集群节点中必须要支持主备模式，也就说集中的主节点(Master)至少要有一个从节点(Slave)

每一个蓝色的圈都代表着一个 redis 集群中的主节点。它们任何两个节点之间都是相互连通的。客户端可以与任何一个节点相连接，然后就可以访问集群中的任何一个节点。对其进行存取和其他操作

(2) Redis集群的容错原理是什么？

Redis 之间通过互相的 ping-pong 判断是否节点可以连接上。如果有一半以上的节点去ping 一个节点的时候没有回应，集群就认为这个节点宕机了，然后去连接它的从节点。如果某个节点和所有从节点全部挂掉，我们集群就进入 fail 状态。还有就是如果有一半以上的主节点宕机，那么我们集群同样进入 fail 了状态。这就是我们的 redis 的投票机制具体原理如下图所示：

投票过程是集群中所有 master 参与,如果半数以上 master 节点与 master 节点通信超时(cluster-node-timeout),认为当前 master 节点挂掉.

什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?

1) 如果集群任意 master 挂掉,且当前 master 没有 slave。此时集群进入 fail 状态,也可以理解成集群的 slot 映射[0-16383]不完整时进入 fail 状态。

2) 如果集群超过半数以上 master 挂掉，无论是否有 slave，集群进入 fail 状态.

(3) 在Redis集群中是如何做数据分片存储的？

当我们的存取的 key 到达的时候，redis 会根据 crc16 的算法得出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作。

在 Node1 执行 set name kevin

①使用 CRC16 算法对 key 进行计算，得到一个数字，然后对数字进行取余。

CRC16 : name = 26384

26384%16384 = 10000

②查找到包含 10000 插槽的节点，比如是 node2，自动跳转到 node2

③在 node2 上执行 set name kevin 命令完成数据的插入

④如果在 node1 上执行 get name，先使用 CRC16 算法对 key 进行计算，在使用

16384 取余，得到插槽的下标，然后跳到拥有该插槽的 node2 中执行 get name 命令，并返回结果。

分享/讲解/扩展思考

点名提问从第一节课到最后一节课分别学到了什么，直到同学们把所有的知识点都说出来并且保证无误。