Redis ==> 基础
一、什么是 Redis
Redis 是由意大利人 Salvatore Sanfilippo 开发的一款内存高速缓存数据库。Redis全称为：Remote Dictionary Server（远程数据服务）。该软件使用C语言编写，遵守BSD协议、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，它支持丰富的数据类型，如：字符串(String)、 哈希(Hash)、 列表(List)、 集合(Set) 和 有序集合(Sorted Set)等类型。
二、什么是缓存
上面提到了 Redis 是一款高速缓存数据库，那么，什么是缓存呢？
缓存（cache），原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种高速存储器，通常它不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术。缓存的设置是所有现代计算机系统发挥高性能的重要因素之一。
缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从CPU缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就从速率相对较慢的内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。
三、Redis的特点
- Redis 数据读写速度非常快，因为它把数据都读取到内存当中操作，而且它是用C语言编写的，是最“接近“”操作系统的语言，所以执行速度相对较快。
- Redis 虽然数据的读取都存在内存当中，但是最终它是支持数据持久化到磁盘当中。
- Redis 提供了丰富的数据结构，包括：字符串(String)、 哈希(Hash)、 列表(List)、 集合(Set) 和 有序集合(Sorted Set)等。
- Redis 的所有操作都是原子性，支持事务，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行。
- Redis 支持订阅/发布、通知、Key过期等特性。
四、Redis适用场景
- Redis 由于数据的读取和操作都在内存当中操作，读写的效率较高，所以经常被用来做数据的缓存。把一些需要频繁访问的数据，而且在短时间之内不会发生变化的，放入Redis 中进行操作。从而提高用户的请求速度和降低网站的负载，降低数据库的读写次数，就把这些数据放到缓存中。
- 一些常用的实时计算的功能。需要实时变化和展示的功能，就可以把相关数据放在 Redis 中进行操作，大大提高效率。
- 消息队列，经常用来构建类似实时聊天系统的功能，大大提高应用的可用性。
五、Redis 配置
在介绍Redis的配置文件之前，我们先来说一下Redis安装完成后生成的几个可执行文件： redis-server 、redis-cli 、redis-benchmark 、redis-stat 、redis-check-dump、redis-check-aof。
redis-server：Redis 服务器的daemon启动程序。 redis-cli：Redis 命令行执行工具。当然，你也可以用telnet根据其纯文本协议来操作。 redis-benchmark：Redis 性能检测工具，测试Redis在你的系统及你的配置下的读写性能。 redis-stat：Redis 状态检测工具，可以检测 Redis 当前状态参数及延迟状况（高版本的Redis将没有这个脚本）。 redis-check-dump：Redis dump 数据文件的修复工具。 redis-check-aof：Redis aof 日志文件修复工具。
Redis 配置项说明如下：
| 序号 | 配置项 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 |
daemonize no
|
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（Windows 不支持守护线程的配置为 no ） |
| 2 |
pidfile /var/run/redis.pid
|
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 |
| 3 |
port 6379
|
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 |
| 4 |
bind 127.0.0.1
|
绑定的主机地址 |
| 5 |
timeout 300
|
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 |
| 6 |
loglevel notice
|
指定日志记录级别，Redis 总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为 notice |
| 7 |
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 |
| 8 |
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 |
| 9 |
save <seconds> <changes>
Redis 默认配置文件中提供了三个条件： 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。 |
指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合 |
| 10 |
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 |
| 11 |
dbfilename dump.rdb
|
指定本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb |
| 12 |
dir ./
|
指定本地数据库存放目录 |
| 13 |
slaveof <masterip> <masterport>
|
设置当本机为 slav 服务时，设置 master 服务的 IP 地址及端口，在 Redis 启动时，它会自动从 master 进行数据同步 |
| 14 |
masterauth <master-password>
|
当 master 服务设置了密码保护时，slav 服务连接 master 的密码 |
| 15 |
requirepass foobared
|
设置 Redis 连接密码，如果配置了连接密码，客户端在连接 Redis 时需要通过 AUTH <password> 命令提供密码，默认关闭 |
| 16 |
maxclients 128
|
设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis 可以同时打开的客户端连接数为 Redis 进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis 会关闭新的连接并向客户端返回 max number of clients reached 错误信息 |
| 17 |
maxmemory <bytes>
|
指定 Redis 最大内存限制，Redis 在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis 新的 vm 机制，会把 Key 存放内存，Value 会存放在 swap 区 |
| 18 |
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 |
| 19 |
appendfilename appendonly.aof
|
指定更新日志文件名，默认为 appendonly.aof |
| 20 |
appendfsync everysec
|
指定更新日志条件，共有 3 个可选值：
|
| 21 |
vm-enabled no
|
指定是否启用虚拟内存机制，默认值为 no，简单的介绍一下，VM 机制将数据分页存放，由 Redis 将访问量较少的页即冷数据 swap 到磁盘上，访问多的页面由磁盘自动换出到内存中（在后面的文章我会仔细分析 Redis 的 VM 机制） |
| 22 |
vm-swap-file /tmp/redis.swap
|
虚拟内存文件路径，默认值为 /tmp/redis.swap，不可多个 Redis 实例共享 |
| 23 |
vm-max-memory 0
|
将所有大于 vm-max-memory 的数据存入虚拟内存，无论 vm-max-memory 设置多小，所有索引数据都是内存存储的(Redis 的索引数据 就是 keys)，也就是说，当 vm-max-memory 设置为 0 的时候，其实是所有 value 都存在于磁盘。默认值为 0 |
| 24 |
vm-page-size 32
|
Redis swap 文件分成了很多的 page，一个对象可以保存在多个 page 上面，但一个 page 上不能被多个对象共享，vm-page-size 是要根据存储的 数据大小来设定的，作者建议如果存储很多小对象，page 大小最好设置为 32 或者 64bytes；如果存储很大大对象，则可以使用更大的 page，如果不确定，就使用默认值 |
| 25 |
vm-pages 134217728
|
设置 swap 文件中的 page 数量，由于页表（一种表示页面空闲或使用的 bitmap）是在放在内存中的，，在磁盘上每 8 个 pages 将消耗 1byte 的内存。 |
| 26 |
vm-max-threads 4
|
设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的，可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4 |
| 27 |
glueoutputbuf yes
|
设置在向客户端应答时，是否把较小的包合并为一个包发送，默认为开启 |
| 28 |
hash-max-zipmap-entries 64
hash-max-zipmap-value 512
|
指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时，采用一种特殊的哈希算法 |
| 29 |
activerehashing yes
|
指定是否激活重置哈希，默认为开启（后面在介绍 Redis 的哈希算法时具体介绍） |
| 30 |
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 |
六、Redis 数据类型简介
Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及 sorted set（有序集合）
1、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，string 类型的值最大能存储 512MB。
常用字符串命令：
| 序号 | 命令及描述 |
|---|---|
| 1 | SET key value 设置指定 key 的值 |
| 2 | GET key 获取指定 key 的值。 |
| 3 | GETRANGE key start end 返回 key 中字符串值的子字符 |
| 4 | GETSET key value 将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。 |
| 5 | GETBIT key offset 对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。 |
| 6 | MGET key1 [key2..] 获取所有(一个或多个)给定 key 的值。 |
| 7 | SETBIT key offset value 对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。 |
| 8 | SETEX key seconds value 将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。 |
| 9 | SETNX key value 只有在 key 不存在时设置 key 的值。 |
| 10 | SETRANGE key offset value 用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值，从偏移量 offset 开始。 |
| 11 | STRLEN key 返回 key 所储存的字符串值的长度。 |
| 12 | MSET key value [key value ...] 同时设置一个或多个 key-value 对。 |
| 13 | MSETNX key value [key value ...] 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。 |
| 14 | PSETEX key milliseconds value 这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位。 |
| 15 | INCR key 将 key 中储存的数字值增一。 |
| 16 | INCRBY key increment 将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment） 。 |
| 17 | INCRBYFLOAT key increment 将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment） 。 |
| 18 | DECR key 将 key 中储存的数字值减一。 |
| 19 | DECRBY key decrement key 所储存的值减去给定的减量值（decrement） 。 |
| 20 | APPEND key value 如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将指定的 value 追加到该 key 原来值（value）的末尾。 |
2、Hash（哈希）
Redis hash 是一个键值(Key=>Value)对集合。
Redis hash 是一个 String 类型的 Field 和 Value 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。
常用 hash 基本命令：
| 序号 | 命令及描述 |
|---|---|
| 1 | HDEL key field1 [field2] 删除一个或多个哈希表字段 |
| 2 | HEXISTS key field 查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在。 |
| 3 | HGET key field 获取存储在哈希表中指定字段的值。 |
| 4 | HGETALL key 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值 |
| 5 | HINCRBY key field increment 为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment 。 |
| 6 | HINCRBYFLOAT key field increment 为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 increment 。 |
| 7 | HKEYS key 获取所有哈希表中的字段 |
| 8 | HLEN key 获取哈希表中字段的数量 |
| 9 | HMGET key field1 [field2] 获取所有给定字段的值 |
| 10 | HMSET key field1 value1 [field2 value2 ] 同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。 |
| 11 | HSET key field value 将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。 |
| 12 | HSETNX key field value 只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值。 |
| 13 | HVALS key 获取哈希表中所有值 |
| 14 | HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 迭代哈希表中的键值对。 |
3、List（列表）
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）。列表最多可存储 232 - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。
常用List相关命令：
| 序号 | 命令及描述 |
|---|---|
| 1 | BLPOP key1 [key2 ] timeout 移出并获取列表的第一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
| 2 | BRPOP key1 [key2 ] timeout 移出并获取列表的最后一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
| 3 | BRPOPLPUSH source destination timeout 从列表中弹出一个值，将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它； 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。 |
| 4 | LINDEX key index 通过索引获取列表中的元素 |
| 5 | LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value 在列表的元素前或者后插入元素 |
| 6 | LLEN key 获取列表长度 |
| 7 | LPOP key 移出并获取列表的第一个元素 |
| 8 | LPUSH key value1 [value2] 将一个或多个值插入到列表头部 |
| 9 | LPUSHX key value 将一个值插入到已存在的列表头部 |
| 10 | LRANGE key start stop 获取列表指定范围内的元素 |
| 11 | LREM key count value 移除列表元素 |
| 12 | LSET key index value 通过索引设置列表元素的值 |
| 13 | LTRIM key start stop 对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除。 |
| 14 | RPOP key 移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素。 |
| 15 | RPOPLPUSH source destination 移除列表的最后一个元素，并将该元素添加到另一个列表并返回 |
| 16 | RPUSH key value1 [value2] 在列表中添加一个或多个值 |
| 17 | RPUSHX key value 为已存在的列表添加值 |
4、Set（集合）
Redis 的 Set 是 string 类型的无序集合。
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)。
常用Set相关命令：
| 序号 | 命令及描述 |
|---|---|
| 1 | SADD key member1 [member2] 向集合添加一个或多个成员 |
| 2 | SCARD key 获取集合的成员数 |
| 3 | SDIFF key1 [key2] 返回给定所有集合的差集 |
| 4 | SDIFFSTORE destination key1 [key2] 返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中 |
| 5 | SINTER key1 [key2] 返回给定所有集合的交集 |
| 6 | SINTERSTORE destination key1 [key2] 返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中 |
| 7 | SISMEMBER key member 判断 member 元素是否是集合 key 的成员 |
| 8 | SMEMBERS key 返回集合中的所有成员 |
| 9 | SMOVE source destination member 将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合 |
| 10 | SPOP key 移除并返回集合中的一个随机元素 |
| 11 | SRANDMEMBER key [count] 返回集合中一个或多个随机数 |
| 12 | SREM key member1 [member2] 移除集合中一个或多个成员 |
| 13 | SUNION key1 [key2] 返回所有给定集合的并集 |
| 14 | SUNIONSTORE destination key1 [key2] 所有给定集合的并集存储在 destination 集合中 |
| 15 | SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 迭代集合中的元素 |
5、Sorted Set（有序集合）
Redis zset 和 set 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。
zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
常用Sorted Set相关命令：
七、其他命令
1、连接 Redis 服务
// 连接本地的 redis 服务 redis-cli // 远程连接 redis 服务 redis-cli -h host -p port -a password
下表列出了 redis 连接的基本命令：
| 序号 | 命令及描述 |
|---|---|
| 1 | AUTH password 验证密码是否正确 |
| 2 | ECHO message 打印字符串 |
| 3 | PING 查看服务是否运行 |
| 4 | QUIT 关闭当前连接 |
| 5 | SELECT index 切换到指定的数据库 |
2、Redis keys
| 序号 | 命令及描述 |
|---|---|
| 1 | DEL key 该命令用于在 key 存在时删除 key。 |
| 2 | DUMP key 序列化给定 key ，并返回被序列化的值。 |
| 3 | EXISTS key 检查给定 key 是否存在。 |
| 4 | EXPIRE key seconds 为给定 key 设置过期时间，以秒计。 |
| 5 | EXPIREAT key timestamp EXPIREAT 的作用和 EXPIRE 类似，都用于为 key 设置过期时间。 不同在于 EXPIREAT 命令接受的时间参数是 UNIX 时间戳(unix timestamp)。 |
| 6 | PEXPIRE key milliseconds 设置 key 的过期时间以毫秒计。 |
| 7 | PEXPIREAT key milliseconds-timestamp 设置 key 过期时间的时间戳(unix timestamp) 以毫秒计 |
| 8 | KEYS pattern 查找所有符合给定模式( pattern)的 key 。 |
| 9 | MOVE key db 将当前数据库的 key 移动到给定的数据库 db 当中。 |
| 10 | PERSIST key 移除 key 的过期时间，key 将持久保持。 |
| 11 | PTTL key 以毫秒为单位返回 key 的剩余的过期时间。 |
| 12 | TTL key 以秒为单位，返回给定 key 的剩余生存时间(TTL, time to live)。 |
| 13 | RANDOMKEY 从当前数据库中随机返回一个 key 。 |
| 14 | RENAME key newkey 修改 key 的名称 |
| 15 | RENAMENX key newkey 仅当 newkey 不存在时，将 key 改名为 newkey 。 |
| 16 | TYPE key 返回 key 所储存的值的类型。 |
3、Redis 服务器命令
Redis 服务器命令主要是用于管理 redis 服务。
下表列出了 redis 服务器的相关命令:
| 序号 | 命令及描述 |
|---|---|
| 1 | BGREWRITEAOF 异步执行一个 AOF（AppendOnly File） 文件重写操作 |
| 2 | BGSAVE 在后台异步保存当前数据库的数据到磁盘 |
| 3 | CLIENT KILL [ip:port] [ID client-id] 关闭客户端连接 |
| 4 | CLIENT LIST 获取连接到服务器的客户端连接列表 |
| 5 | CLIENT GETNAME 获取连接的名称 |
| 6 | CLIENT PAUSE timeout 在指定时间内终止运行来自客户端的命令 |
| 7 | CLIENT SETNAME connection-name 设置当前连接的名称 |
| 8 | CLUSTER SLOTS 获取集群节点的映射数组 |
| 9 | COMMAND 获取 Redis 命令详情数组 |
| 10 | COMMAND COUNT 获取 Redis 命令总数 |
| 11 | COMMAND GETKEYS 获取给定命令的所有键 |
| 12 | TIME 返回当前服务器时间 |
| 13 | COMMAND INFO command-name [command-name ...] 获取指定 Redis 命令描述的数组 |
| 14 | CONFIG GET parameter 获取指定配置参数的值 |
| 15 | CONFIG REWRITE 对启动 Redis 服务器时所指定的 redis.conf 配置文件进行改写 |
| 16 | CONFIG SET parameter value 修改 redis 配置参数，无需重启 |
| 17 | CONFIG RESETSTAT 重置 INFO 命令中的某些统计数据 |
| 18 | DBSIZE 返回当前数据库的 key 的数量 |
| 19 | DEBUG OBJECT key 获取 key 的调试信息 |
| 20 | DEBUG SEGFAULT 让 Redis 服务崩溃 |
| 21 | FLUSHALL 删除所有数据库的所有key |
| 22 | FLUSHDB 删除当前数据库的所有key |
| 23 | INFO [section] 获取 Redis 服务器的各种信息和统计数值 |
| 24 | LASTSAVE 返回最近一次 Redis 成功将数据保存到磁盘上的时间，以 UNIX 时间戳格式表示 |
| 25 | MONITOR 实时打印出 Redis 服务器接收到的命令，调试用 |
| 26 | ROLE 返回主从实例所属的角色 |
| 27 | SAVE 同步保存数据到硬盘 |
| 28 | SHUTDOWN [NOSAVE] [SAVE] 异步保存数据到硬盘，并关闭服务器 |
| 29 | SLAVEOF host port 将当前服务器转变为指定服务器的从属服务器(slave server) |
| 30 | SLOWLOG subcommand [argument] 管理 redis 的慢日志 |
| 31 | SYNC 用于复制功能(replication)的内部命令 |
