Redis基础学习笔记

一、Redis简介

1、简介（什么是Redis？）

Redis是完全免费开源的，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库；Redis是一种nosql数据库,他的数据是保存在内存中，同时redis可以定时把内存数据同步到磁盘，即可以将数据持久化，并且他比memcached支持更多的数据结构(string,list列表[队列和栈],set[集合],sorted set[有序集合] hash(hash表))

2、Redis的优势（为什么选择Redis？）

（1）性能极高 ------>Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。

· （2）Redis支持数据的持久化---->储存在Redis中的数据是持久化的，断电或重启后，数据也不会丢失。因为Redis的存储分为内存存储、磁盘存储和log文件三部分，重启后，Redis可以从磁盘重新将数据加载到内存中，这些可以通过配置文件对其进行配置，正因为这样，Redis才能实现持久化。

（3）丰富的数据类型-------->Redis是一个高性能的key-value存储系统。和Memcached类似，它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型）

（4）原子（类似于事务）------->Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来

Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。 

3、Redis应用场景（Redis能做什么？）

Redis的7个应用场景

（1）缓存———热数据（数据高频使用）

热点数据（经常会被查询，但是不经常被修改或者删除的数据），首选是使用redis缓存，毕竟强大到冒泡的QPS和极强的稳定性不是所有类似工具都有的，而且相比于memcached还提供了丰富的数据类型可以使用，另外，内存中的数据也提供了AOF和RDB等持久化机制可以选择，要冷、热的还是忽冷忽热的都可选。

（2）计数器

诸如统计点击数等应用。由于单线程，可以避免并发问题，保证不会出错，而且100%毫秒级性能！爽。

命令：INCRBY

当然爽完了，别忘记持久化，毕竟是redis只是存了内存！

（3）队列

相当于消息系统，ActiveMQ，RocketMQ等工具类似，但是个人觉得简单用一下还行，如果对于数据一致性要求高的话还是用RocketMQ等专业系统。

由于redis把数据添加到队列是返回添加元素在队列的第几位，所以可以做判断用户是第几个访问这种业务

队列不仅可以把并发请求变成串行，并且还可以做队列或者栈使用

（4）位操作（大数据处理）

用于数据量上亿的场景下，例如几亿用户系统的签到，去重登录次数统计，某用户是否在线状态等等。

想想一下腾讯10亿用户，要几个毫秒内查询到某个用户是否在线，你能怎么做？千万别说给每个用户建立一个key，然后挨个记（你可以算一下需要的内存会很恐怖，而且这种类似的需求很多，腾讯光这个得多花多少钱。。）好吧。这里要用到位操作——使用setbit、getbit、bitcount命令。

原理是：

redis内构建一个足够长的数组，每个数组元素只能是0和1两个值，然后这个数组的下标index用来表示我们上面例子里面的用户id（必须是数字哈），那么很显然，这个几亿长的大数组就能通过下标和元素值（0和1）来构建一个记忆系统，上面我说的几个场景也就能够实现。用到的命令是：setbit、getbit、bitcount

 

（5）分布式锁和单线程机制

验证前端的重复请求（可以自由扩展类似情况），可以通过redis进行过滤：每次请求将request Ip、参数、接口等hash作为key存储redis（幂等性请求），设置多长时间有效期，然后下次请求过来的时候先在redis中检索有没有这个key，进而验证是不是一定时间内过来的重复提交

（6）最新列表

例如新闻列表页面最新的新闻列表，如果总数量很大的情况下，尽量不要使用select a from A limit 10这种low货，尝试redis的 LPUSH命令构建List，一个个顺序都塞进去就可以啦。不过万一内存清掉了咋办？也简单，查询不到存储key的话，用mysql查询并且初始化一个List到redis中就好了。

（7）排行榜

谁得分高谁排名往上。命令：ZADD（有续集，sorted set）

4、memcached和redis的比较：

 

 

5、redis配置

 

redis的配置文件在位于Redis安装目录下，文件名为redis.windows-service.conf

可以通过config命令来查看或设置配置项

Redis的获取配置信息config命令格式如下：redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET CONFIG_SETTING_NAME（注：config get * 是查看所有的配置信息）

Redis设置配置信息config命令如下：CONFIG SET CONFIG_SETTING_NAME NEW_CONFIG_VALUE

参数说明

redis.conf 配置项说明如下：

1. 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

    daemonize no

2. 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

    pidfile /var/run/redis.pid

3. 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

    port 6379

4. 绑定的主机地址

    bind 127.0.0.1

5.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

    timeout 300

6. 指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose

    loglevel verbose

7. 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

    logfile stdout

8. 设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT <dbid>命令在连接上指定数据库id

    databases 16

9. 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

    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。

 

10. 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

    rdbcompression yes

11. 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb

    dbfilename dump.rdb

12. 指定本地数据库存放目录

    dir ./

13. 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

    slaveof <masterip> <masterport>

14. 当master服务设置了密码保护时，slav服务连接master的密码

    masterauth <master-password>

15. 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

    requirepass foobared

16. 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

    maxclients 128

17. 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

    maxmemory <bytes>

18. 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

    appendonly no

19. 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof

     appendfilename appendonly.aof

20. 指定更新日志条件，共有3个可选值：
    no：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快）
    always：表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘（慢，安全）
    everysec：表示每秒同步一次（折衷，默认值）

    appendfsync everysec

 

21. 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）

     vm-enabled no

22. 虚拟内存文件路径，默认值为/tmp/redis.swap，不可多个Redis实例共享

     vm-swap-file /tmp/redis.swap

23. 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

     vm-max-memory 0

24. 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

     vm-page-size 32

25. 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。

     vm-pages 134217728

26. 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

     vm-max-threads 4

27. 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

    glueoutputbuf yes

28. 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

    hash-max-zipmap-entries 64

    hash-max-zipmap-value 512

29. 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）

    activerehashing yes

30. 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

    include /path/to/local.conf

 

 

6、Redis数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

（1）String(字符串)

string类型是Redis最基本的数据类型，一个键最大能存储512MB。

在以上实例中我们使用了 Redis 的 SET 和 GET 命令。键为 name，对应的值为 runoob。

注意：一个键最大能存储512MB。

 

（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。

Redis 中每个 hash 可以存储 232 - 1 键值对（40多亿）。

（3）List（链表）

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）。

（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)。

（5）Zset（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。

二、Redis安装

1、window下安装

下载地址：https://github.com/MSOpenTech/redis/releases。

Redis 支持 32 位和 64 位。这个需要根据你系统平台的实际情况选择，这里我们下载 Redis-x64-xxx.zip压缩包到 C 盘，解压后，将文件夹重新命名为 redis。

打开一个 cmd 窗口 使用cd命令切换目录到 C:\redis 运行 redis-server.exe redis.windows.conf 。

如果想方便的话，可以把 redis 的路径加到系统的环境变量里，这样就省得再输路径了，后面的那个 redis.windows.conf 可以省略，如果省略，会启用默认的。输入之后，会显示如下界面：

这时候另启一个cmd窗口，原来的不要关闭，不然就无法访问服务端了。

切换到redis目录下运行 redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379 。

设置键值对 set myKey abc

取出键值对 get myKey

 

 

2、Linux下安装

下载地址：http://redis.io/download，下载最新文档版本。

本教程使用的最新文档版本为 2.8.17，下载并安装：

make完后 redis-2.8.17目录下会出现编译后的redis服务程序redis-server,还有用于测试的客户端程序redis-cli,两个程序位于安装目录 src 目录下：

下面启动redis服务. 

注意这种方式启动redis 使用的是默认配置。也可以通过启动参数告诉redis使用指定配置文件使用下面命令启动。

redis.conf是一个默认的配置文件。我们可以根据需要使用自己的配置文件。

启动redis服务进程后，就可以使用测试客户端程序redis-cli和redis服务交互了。 比如：

三、Redis命令

1、redis基础命令

Redis 客户端的基本语法为：redis-cli；该命令会连接本地的 redis 服务。

（1）连接远程服务命令：$ redis-cli -h host -p port -a password

（2）Redis选择库命令：SELECT index（index为数字，0-15，redis默认有16个实例）

（3）PING：查看服务是否运行

（4）QUIT：关闭当前连接

2、Redis 健（key）

（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（若 key 存在返回 1 ，否则返回 0 。 ）

（4）EXPIRE key seconds：为给定 key 设置过期时间。（若设置了过期时间为 1 分钟，1分钟后该键会自动删除。）

（5）KEYS pattern：查找所有符合给定模式( pattern)的 key 。（*是查找所有key）

（6）MOVE key db：将当前数据库的 key 移动到给定的数据库 db 当中。

（7）PERSIST key：移除 key 的过期时间，key 将持久保持。

（8）RANDOMKEY：从当前数据库中随机返回一个 key 。

（9）RENAME key newkey：修改 key 的名称。

（10）TYPE key：返回 key 所储存的值的类型。

3、Redis 字符串（String）

（1）SET key value：设置指定 key 的值

（2）GET key：获取指定key的值

（3）STRLEN key：返回 key 所储存的字符串值的长度。

（4）APPEND key value：如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将 指定value 追加到改 key 原来的值（value）的末尾。

（5）GETSET key value：将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。

4、Redis 哈希（Hash）

（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）HKEYS key：获取所有哈希表中的字段

（6）HLEN key：获取哈希表中字段的数量

（7）HVALS key：获取哈希表中所有值

5、Redis 链表（List）

（1）LPUSH key value1 [value2]：将一个或多个值插入到列表头部

（2）PUSHX key value：将一个值插入到已存在的列表头部

（3）LLEN key：获取列表长度

（4）LRANGE key start stop：获取列表指定范围内的元素

（5）LREM key count value：移除列表元素

（6）RPOP key：移除并获取列表最后一个元素

（7）RPUSHX key value：为已存在的列表添加值

6、Redis 集合（Set）

（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）SISMEMBER key member：判断 member 元素是否是集合 key 的成员

（4）SMEMBERS key：返回集合中的所有成员

（5）SPOP key：移除并返回集合中的一个随机元素

7、Redis 有序集合（Sorted Set）

（1）ZADD key score1 member1 [score2 member2]：向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数

（2）ZCARD key：获取有序集合的成员数

四Redis高级教程

1、redis数据备份和恢复

备份数据

Redis SAVE 命令用于创建当前数据库的备份。该命令将在 redis 安装目录中创建dump.rdb文件。

（2）恢复数据

如果需要恢复数据，只需将备份文件 (dump.rdb) 移动到 redis 安装目录并启动服务即可。获取 redis 目录可以使用 CONFIG 命令，如下所示： 

以上命令 CONFIG GET dir 输出的 redis 安装目录为 /usr/local/redis/bin。

2、redis客户端连接

（1）获取最大连接数

maxclients 的默认值是 10000，你也可以在 redis.conf 中对这个值进行修改。

（2）客户端命令

3、Java使用redis示例

注：开始在 Java 中使用 Redis 前， 我们需要确保已经安装了 redis 服务及 Java redis 驱动，且你的机器上能正常使用 Java。

（1）连接Redis服务

（2）Redis Java String（字符串）实例

（3）Redis Java List（链表）实例

（4）Redis java keys实例