Redis简介

1.NoSQL(non-relational，Not Only SQL)

NoSQL泛指非关系型的数据库，区别于关系型数据库，它们不保证关系数据的ACID特性。

NoSQL是不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。NoSQL与关系型数据库的区别在于NoSQL不使用SQL作为查询语言。NoSQL数据存储可以不需要固定的表格模式，NoSQL是基于键值对的，可以想象成表中的主键和值的对应关系。

2.Redis是什么？Redis使用场景？

Redis定义：Redis是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。它支持多种类型的数据结构，如字符串（strings）、散列（hashes）、列表（list）、集合（sets）、有序集合（sorted sets）等。

 

Redis使用场景：

• 热点商品数据缓存

• 消息的订阅/发布（部分场景可取代MQ）

• 各种高频读、低频写的数据场景

• 排行榜、购物车、数据字典

• 快速实现“交并差”运算

 

3.Redis和memcached和mysql之间的区别

	数据库类型	数据存储方式	特色功能
mysql	硬盘持久化 传统关系型数据库	库表类型存储 每个数据库含有多个表，每个表有很多行数据，以规定的表格形式插入行数据，每个行里面指定数据类型	支持ACID性质，主从复制
memcached	内存缓存 传统类型内存缓存，redis出现之前很多公司都会选择的内存工具	K/V存储 单一key与value类型存储方式	高性能多线程服务器
redis	内存+硬盘持久化 继承了高效缓存的特点，同时兼备成熟的数据持久化方案，现代高效缓存的优秀产品	多种数据类型 字符串、列表、集合、散列表、有序集合	发布与订阅，主从复制（master/slave）持久化、动态扩容、脚本操作

4.Redis和memcached对比

1.memcache数据存储

2.redis数据存储

• 内存管理机制
  • Memcached默认使用Slab Allocation机制管理内存，其主要思想就是按照预先规定的大小，将分配的内存分割成特定长度的块，已存储相应长度的key-value数据记录，已完全解决内存碎片问题。空闲列表进行排查存储状态。

  • Redis使用现场申请内存的方式来存储数据，并且很少使用free-list等方式来优化内存分配，会在一定程度上存在内存碎片。

• 数据持久化方案

  • memcached不支持内存数据的持久化操作，所有的数据都以in-memory的形式存储。

  • redis支持持久化操作，redis提供了两种不同的持久化方法来将数据存储到硬盘，第一种是rdb形式，第二种是aof形式。

    • Rdb：将内存进行同步，顾明思义就是内存快照。

    • Aof：append only if，存的是命令，类似set del命令。

• 缓存数据过期机制

  • memcached：在删除失效主键时采用消极的方法（惰性删除机制），即memcached内部不会监视主键是否失效，而是通过get访问是才会检查其是否已经失效。

  • redis：定时、定期等多种缓存失效机制，减少内存泄漏。

• 支持的数据类型

  • memcached支持单一数据类型，[K,V]

  • redis支持5中数据类型

5.Redis五种数据结构

5.1 Redis数据结构之：String

5.2 Redis数据结构之：Hash

查看代码

127.0.0.1:6379> hset info name tom
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset info age 20
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset info sex man
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget info sex
"man"
127.0.0.1:6379> hgetall info
1) "name"
2) "tom"
3) "age"
4) "20"
5) "sex"
6) "man"
127.0.0.1:6379>

127.0.0.1:6379> hmset info1 name jack age 10 sex man
OK
127.0.0.1:6379> hgetall info1
1) "name"
2) "jack"
3) "age"
4) "10"
5) "sex"
6) "man"
127.0.0.1:6379>


127.0.0.1:6379> hlen info1
(integer) 3

    
    127.0.0.1:6379> hdel info name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall info
1) "age"
2) "20"
3) "sex"
4) "man"
127.0.0.1:6379> 

 

5.3 Redis数据结构之：list

查看代码

127.0.0.1:6379> lpush newlist one two three
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange newlist 0 2
1) "three"
2) "two"
3) "one"
127.0.0.1:6379>


127.0.0.1:6379> lpush list value1 value2 value3 value4 value5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "value5"
2) "value4"
3) "value3"
4) "value2"
5) "value1"
127.0.0.1:6379>


127.0.0.1:6379> rpop list
"value98"
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "value4"
2) "value3"
3) "value2"
4) "value1"
5) "value99"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> rpush list value99 value98
(integer) 6
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "value4"
2) "value3"
3) "value2"
4) "value1"
5) "value99"
6) "value98"
127.0.0.1:6379>


127.0.0.1:6379> lpop list
"value5"
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "value4"
2) "value3"
3) "value2"
4) "value1"
127.0.0.1:6379>


127.0.0.1:6379> llen list
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lindex list 2
"value2"
127.0.0.1:6379> lrem list 1 value1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "value4"
2) "value3"
3) "value2"
4) "value99"
127.0.0.1:6379> 

 

5.4 Redis数据结构之：Set

查看代码

127.0.0.1:6379> sadd myset set1 set2 set3 set4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "set4"
2) "set3"
3) "set1"
4) "set2"
127.0.0.1:6379> spop myset 1
1) "set4"
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "set3"
2) "set1"
3) "set2"
127.0.0.1:6379>



127.0.0.1:6379> sadd myset2 set2 set3 set4 set5
(integer) 4
127.0.0.1:6379> smembers myset2
1) "set4"
2) "set3"
3) "set5"
4) "set2"
127.0.0.1:6379> sdiff myset myset2
1) "set1"
127.0.0.1:6379> sunion myset myset2
1) "set5"
2) "set3"
3) "set1"
4) "set4"
5) "set2"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> sinter myset myset2
1) "set3"
2) "set2"
127.0.0.1:6379> 

 

 

5.4 Redis数据结构之：SortSet

查看代码

127.0.0.1:6379> sinter myset myset2
1) "set3"
2) "set2"
127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 "one" 2 "two" 3 "three"
(integer) 3

    
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
1) "one"
2) "two"
3) "three"
    
    
    
127.0.0.1:6379> zrem myzset one
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
1) "two"
2) "three"
127.0.0.1:6379> 

 

6.Redis消息订阅与发布

查看代码

Redis消息发布：
127.0.0.1:6379> PUBLISH channela test
(integer) 0
127.0.0.1:6379> PUBLISH channela redisMessage
(integer) 2
127.0.0.1:6379> 


Redis订阅：
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE channela
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channela"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "channela"
3) "redisMessage"
    
Redis订阅：
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE channela
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channela"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "channela"
3) "redisMessage"

    
    
取消订阅： UNSUBCRIBE channela

7.Redis事务

7.1 事务

一个数据库事务通常包含了一序列对数据库的读/写操作，事务存在包含以下两个目的：

• 为数据库操作序列提供一个从失败中恢复到正常状态的方法，同时提供了数据库即使在异常状态下仍能保持一致的方法。

• 当多个应用程序并发访问数据库时，可以在这些应用程序之间提供一个隔离方法，以防止彼此的操作相互干扰。

 

7.2 事务的ACID四大特性

• 原子性（Atomicity）：事务作为一个整体被执行，包含在其中的对数据库的操作要么全部被执行，要么都不执行。

• 一致性（Consistency）：事务应确保数据库的状态从一个一致状态转变为另一个一致状态，即数据库中的数据应满足完整性约束。

• 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不影响其他事务的执行。

• 持久性（Durability）：以被提交的事务对数据库的修改应该永久保存在数据库中。

 

事务的隔离机制：

• 语法：set global transaction isolation level read uncommitted；

• 种类：read uncommitted、read committed、read repeatable、serializable

7.2 Redis事务基本命令

1. MULTI与EXEC命令：以MULTI开始一个事务，让后将多个命令入队到事务中，最后由EXEC命令触发事务，一并执行事务中所有的命令。

2. DISCARD命令：DISCARD命令用于取消一个是无，它清空客户端的整个事务队列，然后将客户端从事务状态调整回非事务状态，最后返回字符串 OK 给客户端，说明事务已被取消。

3. WATCH命令：WATCH命令用于在事务开始之前监视任意数量的键，当调用EXEC命令执行事务时，如果任意一个呗监视的键已经被其他客户端修改，那么整个事务不再执行，直接返回失败。

查看代码

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set name tom
QUEUED
127.0.0.1:6379> set age 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> get age
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) OK
3) "20"
127.0.0.1:6379> get name
"tom"
127.0.0.1:6379>


WATCH命令：
WATCH命令用于在事务开始之前监视任意数量的键，当调用EXEC命令执行事务时，如果任意一个被监视的键已经被其他客户端修改了，那么整个
事务不在执行，直接返回失败。

127.0.0.1:6379> WATCH message
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set message success
QUEUED
127.0.0.1:6379> get message
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
(nil)（返回失败）
127.0.0.1:6379> GET message
"message1"
127.0.0.1:6379> 


事务执行之前修改message的值：
127.0.0.1:6379> set message message1
OK
127.0.0.1:6379> 

 

redis事务执行原理图：

 

7.3 Redis事务与传统关系型事务的比较

• 原子性（Atomicity）：单个redis命令执行是原子性的，但是redis没有在事务上增加任何维持原子性的机制，所以redis事务的执行并不是原子的。如果一个事务队列中的所有命令都被成功的执行，那么称这个事务执行成功。

• 一致性（Consistency）：

  • 入队错误：在命令执行的过程中，如果客户端向服务器发送了错误的命令，比如命令的参数、数量不对等，那么服务器将向客户端返回一个出错信息，并且将客户端的事务状态设置为 REDIS_DITRY_EXEC。

  • 查看代码

    
    127.0.0.1:6379> MULTI
    OK
    127.0.0.1:6379> set age 20
    QUEUED
    127.0.0.1:6379> get
    (error) ERR wrong number of arguments for 'get' command
    127.0.0.1:6379> get age
    QUEUED
    127.0.0.1:6379> EXEC
    (error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
    127.0.0.1:6379> 

  • 执行错误：如果命令在事务执行的过程中发生错误，例如：对一个不同类型的 key 执行了错误的操作，那么 redis 只会将错误包含在事务的结果中，这不会引起事务中断或整个失败，不会影响已执行事务命令的结果，也不会影响后面要执行的事务命令，所以它对事务的一致性没有影响。

• 隔离性（Isolation）：WATCH 命令用户在事务开始之前监视任意数量的键，当调用 EXEC 命令执行事务时，如果任意一个被监视的键已经被其他客户端修改，那么整个事务不再执行，直接返回失败。

• 持久性（Durability）：因为事务不过是用队列包裹起了一组 redis 命令，并没有提供任何额外的持久性功能，所有事务的持久性由 redis 所使用的持久性模式所决定。Redis持久化模式：

  • RDB：数据内存备份
  • aof：append only if（增量备份）