redis 基础

Redis 是一个高性能的 key-value 开源数据库，遵守 BSD 协议。Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。主要优势如下：

性能极高：读11万 pps，写8万 pps
丰富的数据类型：Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
原子： 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。
丰富的特性： Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

安装使用

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

在另外一个cmd，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

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)。

DEL runoob 用于删除前面测试用过的 key

string (字符串)

string 是 redis 最基本的类型，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 类型的值最大能存储 512MB。

redis 127.0.0.1:6379> SET runoob "菜鸟教程"
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET runoob
"菜鸟教程"

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。

> hmset h1 k1 v1 k2 v2
OK
> hget h1 k1
"v1"
> hget h1 k2
"v2"
> hset h1 k3 v3
1
> hget h1 k3
"v3"

实例中我们使用了 Redis HMSET, HGET 命令，HMSET 设置了两个 field=>value 对, HGET 获取对应 field 对应的 value。每个 hash 可以存储 2^32 -1 键值对（40多亿）。

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）。
链表(双向链表)，增删快,提供了操作某一段元素的API。

> lpush l1 s1 s2
(integer) 2
> lpush l1 s3
(integer) 3
> lrange l1 0 10
1) "s3"
2) "s2"
3) "s1"

列表最多可存储 2^32 - 1 元素。

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)。

> sadd set1 sval1 sval2 sval3 sval1
(integer) 3
> smembers set1
1) "sval2"
2) "sval1"
3) "sval3"

注意：以上实例中 sval1 添加了两次，但根据集合内元素的唯一性，第二次插入的元素将被忽略。

集合中最大的成员数为 2^32 - 1(4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

zset (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。

// zadd key score member 
// 添加元素到集合，元素在集合中存在则更新对应score
> zadd zset1 0.1 zset_val1
(integer) 1
> zadd zset1 0.2 zset_val2
(integer) 1
> zadd zset1 0.3 zset_val3
(integer) 1

> zadd zset1 0.15 zset_val4
> ZRANGEBYSCORE zset1 0 1000
1) "zset_val1"
2) "zset_val4"
3) "zset_val2"
4) "zset_val3"

发布订阅

Redis 发布订阅 (pub/sub) 是一种消息通信模式：发送者 (pub) 发送消息，订阅者 (sub) 接收消息。redis 客户端可以订阅任意数量的频道。

消息格式

消息是包含三个元素的 Array reply。

第一个元素是消息的类型：

subscribe：表示我们成功订阅了作为回复中第二个元素提供的频道。第三个参数表示我们当前订阅的频道数。
unsubscribe ：意味着我们成功地从作为回复中第二个元素的频道取消订阅。第三个参数表示我们当前订阅的频道数。当最后一个参数为零时，我们不再订阅任何频道，当- 我们处于发布/订阅状态之外时，客户端可以发出任何类型的Redis命令。
message：它是由于另一个客户端发出的发布命令而接收到的消息。第二个元素是原始通道的名称，第三个参数是实际的消息负载。

数据库与作用域

发布/订阅与键空间没有关系。这是为了不干扰它在任何层面上，包括数据库号码。
db 10上的发布将由db 1上的订户听到。如果需要某种范围，请在通道前面加上环境名称（测试、暂存、生产等）。

模式匹配 subscriptions

Redis发布/订阅实现支持模式匹配。客户端可以订阅glob样式的模式，以便接收发送到与给定模式匹配的通道名称的所有消息。例如：

PSUBSCRIBE news.*

将收到所有发送到频道news.art的信息，如news.art.figurative, news.music.jazz等。所有全局样式模式都是有效的，因此支持多个通配符。

注意：若客户端通过普通与模式匹配的方式都订阅了频道，其将收到两份消息：

SUBSCRIBE foo
PSUBSCRIBE f*

在订阅、取消订阅、PSUSCRIBE和PUNSCRIBE消息类型中，最后一个参数是仍处于活动状态的订阅计数。这个数字实际上是客户端仍然订阅的通道和模式的总数。因此，只有当从所有频道和模式取消订阅导致该计数降至零时，客户端才会退出发布/订阅状态。

客户端库实现提示：

由于收到的所有消息都包含导致消息传递的原始订阅（消息类型为通道，pmessage类型为原始模式），因此客户端库可以使用哈希表将原始订阅绑定到回调（可以是匿名函数、块、函数指针）。当收到消息时，可以进行O（1）查找，以便将消息传递到已注册的回调。

Redis 事务

单个 Redis 命令的执行是原子性的，但 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性的。

事务可以理解为一个打包的批量执行脚本，但批量指令并非原子化的操作，中间某条指令的失败不会导致前面已做指令的回滚，也不会造成后续的指令不做。

Redis 事务可以一次执行多个命令，并且带有以下三个重要的保证：

批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。
收到 EXEC 命令后进入事务执行，事务中任意命令执行失败，其余的命令依然被执行。
在事务执行过程，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：

开始事务。
命令入队。
执行事务。

以下是一个事务的例子，它先以 MULTI 开始一个事务，然后将多个命令入队到事务中，最后由 EXEC 命令触发事务，一并执行事务中的所有命令：

redis 127.0.0.1:6379> MULTI
OK

redis 127.0.0.1:6379> SET book-name "Mastering C++ in 21 days"
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> GET book-name
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> SADD tag "C++" "Programming" "Mastering Series"
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS tag
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) "Mastering C++ in 21 days"
3) (integer) 3
4) 1) "Mastering Series"
   2) "C++"
   3) "Programming"

键空间通知机制

从Redis 2.8.0开始，Redis加入了发布/订阅模式以及键空间通知（keyspace notification）功能。
键空间通知提供了客户端通过订阅指定信道获取Redis数据变化（receive events affecting the Redis data set ）的能力。

客户端可以订阅的事件包括：

指定key的所有命令；
接收 LPUSH 操作的所有 keys；
数据库 0 的所有超时的 keys。

键空间通知通过 redis 的 pub/sub 传递消息，所以若client实现了 pub/sub 的能力，则不需要任何修改就可以支持键空间通知机制。

注意： 键空间通知并非可靠的，它不会对订阅端是否接收到消息进行确认。例如某个订阅的客户端暂时断开连接，在其直到恢复连接期间发生的事件将无法再次获得。在未来，计划允许更可靠的事件交付，但这可能会在更一般的级别上解决，要么为Pub/Sub本身带来可靠性，要么允许Lua脚本拦截Pub/Sub消息，以执行操作，如将事件推入列表。

事件类型

Keyspace 通知是通过为每个影响Redis数据空间的操作发送两种不同类型的事件来实现的。例如，针对数据库0中名为mykey的键的DEL操作将触发两个消息的传递，这与以下两个PUBLISH命令完全相同:

PUBLISH __keyspace@0__:mykey del
PUBLISH __keyevent@0__:del mykey

显然，client 通过订阅__keyspace@0__:mykey频道，可以获得所有的mykey操作事件;通过订阅__keyevent@0__:del频道，可以获得所有进行了del操作的keys。以__keyspace开头的频道，称之为 key-space 通知，以_keyevent开头的频道，称之为 key-event 通知。

上面的例子中，当对 mykey 进行 del 操作时，将有如下事件：

key-space频道收到操作名称的消息；
key-event 频道收到 key名称的消息。

为了只传递我们感兴趣的事件子集，可以只启用一种通知。

配置

在默认情况下，Redis并未开启键空间通知功能。为了打开该功能，需要通过notify-keyspace-events配置进行设置：

// 查看 notify-keyspace-events 配置
redis> CONFIG GET notify-keyspace-events
1) "notify-keyspace-events"
2) ""

// 配置
redis> CONFIG SET notify-keyspace-events KEA
OK
redis> CONFIG GET notify-keyspace-events
1) "notify-keyspace-events"
2) "AKE"

若将参数设置为空字符串将禁用通知。为了启用该功能，使用由多个字符组成的非空字符串，其中每个字符根据下表具有特殊含义：

K     Keyspace events, published with __keyspace@<db>__ prefix.
E     Keyevent events, published with __keyevent@<db>__ prefix.
g     Generic commands (non-type specific) like DEL, EXPIRE, RENAME, ...
$     String commands
l     List commands
s     Set commands
h     Hash commands
z     Sorted set commands
t     Stream commands
d     Module key type events
x     Expired events (events generated every time a key expires)
e     Evicted events (events generated when a key is evicted for maxmemory)
m     Key miss events (events generated when a key that doesn't exist is accessed)
A     Alias for "g$lshztxed", so that the "AKE" string means all the events except "m".

至少K或E应该出现在字符串中，否则无论字符串的其余部分如何，都不会交付任何事件。例如，要仅为列表启用Key-space事件，必须将配置参数设置为Kl，等等。
字符串KEA可用于启用每个可能的事件。

订阅指定事件

在完成配置后，可通过SUBSCRIBE命令订阅指定信道实现对一个或多个指定事件的订阅。例如通过订阅__keyevent@0__:expired实现订阅数据库0中的键过期事件例:

redis1> SUBSCRIBE __keyevent@0__:expired
1) "subscribe"
2) "__keyevent@0__:expired"
3) (integer) 1
# redis2> SETEX greeting 1 "hello world"
# 等待1秒后：
1) "message"
2) "__keyevent@0__:expired"
3) "greeting"

命令事件

Redis为许多命令提供了不同的事件，在本文中将选择其中部分命令及其对应的事件进行介绍：

DEL：在某个键被删除时产生del事件
EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT以及PEXPIREAT：当设置正数过期时间或未来时间的时间戳，则产生expire事件，否则产生del事件（将立即被删除）
SET以及同类的SETEX、SETNX、GETSET：产生set事件，若使用SETEX则也会产生expire事件
MSET：将会为每个键都产生一个set事件
LPUSH、LPUSHX与RPUSH、RPUSHX：根据插入的方向分别产生lpush或rpush事件
RPOP、LPOP：分别产生rpop与lpop事件，若移出的是列表中的最后一个元素，将会同时产生del事件
LSET：产生lset事件
LREM：产生lrem事件，同样若移除的元素为列表中的最后一个元素时将同时产生del事件
HSET、HSETNX以及HMSET：产生一个hset事件
HDEL：产生一个hdel事件，且在移除后哈希表为空的情况下产生del事件
SADD：产生一个sadd事件
SREM：产生一个srem事件，且在移除后集合为空的情况下产生del事件
SMOVE：原键中产生srem事件且在目标键中产生sadd事件
SINTERSTORE、SUNIONSTORE、SDIFFSTORE：分别产生sinterstore、sunionstore以及sdiffstore事件，且在结果为空集且目标键存在的情况下，将会产生del事件
ZADD：无论添加几个元素都只产生一个zadd事件
ZREM：无论移除几个元素都只产生一个zrem事件，当移除后有序集合为空时产生del事件
XADD：产生xadd事件，若使用MAXLEN子命令可能会同时产生xtrim事件
XDEL：产生xdel事件
PERSIST：如果对应的键所关联的过期事件成功被移除，则产生persist事件
在键发生过期时产生expired事件
在达到maxmemory设定的内存值后发生键淘汰时产生evicted事件

不同命令产生的事件

不同的命令根据以下列表生成不同类型的事件。所有的事件列表见Events generated by different commands

注意：仅当目标键确实被修改时，所有命令才会生成事件。例如，SREM 从集合中删除不存在的元素实际上不会更改键的值，因此不会生成任何事件。如果对给定命令的事件生成方式有疑问，最简单的方法是观察自己：

$ redis-cli config set notify-keyspace-events KEA
$ redis-cli --csv psubscribe '__key*__:*'
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
"psubscribe","__key*__:*",1

此时，在另一个终端中使用redis cli向redis服务器发送命令并观察生成的事件：

"pmessage","__key*__:*","__keyspace@0__:foo","set"
"pmessage","__key*__:*","__keyevent@0__:set","foo"
...

过期事件的时间安排

Redis通过两种方式与生存时间相关联的密钥过期：

当通过命令访问key并发现key已过期时。
通过后台系统，在后台逐步查找过期的key，以便能够收集从未访问过的key。

当key被访问并被上述系统之一发现过期时，会生成过期事件，因此无法保证Redis服务器能够在key生存时间达到零时生成过期事件。
如果没有命令持续以key为目标，并且有许多key与TTL关联，则在key生存时间降至零和生成过期事件之间可能存在显著延迟。
基本上，过期事件是在Redis服务器删除key时生成的，而不是在生存时间理论上达到零时生成的。

集群中的events

如上所述，Redis集群的每个节点都会生成关于其自己的键空间子集的事件。但是，与集群中的常规发布/订阅通信不同，事件通知不会广播到所有节点。换句话说，键空间事件是特定于节点的。这意味着要接收集群的所有key空间事件，客户端需要订阅每个节点。

使用场景

Keyspace Notifications 特性允许客户端可以以订阅/发布（Sub/Pub）模式，接收那些对数据库中的键和值有影响的操作事件。Redis的订阅与发布功能采用的是发送即忘（fire and forget）的策略，当订阅事件的客户端断线时，它会丢失所有在断线期间分发给它的事件。

1. 类似审计或者监控的场景；
1. 通过 expire 来实现不可靠的定时器；
1. 借助 expire 来实现不可靠的注册发现；

分库

Redis 可以分库，相当于 MySQL 中的 database。Redis 支持多个数据库，并且每个数据库的数据是隔离的不能共享，并且基于单机才有，如果是集群就没有数据库的概念。

每个数据库对外都是一个从0开始的递增数字命名，Redis默认支持16个数据库（可以通过配置文件支持更多，无上限），可以通过配置databases来修改这一数字。客户端与Redis建立连接后会自动选择0号数据库，不过可以随时使用SELECT命令更换数据库，如要选择1号数据库：

redis>select 1
OK

reidis 中的操作，默认是数据库 0；
每个数据库都有属于自己的空间，不必担心数据库之间的key冲突。

然而这些以数字命名的数据库又与我们理解的数据库有所区别：

没有字符串名称：Redis不支持自定义数据库的名字，每个数据库都以编号命名，开发者必须自己记录哪些数据库存储了哪些数据。
没有独立密码：Redis也不支持为每个数据库设置不同的访问密码，所以一个客户端要么可以访问全部数据库，要么连一个数据库也没有权限访问。
没有完全隔离：最重要的一点是多个数据库之间并不是完全隔离的，比如FLUSHALL命令可以清空一个Redis实例中所有数据库中的数据。综上所述，这些数据库更像是一种命名空间，而不适宜存储不同应用程序的数据。比如可以使用0号数据库存储某个应用生产环境中的数据，使用1号数据库存储测试环境中的数据，但不适宜使用0号数据库存储A应用的数据而使用1号数据库B应用的数据，不同的应用应该使用不同的Redis实例存储数据。由于Redis非常轻量级，一个空Redis实例占用的内在只有1M左右，所以不用担心多个Redis实例会额外占用很多内存。

FAQs

如何避免中文乱码?

在 redis-cli 后面加上 --raw，就可以避免中文乱码了。

redis-cli --raw

参考

posted @ 2021-10-08 17:54 可酷可乐阅读(132) 评论(0) 编辑收藏举报

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