Redis介绍
redis介绍安装
介绍
redis 是什么
- 是一个软件(用c语言写的，初级版本代码只有1w多行 7.x，公司 5.x，4.x多)
- 非关系型(没有外键关联关系)数据库，nosql(not only sql)数据库
- 数据都放在内存中
- key-value形式存储
- 有5大数据类型：string(字符串)、list(数组/列表)、set(集合)、zset(sorted set，有序集合)、hash(哈希类型/字典)
redis 好处
- 速度快，因为数据存在内存中，类似于python的字典的优势就是查找和操作的速度快
- 支持丰富数据类型，支持string，list，set，sorted set，hash
- 支持事务，操作都是原子性，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
- 丰富的特性：可用于缓存（最广泛：缓存数据库），消息，按key设置过期时间，过期后将会自动删除
redis 最适合的场景
- 会话缓存：Session Cache
- 全页缓存：接口缓存
- 队列：程序的解耦，但不是专业的，真正专业的消息队列:kafka,rabbitmq...
- 排行榜/计数器：有序集合， 字符串类型做计数器累加（由于6.x之前redis是单线程单进程架构，不存在并发安全问题）
redis 为什么这么快？
- 纯内存操作
- 使用io多路复用的网络模型（select，poll，epoll模型），epoll模型
- 单线程，单进程架构，没有进程线程间切换的消耗
安装
Windows下安装
3.x：Releases · microsoftarchive/redis · GitHub
5.x：Releases · tporadowski/redis · GitHub
下载完成后，勾上如图所示的地方，然后剩下的一路下一步就行。
安装成功后打开终端，输入：
redis-cli
liunx安装
# 安装下载命令
yum install wget
# 下载redis包
wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.7.tar.gz
# 解压
tar -xzf redis-5.0.7.tar.gz
# 进入文件后编译安装
cd redis-5.0.7
make&&make install
# 建立软连接
ln -s ./src/redis-cli /usr/bin/redis-cli
ln -s ./src/redis-server /usr/bin/redis-server
"""方式一：最简单的启动"""
# 启动服务
redis-server &
# 启动客户端，不加-h,-p默认为127.0.0.1:6379
redis-cli -h 地址 -p 端口
"""方式二：配置文件启动"""
# 创建一个配置文件，配置文件内容参考redis安装目录下的redis.conf
vi redis.conf
# 配置启动服务端
redis-server redis.conf
# 启动客户端，不加-h,-p默认为127.0.0.1:6379
redis-cli -h 地址 -p 端口
# 有密码的情况两种登陆方式
# 方式一
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6370 -a 123456
# 方式二
redis-cli
auth 123456
# 更改密码
CONFIG SET requirepass 123456
CONFIG REWRITE # 把更改保存到配置文件
liunx卸载redis
# 1、查看redis进程；
ps aux|grep redis
# 2、kill掉进程；
kill 进程id
# 4、删除redis对应的文件
rm -f /usr/local/bin/redis*
# 5、删除对应的文件
rm -rf redis-5.0.7
通用命令
####1-keys
#打印出所有key
keys *
#打印出所有以he开头的key
keys he*
#打印出所有以he开头，第三个字母是h到l的范围
keys he[h-l]
#三位长度，以he开头，?表示任意一位
keys he?
#keys命令一般不在生产环境中使用，生产环境key很多，时间复杂度为o(n),用scan命令
####2-dbsize 计算key的总数
dbsize #redis内置了计数器，插入删除值该计数器会更改，所以可以在生产环境使用，时间复杂度是o(1)
###3-exists key 时间复杂度o(1)
#设置a
set a b
#查看a是否存在
exists a
(integer) 1
#存在返回1 不存在返回0
###4-del key 时间复杂度o(1)
删除成功返回1，key不存在返回0
###5-expire key seconds 时间复杂度o(1)
expire name 3 #3s 过期
ttl name #查看name还有多长时间过期
persist name #去掉name的过期时间
###6-type key 时间复杂度o(1)
type name #查看name类型，返回string
### 7 其他
info命令：内存，cpu，主从相关
client list 正在连接的会话
client kill ip:端口
dbsize 总共有多少个key
flushall 清空所有
flushdb 只清空当前库
select 数字 选择某个库 总共16个库
monitor 记录操作日志，夯住
五大数据类型
字符串
###1---基本使用get，set，del
get name #时间复杂度 o(1)
set name xxx #时间复杂度 o(1)
del name #时间复杂度 o(1)
###2---其他使用incr,decr,incrby,decrby
incr age #对age这个key的value值自增1
decr age #对age这个key的value值自减1
incrby age 10 #对age这个key的value值增加10
decrby age 10 #对age这个key的value值减10
#统计网站访问量（单线程无竞争，天然适合做计数器）
#缓存mysql的信息（json格式）
#分布式id生成（多个机器同时并发着生成，不会重复）
###3---set，setnx，setxx
set name xxx #不管key是否存在，都设置
setnx name xxx #key不存在时才设置（新增操作）
set name xxx nx #同上
set name xxx xx #key存在，才设置（更新操作）
###4---mget mset
mget key1 key2 key3 #批量获取key1，key2.。。时间复杂度o(n)
mset key1 value1 key2 value2 key3 value3 #批量设置时间复杂度o(n)
#n次get和mget的区别
#n次get时间=n次命令时间+n次网络时间
#mget时间=1次网络时间+n次命令时间
###5---其他：getset，append，strlen
getset name xxxnb #设置新值并返回旧值 时间复杂度o(1)
append name 666 #将value追加到旧的value 时间复杂度o(1)
strlen name #计算字符串长度(注意中文) 时间复杂度o(1)
###6---其他：incrybyfloat,getrange,setrange
increbyfloat age 3.5 #为age自增3.5，传负值表示自减 时间复杂度o(1)
getrange key start end #获取字符串制定下标所有的值 时间复杂度o(1)
setrange key index value #从指定index开始设置value值 时间复杂度o(1)
哈希
###1---hget,hset,hdel
hget key field #获取hash key对应的field的value 时间复杂度为 o(1)
hset key field value #设置hash key对应的field的value值 时间复杂度为 o(1)
hdel key field #删除hash key对应的field的值 时间复杂度为 o(1)
#测试
hset user:1:info age 23
hget user:1:info ag
hset user:1:info name xxx
hgetall user:1:info
hdel user:1:info age
###2---hexists,hlen
hexists key field #判断hash key 是否存在field 时间复杂度为 o(1)
hlen key #获取hash key field的数量 时间复杂度为 o(1)
hexists user:1:info name
hlen user:1:info #返回数量
###3---hmget，hmset
hmget key field1 field2 ...fieldN #批量获取hash key 的一批field对应的值 时间复杂度是o(n)
hmset key field1 value1 field2 value2 #批量设置hash key的一批field value 时间复杂度是o(n)
###4--hgetall,hvals，hkeys
hgetall key #返回hash key 对应的所有field和value 时间复杂度是o(n)
hvals key #返回hash key 对应的所有field的value 时间复杂度是o(n)
hkeys key #返回hash key对应的所有field 时间复杂度是o(n)
###小心使用hgetall
##1 计算网站每个用户主页的访问量
hincrby user-1-info pageview count
##2 缓存mysql的信息，直接设置hash格式
##其他操作 hsetnx，hincrby，hincrbyfloat
hsetnx key field value #设置hash key对应field的value（如果field已存在，则失败），时间复杂度o(1)
hincrby key field intCounter #hash key 对英的field的value自增intCounter 时间复杂度o(1)
hincrbyfloat key field floatCounter #hincrby 浮点数 时间复杂度o(1)
列表
4.2.1 插入操作
#rpush 从右侧插入
rpush key value1 value2 ...valueN #时间复杂度为o(1~n)
#lpush 从左侧插入
#linsert
linsert key before|after value newValue #从元素value的前或后插入newValue 时间复杂度o(n) ，需要遍历列表
linsert listkey before b java
linsert listkey after b php
4.2.2 删除操作
lpop key #从列表左侧弹出一个item 时间复杂度o(1)
rpop key #从列表右侧弹出一个item 时间复杂度o(1)
lrem key count value
#根据count值，从列表中删除所有value相同的项 时间复杂度o(n)
1 count>0 从左到右，删除最多count个value相等的项
2 count<0 从右向左，删除最多 Math.abs(count)个value相等的项
3 count=0 删除所有value相等的项
lrem listkey 0 a #删除列表中所有值a
lrem listkey -1 c #从右侧删除1个c
ltrim key start end #按照索引范围修剪列表 o(n)
ltrim listkey 1 4 #只保留下表1--4的元素
4.2.3 查询操作
lrange key start end #包含end获取列表指定索引范围所有item o(n)
lrange listkey 0 2
lrange listkey 1 -1 #获取第一个位置到倒数第一个位置的元素
lindex key index #获取列表指定索引的item o(n)
lindex listkey 0
lindex listkey -1
llen key #获取列表长度
4.2.3 修改操作
lset key index newValue #设置列表指定索引值为newValue o(n)
lset listkey 2 ppp #把第二个位置设为ppp
4.3 实战
实现timeLine功能，时间轴，微博关注的人，按时间轴排列，在列表中放入关注人的微博的即可
4.4 其他操作
blpop key timeout #lpop的阻塞版，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为拥有不阻塞 o(1)
brpop key timeout #rpop的阻塞版，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为拥有不阻塞 o(1)
#要实现栈的功能
lpush+lpop
#实现队列功能
lpush+rpop
#固定大小的列表
lpush+ltrim
#消息队列
lpush+brpop
集合
# 无序，无重复，集合间操作（交叉并补）
sadd key element #向集合key添加element（如果element存在，添加失败） o(1)
srem key element #从集合中的element移除掉 o(1)
scard key #计算集合大小
sismember key element #判断element是否在集合中
srandmember key count #从集合中随机取出count个元素，不会破坏集合中的元素
spop key #从集合中随机弹出一个元素
smembers key #获取集合中所有元素 ，无序，小心使用，会阻塞住
sdiff user:1:follow user:2:follow #计算user:1:follow和user:2:follow的差集
sinter user:1:follow user:2:follow #计算user:1:follow和user:2:follow的交集
sunion user:1:follow user:2:follow #计算user:1:follow和user:2:follow的并集
SINTERSTORE destination key1 [key2] #将差集，交集，并集结果保存在destkey集合中
有序集合
# 介绍
#有一个分值字段，来保证顺序
key score value
user:ranking 1 xxx
user:ranking 99 xxx2
user:ranking 88 xxx3
#集合有序集合
集合：无重复元素，无序，element
有序集合：无重复元素，有序，element+score
#列表和有序集合
列表：可以重复，有序，element
#zset
zadd key score element #score可以重复，可以多个同时添加，element不能重复 o(logN)
zrem key element #删除元素，可以多个同时删除 o(1)
zscore key element #获取元素的分数 o(1)
zincrby key increScore element #增加或减少元素的分数 o(1)
zcard key #返回元素总个数 o(1)
zrank key element #返回element元素的排名（从小到大排，从0开始）
zrange key 0 -1 #返回排名，不带分数 o(log(n)+m) n是元素个数，m是要获取的值
zrange player:rank 0 -1 withscores #返回排名，带分数
zrangebyscore key minScore maxScore #返回指定分数范围内的升序元素 o(log(n)+m) n是元素个数，m是要获取的值
zrangebyscore user:1:ranking 90 210 withscores #获取90分到210分的元素
zcount key minScore maxScore #返回有序集合内在指定分数范围内的个数 o(log(n)+m)
zremrangebyrank key start end #删除指定排名内的升序元素 o(log(n)+m)
zremrangebyrank user:1:rangking 1 2 #删除升序排名中1到2的元素
zremrangebyscore key minScore maxScore #删除指定分数内的升序元素 o(log(n)+m)
zremrangebyscore user:1:ranking 90 210 #删除分数90到210之间的元素
高级用法
慢查询
即如果命令执行时间超过设定的时间，就会记录这条命令。
配置文件设置：
# 慢查询队列的长度
slowlog-max-len 128
# 时间慢于这个时间，就记录命令
slowlog-log-slower-than 10000
命令：
# 设置记录所有命令
config set slowlog-log-slower-than 0
# 最多记录100条
config set slowlog-max-len 100
# 持久化到本地配置文件
config rewrite
# 获取慢查询队列长度
slowlog len
# 清空慢查询队列日志
slowlog reset
# 获取慢查询队列日志
slowlog get
# 获取慢查询队列日志个数
slowlog get 10
"""
日志由4个属性组成：
1）日志的标识id
2）发生的时间戳
3）命令耗时
4）执行的命令和参数
"""
pipline与事务
Redis通过管道支持弱事务。
Redis的pipeline(管道)功能在命令行中没有，但redis是支持pipeline的，而且在各个语言版的client中都有相应的实现
将一批命令，批量打包，在redis服务端批量计算(执行)，然后把结果批量返回。
python中操作：
import redis
pool = redis.ConnectionPool(host='', port=6379)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
# 创建pipeline
pipe = r.pipeline(transaction=True)
# 开启事务
pipe.multi()
pipe.set('name', 'tom')
pipe.set('role', 'nb')
# 如果这之中出了异常，就会取消执行
pipe.execute()
发布订阅
发布者发布了消息，所有的订阅者都可以收到，就是生产者消费者模型（后订阅，无法获取历史消息）。
# 订阅某个频道
subscribe 发布者/订阅者/频道:观察者模式
# 发布消息
publish 发布者/订阅者/频道:观察者模式 "消息"
客户端1：
# 订阅频道
subscribe xxx:tv
客户端2：
# 发布消息
publish xxx:tv "welcome to subscribe"
Bitmap
下面是字符串'big'对应的二进制
set hello big #放入keyweihello 值为big的字符串
getbit hello 0 #取位图的第0个位置，返回0
getbit hello 1 #取位图的第1个位置，返回1 如上图
##我们可以直接操纵位
setbit key offset value #给位图指定索引设置值
setbit hello 7 1 #把hello的第7个位置设为1 这样，big就变成了cig
setbit test 50 1 #test不存在，在key为test的value的第50位设为1，那其他位都以0补
bitcount key [start end] #获取位图指定范围(start到end,单位为字节,注意按字节一个字节8个bit为，如果不指定就是获取全部)位值为1的个数
bitop op destkey key [key...] #做多个Bitmap的and(交集)/or(并集)/not(非)/xor(异或)，操作并将结果保存在destkey中
bitop and after_lqz lqz lqz2 #把lqz和lqz2按位与操作，放到after_lqz中
bitpos key targetBit start end #计算位图指定范围(start到end，单位为字节，如果不指定是获取全部)第一个偏移量对应的值等于targetBit的位置
bitpos lqz 1 #big 对应位图中第一个1的位置，在第二个位置上，由于从0开始返回1
bitpos lqz 0 #big 对应位图中第一个0的位置，在第一个位置上，由于从0开始返回0
bitpos lqz 1 1 2 #返回9：返回从第一个字节到第二个字节之间 第一个1的位置，看上图，为9
HyperLogLog
基于HyperLogLog算法：极小的空间完成独立数量统计
pfadd key element #向hyperloglog添加元素,可以同时添加多个
pfcount key #计算hyperloglog的独立总数
pfmerge destroy sourcekey1 sourcekey2#合并多个hyperloglog，把sourcekey1和sourcekey2合并为destroy
pfadd uuids "uuid1" "uuid2" "uuid3" "uuid4" #向uuids中添加4个uuid
pfcount uuids #返回4
pfadd uuids "uuid1" "uuid5"#有一个之前存在了，其实只把uuid5添加了
pfcount uuids #返回5
pfadd uuids1 "uuid1" "uuid2" "uuid3" "uuid4"
pfadd uuids2 "uuid3" "uuid4" "uuid5" "uuid6"
pfmerge uuidsall uuids1 uuids2 #合并
pfcount uuidsall #统计个数 返回6
GEO地理位置信息
# GEO（地理信息定位）：存储经纬度，计算两地距离，范围等
# 增加地理位置
geoadd key longitude latitude member #增加地理位置信息
geoadd cities:locations 116.28 39.55 beijing #把北京地理信息天津到cities:locations中
geoadd cities:locations 117.12 39.08 tianjin
geoadd cities:locations 114.29 38.02 shijiazhuang
geoadd cities:locations 118.01 39.38 tangshan
geoadd cities:locations 115.29 38.51 baoding
# 获取北京的地理位置
geopos cities:locations beijing
# 通过经纬度----》转成位置
# 获取两个地点的距离
geodist cities:locations beijing tianjin km
# 获取某个位置方圆几公里的城市
georadiusbymember cities:locations beijing 150 km
持久化
redis的所有数据保存在内存中，对数据的更新将异步的保存到硬盘上。
两种方案：
快照：某时某刻数据的一个完成备份，
-mysql的Dump
-redis的RDB
写日志：任何操作记录日志，要恢复数据，只要把日志重新走一遍即可
-mysql的 Binlog
-Hhase的 HLog
-Redis的 AOF
RDB方法
'''
save(同步)
1 客户端执行save命令----》redis服务端----》同步创建RDB二进制文件
2 会造成redis的阻塞（数据量非常大的时候）
3 文件策略：如果老的RDB存在，会替换老的
4 复杂度 o(n)
'''
'''
bgsave(异步，Backgroud saving started)
1 客户端执行save命令----》redis服务端----》异步创建RDB二进制文件（fork函数生成一个子进程（fork会阻塞reids），执行createRDB，执行成功，返回给reids消息）
2 此时访问redis，会正常响应客户端
3 文件策略：跟save相同，如果老的RDB存在，会替换老的
4 复杂度 o(n)
'''
'''
自动（通过配置）
配置 seconds changes
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
如果60s中改变了1w条数据，自动生成rdb
如果300s中改变了10条数据，自动生成rdb
如果900s中改变了1条数据，自动生成rdb
以上三条符合任意一条，就自动生成rdb，内部使用bgsave
'''
#配置：
save 900 1 #配置一条
save 300 10 #配置一条
save 60 10000 #配置一条
dbfilename dump.rdb #rdb文件的名字，默认为dump.rdb
dir ./ #rdb文件存在当前目录
stop-writes-on-bgsave-error yes #如果bgsave出现错误，是否停止写入，默认为yes
rdbcompression yes #采用压缩格式
rdbchecksum yes #是否对rdb文件进行校验和检验
#最佳配置
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dbfilename dump-${port}.rdb #以端口号作为文件名，可能一台机器上很多reids，不会乱
dir /bigdiskpath #保存路径放到一个大硬盘位置目录
stop-writes-on-bgsave-error yes #出现错误停止
rdbcompression yes #压缩
rdbchecksum yes #校验
AOF方案
日志不是直接写到硬盘上，而是先放在缓冲区，缓冲区根据一些策略，写到硬盘上
always：redis–》写命令刷新的缓冲区—》每条命令fsync到硬盘—》AOF文件
everysec（默认值）：redis——》写命令刷新的缓冲区—》每秒把缓冲区fsync到硬盘–》AOF文件
no:redis——》写命令刷新的缓冲区—》操作系统决定，缓冲区fsync到硬盘–》AOF文件
| 命令 | always | everysec | no |
|---|---|---|---|
| 优点 | 不丢失数据 | 每秒一次fsync，丢失1秒数据 | 不用管 |
| 缺点 | IO开销大，一般的sata盘只有几百TPS | 丢1秒数据 | 不可控 |
