Redis简单入门

Redis的几种使用场景

1. 缓存系统
2. 计数器
3. 社交
4. 消息队列
5. 排行榜
6. 实时系统

Redis的几种启动方式

1. 简单启动：redis-server 使用redis默认配置启动
2. 动态参数启动：redis-server options，使用动态参数，如：redis-server --port 6380
3. 使用配置文件启动：redis-server <config path>，如：redis-server /var/configs/6381.conf

Redis的几种数据结构

• 字符串 string
• 哈希 hash
• 列表 list
• 集合 set
• 有序集合 zset

常用的通用命令

• keys 列出key，支持正则

生产环境中不宜滥用，该命令会执行全局扫描，因为redis是单线程的，容易造成阻塞影响性能。可以使用后面的 scan 命令来代替，如果生产环境是集群的话，可以在从节点上执行 keys 这类重量级命令。

• dbsize 数据库中 key 的个数

这个命令不会执行全局扫描，使用的是Redis内置的全局计数器

• exists 判断数据库中是否含有指定key
• del 删除一个或多个key
• expire key <seconds> 设置key的过期时间
• ttl 查看key剩余的过期时间
• persist 去掉key的过期时间
• type key 查看key的数据类型

数据结构内部编码

因为Redis是单线程的，一次只能执行一个命令，如果指令执行时间过长，后续命令只能等待，所以线上生产环境要避免执行长命令，长命令有：
keys flushall flushdb slow lua script mutil/exec operate big value(collection)

数据详细结构

字符串 String

数据类型可以是字符串也可以是整形

场景

• 缓存
• 计数器
• 分布式锁

常用命令

• get key
• set key value
• setnx key value 或 set key value nx key不存在时设置值
• set key value xx key存在时设置值
• set key value ex seconds 设置key值并设置过期时间（有没有该key都可以）
• del key 删除key

整形操作：

• mget key1 key2... 批量获取一个或多个key的值
• mset key1 value1 key2 value2... 批量设置一个或多个key-value对（原子操作）
• getset key new-value 对key设置新值并返回旧值
• append key value 将value追加到key值中
• strlen key 获取字符串的字节长度（中文字符占两个字节）‘
• incrby key k 自增k（整数），没有递减指令，但是可以通过传递负数实现递减
• incrbyfloat key k 自增k（小数），没有递减指令，但是可以通过传递负数实现递减
• getrange start end 获取字符串的范围，如果超出不会报错，返回空字符串
• setrange key index value 从指定索引开始设置新值

哈希 Hash

存储方式为 key field value

常用命令

hash的命令都是以 h 开头的

• hget key field
• hgetall key
• hset key field value 如：hset user:1:info name john
• hdel key field 如：hdel user:1:info name
• hexists key field 判断是否存在field
• hlen key 获取字段个数
• hmset key field1 value1 field2 value2... 批量设置多个属性（原子操作）
• hmget key field1 field2... 批量获取key中的多个属性
• hkeys key 获取key中的所有属性key
• hvals key 获取key中所有属性的value
• hsetnx key field value 当field不存在时，设置新值
• hincrby key field k 字段值自增k
• hincrbyfloat key field k 字段自增k（小数）

列表 List

数据结构：

列表是一个有序可重复集合

常用命令

list的命令都是以 l 开头的

• lpush key value1 value2... 从左边一次插入多个值
• rpush key value1 value2... 从右边一次插入多个值
• linsert key before|after item value 在指定元素前｜后插入value
• lpop key 从左边移除一个元素
• rpop key 从右边移除一个元素
• lrem keys count item 移除和item相同的元素，当count大于0时，从左到右删除；当count等于0时，删除所有；当count小于0时，从右到左删除。
• ltrim key start end 对列表进行裁剪，保留索引为start到end之间的元素
• lrange key start end 查询索引为start和end之间的元素（包含start和end，索引大于等于0为从左到右，如果小于等于-1，则是从右到左。所以如果查询所有所有元素可以简写为 lrange key 0 -1）
• lindex key index 获取索引为index的元素
• llen key 获取列表长度
• lset key index new-value 将指定索引位置的元素替换为新值
• blpop key timeout 以阻塞的方式从左端弹出元素，如果列表中有元素的话，立刻弹出；如果没有元素则等待；超市时间如果为0则表示一直等待。
• brpop key timeout 同blpop，方向相反

集合 Set

无序不重复的元素集合，而且支持集合间操作

常用命令

命令都是以 s 开头

集合内操作

• sadd key value1 value2... 向集合中添加一个或多个元素，如果集合中已存在要添加的元素，则添加不成功
• srem key item 删除集合中的item
• scard key 获取集合中元素数量
• sismember key item 判断元素是否存在于集合中
• srandmember key [count] 随机获取集合中count个元素，默认为1
• spop key 从集合中随机弹出一个元素（该元素将从集合中删除）
• smembers key 获取集合中所有元素（无序的）

集合间操作

• sinter key1 key2... 计算集合间的交集
• sdiff key1 key2... 计算集合间的差集
• sunion key1 key2... 计算集合间的并集

集合间的操作命令加上 store 就是将操作结果存储到指定key中：

• sinterstore dest-key key1 key2... 计算集合间的交集并将结果存储到 dest-key 中
• sdiffstore dest-key key1 key2... 同上
• sunion dest-key key1 key2... 同上

有序集合 ZSet

有序集合相对于无序集合的差异：

常用命令

ZSet的命令都是以 z 开头

• zadd key score1 item1 score2 item2... 添加元素
• zrem key item1 item2... 删除元素
• zscore key item 获取元素的分数
• zincrby key k item 元素的分数加k，如果元素不存在，则是0+k
• zcard key 获取集合中的元素个数
• zrank key item 获取item的排名（从小到大）
• zrange key start end [withscores] 获取指定范围的元素
• zrevrange key start end [withscores] 反向排序获取指定范围的元素
• zrangebyscore key min max [withscores] 获取指定分数范围内的元素
• zrevrangebyscore key max min [withscores] 反向获取指定分数范围内的元素
• zcount key min max 获取指定分数范围内的元素个数
• zremrangebyscore key min max 按照分值范围删除元素
• zremrangebyrank key start end 按照排名范围删除元素

集合间的操作同样适用于zset，但是需要指定key的个数：

• zinter num-key key1 key2... num-key 是指后面集合的个数
• zdiff num-key key1 key2... 同上
• zunion num-key key1 key2... 同上

zset的集合间操作同样也支持添加 store 修饰符用于持久化，zset 的集合间操作 不会比较分数，得到的结果的分值会被相加。

慢查询

生命周期

一个指令执行可分为4个阶段：发送指令 -> 排队 -> 执行命令 -> 返回结果

其中慢查询发生在 执行命令 阶段

客户端超时不一定是慢查询引起的，但是慢查询是客户端超时的一个kennel因素

pipeline

如果分批次执行n个命令，就会消耗n次网络时间；可以使用 pipeline 来通过一次网络请求，执行多个命令，进而减少网络时间的消耗。
pipeline 和带有 m 的批量操作命令是有本质区别的：
pipeline 是将多个命令打包一次发送到服务器，在服务端重新拆包等待执行，执行之后再打包返回客户端，所以 pipeline 不是原子操作。带有 m 端批量操作指令是原子性的

注意事项：

1. 注意每次 pipeline 携带的数据量
2. pipeline 每次只能作用在一个redis节点上
3. m 操作与 pipeline的区别

发布订阅

redis只实现了简单的发布订阅功能，无法实现消息堆积，不能追溯以前的消息。

常用命令

• publish channel message 向对应频道发送消息，返回订阅者数
• subscribe channel1 channel2... 订阅频道
• unsubscribe channel 取消订阅频道
• psubscribe pattern 按照匹配规则订阅频道，如果：psubscribe openbook:*
• pubsubscribe pattern 按照匹配规则取消订阅频道
• pubsub channels <pattern> 找出订阅者至少为1的频道
• pubsub numsub channel 获取channel的订阅数量（不包含按照规则订阅的订阅者）
• pubsub numpat 获取被订阅的规则总数 如：openbook:* channel:*

消息队列

借助 list 对阻塞，实现消息的抢购消费

位图 Bitmap

Bitmap在redis中不是一个新的数据类型，其借助的是字符串，如果使用type命令来查看其数据类型的话，发现是字符串类型。

使用场景

1. 用户签到
   很多网站都提供了签到功能，并且需要展示最近一个月的签到情况，这种场景可以使用bitmap来实现。根据日期 offset = 一年中的第几日 key = 年份:用户id

2. 统计活跃用户（用户登录情况）
   使用日期作为key，然后用户id为offset，如果当日活跃过就设置为1
   假如20221218的活跃情况是：[1,0,1,1,0,1]，20221219的活跃用户情况是：[1,1,1,1,0,1]，统计连续两天活跃的用户总数：

bitop and res 20221218 20221219
bitcount res

统计20221218～20221219活跃过的用户：

bitop or res 20221218 20221219
bitcount res

3. 统计用户是否在线
   如果需要提供一个查询当前用户是否在线的接口，也可以考虑使用bitmap。既节约空间又高效。只需要一个key，然后用户id为offset，如果在线就设置为1，不在线就设置为0.

常用命令

• setbit key offset value value值只能是0或者1
• getbit key offset 获取偏移offset的值
• bitcount key [start end] 获取指定范围内1多个数，如果不指定start和end，则计算全部
• bitop options destKey key1 key2... 对多个key进行操作

and 与运算符 &
or 或运算符 ｜
xor 异或 ^
not 取反 ~
这些操作都是对每个bit位上的值进行操作

• bitop key value 返回key中第一个位value的索引

经纬坐标Geo

使用type命令发现，geo的类型是zset，基于zset实现，所以成员操作可以使用zset的相关命令

常用命令

• geoadd key longitude latitude member 添加经纬度
• geopos key member 获取成员经纬度坐标
• geodist key member1 member2 [unit] 计算两个成员之间的距离（unit：m、km、mi英里、ft英尺）
• georadius key longitude radius [unit] [partoptions] 获取指定经纬度距离范围内的成员

partoptions 可以是以下情况：
withcoord：返回结果包含经纬度
withdist：返回结果包含距离中心点的距离
withhash：返回结果包含geohash
COUNT count：指定返回结果的数量
asc | desc：返回结果按照距离中心点的距离进行升序 ｜ 降序排列
store key：将返回结果的地理位置信息保存到指定键，存储到了一个zset中，score是在geo中的hash值。
storedist key：将返回结果距离中心点的距离保存到指定键中，存储到一个zset中，score是到中心点的距离。

持久化

持久化的方式有 快照 和 日志

快照模式 RDB

触发RDB持久化的方式有三种：save（同步命令）、bgsave（异步命令）、自动（根据一定阈值条件自动触发）生成rdb文件，redis可以根据rdb文件恢复磁盘上持久化的数据。
save 命令会阻塞其他命令，bgsave 使用的是子线程执行快找操作，不会阻塞其他命令的执行，但是生成子线程的操作是会阻塞其他命令的执行的
redis配置文件中默认的rdb生成策略：

RDB 方式存在的问题 ：

• 耗时、耗性能
• 不可控、容易丢失数据

日志模式 AOF

原理：写命令刷新到缓存区，然后根据一定策略将缓冲区中的命令写入磁盘持久化，AOF模式的三种策略：always、everysec、no：

• alwasy：每条命令都会写入磁盘
• eveysec：每秒将缓冲区中的命令写入磁盘中
• no：系统将自动决定什么时候将缓冲区中的命令写入磁盘中

三种策略对比

随着命令的增多，AOF日志文件会逐渐增大，redis为了解决这一点，会将AOF中的命令进行重写：将重复的、过期的、多次操作进行简化：

这样可以减小磁盘占用、增加恢复速度
AOF重写配置：

RDB和AOF对比取舍

主从复制

• 从节点为主节点提供了数据备份
• 对读写进行分流，减轻主节点压力

主从复制存在的问题

当主节点挂掉之后，只能手动转移