Redis

一、介绍

程序是用来处理数据的，Redis是用来存储数据的，程序处理完的数据要存储在Redis中，不同特点的数据要存储在Redis中不同类型的数据结构中。

数据在没有存到Redis之前存在内存中。

二、Redis的五种数据类型以及操作命令

1. Redis的key的操作命令

   • keys

     语法：keys pattern

     作用：查找所有符合模式pattern的key。pattern可以使用通配符。

     通配符：*（匹配0到多个字符），？（匹配一个字符），[]（匹配括号中的一个字符）

     实例：

     

   • exists：判断key是否存在于数据库中

     语法：exists key ；判断1个key是否存在，存在返回1，不存在返回0。

     exists key [key key ...]；判断多个key是否存在，返回存在的个数。

     实例：

     

   • move：移动指定的key到指定的数据库实例（Redis默认有16个库），用户默认使用第0个库

     语法：move key index

     实例：

     

   • ttl：查看key的剩余生存时间

     语法：ttl key ；返回值：-1：没有设置生存时间；-2：该key不存在

     实例：

     

   • expire：设置key的最大生存时间

     语法：expire key seconds

     实例：

   • type：查看指定key的数据类型

     语法：type key

     实例：

     

   • rename：重命名指定key

     语法：rename key newkey

     实例：

     

   • del：删除指定key和value

     语法：del key：删除一个key，

     del key [key key ...]：删除多个key

     返回值：删除实际删除数据条数

     实例

     

   • decrby：减去指定值

     语法：decrby key num

   • incrby：增加指定值

     语法：incrby key num

2. 字符串类型：string（key-value）

   • 添加数据：set key value；（如果key以存在，之前的value将会被覆盖）

   • 获取指定key的值：get key；

   • 追加字符串：append key value；返回字符串长度；（如果key不存在，则存储为新的key）

   • 获取字符串长度：strlen key;

   • 将value数值加一：incr key；返回计算后的值；（如果该值不是数值，将报错；如果key不存在，则自动存储新的key，并初始化为0，然后加一）；

   • 将value数值减一：decr key；用法同上；

   • 将value数值加某一具体值：incrby key increment；

   • 将value数值减某一具体值：decrby key increment;

   • 闭区间截取字符串中的某一段：getrange key startIndex endIndex;（下标从0开始，最后一个字符的下标为-1或字符串长度减1）

   • 用新的value覆盖从某一下标开始的字符串：setrange key offset value；

   • 添加新的数据并同时设置生命周期：setex key seconds value；

   • 当key值不存在时添加数据：setnx key value；key值不存在时添加，返回结果1；key值已存在不添加，返回结果0；

   • 批量添加新的数据：mset key1 value1 key2 value2 key3 value3（中间使用空格隔开）

   • 批量获取数据：mget key1 key2 key3 (中间使用空格隔开)

   • 批量添加key不存在的数据：msetnx key1 value1 key2 value2...(所有key都不存在设置成功，只要有一个存在设置失败)

3. 列表类型：list（key：value1 value2...）有序可重复列表

   • 将一个或多个值依次插入列表的表头：lpush key value1 value2 ...(若该key已存在，将新值追加在原来的列表中)（l：left）

   • 获取列表中指定下标区间的元素：lrange key startIndex endIndex

   • 将一个或多个值依次插入列表的表尾：rpush key value1 value2 ...(若该key已存在，将新值追加在原来的列表中)（r：right）

   • 删除指定列表的表头元素并返回：lpop key;

   • 删除指定列表的表尾元素并返回：rpop key;

   • 获取指定列表中指定下标的元素并返回：lindex key index

   • 获取指定列表的长度：llen key

   • 根据count的值移除列表中的指定的某一些元素：lrem key count value（count>0:从表头开始数前n个；count<0:从表尾开始数前n个；count=0：移除所有跟value相同的元素）【n=count】

4. 集合类型：set（key：member1 member2...）value无序，并且不能重复

   • 将一个或多个元素添加到指定的集合中：sadd key member1 member2...

   • 获取指定集合中的所有元素：smembers key

   • 判断指定元素在指定集合中是否存在：sismember key member; 存在返回1，不存在返回0；

   • 获取指定集合的长度：scard key

   • 移除指定集合中一个或者多个元素：srem key member1 member2...(不存的元素会忽略)

   • 随机获取指定集合中的n个元素：srandmember key [count];(count不指定，默认为1；count>0：随机获取的数不重复，count<0：随机获取的数可能重复)

   • 从指定集合中随机移除一个或者多个元素：spop key [count]（count不指定，默认为1）；

   • 从指定集合中移动指定一个元素到另一个集合中：smove source destination member;

   • 返回差集（一个集合中有，其他集合没有）：sdiff key key...

   • 返回交集（两个集合共同存在的值）：sinter key1 key2...

   • 返回并集（两个集合所有值）：sunion key1 key2...

5. 双列集合：hash（单key：filed-value filed-value...）

   • 将一个或多个键值对存储到指定集合中：hset key filed value ...

   • 获取hash表中指定的filed值：hget key filed；

   • 批量获取hash表中指定的filed值：hmget key filed1 filed2...；

   • 获取指定hash表中的所有filed和value：hgetall key;

   • 删除指定hash表中的一个或者多个filed：hdel key filed1 filed2...

   • 获取指定hash表中所有的filed的个数：hlen key

   • 判断指定hash表中指定的filed是否存在：hexists key filed

   • 获取指定hash表中所有filed的列表：hkeys key；

   • 获取指定hash表中所有value的值：hvals key;

6. 有序单列集合：zset（）value会根据关联的分数进行排序，不能重复

   • 将一个或者多个member及score加入有序集合：zadd key score1 member1 score2 member2 ...

   • 根据指定集合获取指定区间的元素：zrange key startindex endindex

   • 根据指定分数区间获取元素：zrangebyscore key min max

   • 删除指定集合中一个或多个指定元素：zrem key member1 member2...

   • 获取集合中元素的个数：zcard key

   • 获取指定元素的排名：zrank key member（排名从0开始） zrevrank(倒叙排名：从大到小)

   • 获取指定集合中在指定分数区间的元素个数：zcount key min max

   • 获取指定集合中的指定元素的分数：zscore key member

三、回顾Redis的配置文件

1. 可以在redis.conf中修改配置文件，若使用配置文件中的参数，启动Redis的时候要选择使用配置文件启动，否则使用默认配置启动。（redis-server redis.conf &）

   • port：启动端口，默认6379；

   • bind：客户端连接使用IP，默认本地主机的任意一个IP

2. 常规配置：

   • loglevel：配置日志级别：开发阶段配置debug，上线阶段配置notice和warning

   • logfile：指定日志文件。使得日志信息输出到指定文件中。

   • databases：配置Redis服务默认创建的数据库实例个数，默认值为16；

3. 安全配置：(高效性，默认不用密码)

   • requirepass：配置Redis的访问密码，默认不配置密码，即访问不需要密码验证。此配置项需要在protected-mode-yes时起作用，使用密码登录客户端：redis-cli-h ip -p 6379 -a pwd

四、Redis的持久化

Redis提供持久化策略，用一些适当的手段在适当的时机将数据存在磁盘中，每次启动Redis都会自动加载磁盘的数据到内存中。

1、RDB（redis默认持久化策略）

RDB策略：在指定时间间隔内，redis服务执行指定次数的写操作，会自动触发依次持久化操作。

默认策略：【可以通过配置文件中的save <seconds><changes>修改】

• 1分钟内改变了1万次

• 5分钟内改变了10次

• 15分钟内改变了1次

  配置属性：

  save <seconds><changes>：配置持久化策略

  dbfilename：配置redis RDB持久化数据存储的文件

  dir：配置redis RDB持久化文件所在目录

2、AOF

采用操作日志来记录进行每一次写操作，每次redis服务启动时，都会重新执行一遍操作日志中的命令。效率较低，redis默认不开启。

appendonly：配置是否开启AOF

appendfilename：配置操作日志文件

3、总结

1. 如果数据特别重要，可以开启两个策略，但是效率会降低。一般只开启RDB

五、Redis的事务

事务：把一组数据库放在一起执行，保证操作的原子性，要么同时成功，要么同时失败。

redis事务：允许把一组redis命令放在一起，把命令进行序列化，然后执行，可以保证部分原子性。

1、命令

• multi：用来标记一个事务的开始。

• exec：用来执行一组已压入的队列。

• redis事务只能保证部分原子性：

  • 一组数据在开始事务后，压入队列的过程中有其中一条数据出错，则所有事务将会回滚，可以保证事务的原子性。

  • 如果一组命令中，在压入队列过程中正常，但是在执行事务队列命令时发生了错误，则只会影响发生错误的命令，不会影响其他命令的执行，不能够保证事务的原子性。

• discard：清除所有压入队列中的命令，并且结束整个事务。

• watch：监控某一个键，当事务在执行过程中，此键代码的值发生变化，则本事务放弃执行；否则，正常执行。

• unwatch：放弃监控所有键

六、redis消息的发布与订阅

redis客户端订阅频道，消息的发布者往频道上发布消息，所有订阅该频道的客户端都会接收到消息。

1. subscribe：订阅一个或多个频道的消息。

   语法：subscribe ch1 ch2 ch3

2. publish：将消息发布到指定频道

七、redis的主从复制（集群）

主少从多，主写从读，读写分离，主写同步复制到从。

1. 搭建一主二从redis集群：

   • 搭建三台redis服务：使用一个redis模拟三台redis服务

   • 提供三份redis配置文件：redis6379.conf、redis6380.conf、redis6381.conf

   • 修改三份配置文件：

     • bind 127.0.0.1

     • port 6379

     • pidfile /var/run/redis-6379.pid

     • logfile "6379.log"

     • dbfilename dump6379.rdb

   • 启动三个redis服务

     • redis-server redis6379.conf &

     • 

   • 通过redis客户端分别连接三台redis服务：

     • redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

     • redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6380

     • redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6381

   • 查看三台redis服务在集群中的主从角色：

     • info replication ；默认情况下redis服务器都是主机，可以读写操作，没有从机。

     • 

   • 每一台服务器写数据，测试三台服务器独立，互补影响。

   • 设置主从关系（6379为主机）：主机的数据会自动存到从机上

     • 在6380上执行：slaveof 127.0.0.1 6379

     • 在6381上执行：slaveof 127.0.0.1 6379

       

   • 全量复制：一旦主从关系设置，主机上的所有数据会自动同步复制到从机。

   • 主写从读，读写分离：在从机上进行写操作，报错；

     • 

   • 主机宕机：（模拟命令：redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 shutdown）

     • 从机原地待命：可以读已有的数据

     • 主机恢复后一切恢复

   • 从机宕机：

     • 主机不连接已宕机的从机，其他从机未受影响。

       

     • 从机恢复后与主机断开连接，自己默认为一个独立的主机

       

   • 从机上位：

     • 主机宕机

     • 其中一个从机与主机断开连接，该从机变为主机，然后设置其他从机从属于该主机。

       • slaveof no one

       • slaveof 127.0.0.1 6380

     • 数据位未丢失。

   • 宕机的主机再恢复：（成为一个独立的主机）

     1. 可以作为主机：让其他从机连接（从机的数据不会更新到主机中）

     2. 可以作为从机：连接到其他主机或从机

        

        小结：一台主机配置多台从机，一台从机又可以配置多台从机，从而形成一个庞大的集群结构。

        减轻了一台主机的压力，但是增加了服务间的延迟时间。

八、哨兵模式

1. 配置文件

   • 新建配置文件：touch redis_sentinel.conf

   • 打开配置文件：vim redis_sentinel.conf

   • 设置参数：sentinel monitor dc-redis 127.0.0.1 6379 1

     • 指定监控主机的IP地址

     • 设置投票数量为1

   • 启动哨兵服务：

     • redis-sentinel redis_sentinel.conf

   • 主机宕机：哨兵程序自动选择从机上位；

   • 之前的主机恢复：自动从属于新的主机。