Redis 基础

Redis 基础

一、Redis

         Redis是一个开源（BSD许可），内存存储的数据结构服务器，可用作数据库，高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合，位图，hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能，同时通过RedisSentinel提供高可用，通过RedisCluster提供自动分区。

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。它通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等类型。

1.1、Redis的特点及优势

   Redis 是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库。Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

•   Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。

•   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。

•   Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

1、Redis 优势

•   性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。

•   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，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。

•   丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

2、其他key-value存储有什么不同

        Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。

    Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，应为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

Redis教程参看网站：http://www.redis.net.cn/tutorial/3503.html

1.2、Redis的安装与配置

1、Ubuntu 下安装

在 Ubuntu 系统安装 Redi 可以使用以下命令:

sudo apt-get updatesudo apt-get install redis-server

启动 Redis

redis-server

查看 redis 是否启动

redis-cli

以上命令将打开以下终端：

redis 127.0.0.1:6379>

127.0.0.1 是本机 IP ，6379 是 redis 服务端口。现在我们输入 PING 命令。

redis 127.0.0.1:6379> ping

PONG

以上说明我们已经成功安装了redis。

2、Redis基本命令

1）redis配置认证密码

redis配置文件通常在/etc/redis.conf中，打开配置文件找到

#requirepass foobared

2）启动、停止

sudo serviceredis restart #或者 sudo serviceredis stop sudoredis-server /etc/redis/redis.conf

2、Redis的配置

Redis 的配置文件位于 Redis 安装目录下，文件名为 redis.conf。可以通过修改 redis.conf 文件来修改配置。redis.conf 配置项说明如下：

•  Redis默认不是以守护进程的方式运行，可以通过该配置项修改，使用yes启用守护进程

               daemonize no

•   当Redis以守护进程方式运行时，Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件，可以通过pidfile指定

              pidfile /var/run/redis.pid

•   指定Redis监听端口，默认端口为6379

                port 6379

•   绑定的主机地址

                bind 127.0.0.1

•  当客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为0，表示关闭该功能

               timeout 300

•  指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose

                loglevel verbose

•   日志记录方式，默认为标准输出，如果配置Redis为守护进程方式运行，而这里又配置为日志记录方式为标准输出，则日志将会发送给/dev/null

                logfile stdout

•   设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT <dbid>命令在连接上指定数据库id

                databases 16

•   指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合

             save <seconds> <changes>
             Redis默认配置文件中提供了三个条件：
             save 900 1
             save 300 10
             save 60 10000
              分别表示900秒（15分钟）内有1个更改，300秒（5分钟）内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

•   指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为yes，Redis采用LZF压缩，如果为了节省CPU时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大

               rdbcompression yes

•   指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb

             dbfilename dump.rdb

•   指定本地数据库存放目录

                dir ./

•  设置当本机为slav服务时，设置master服务的IP地址及端口，在Redis启动时，它会自动从master进行数据同步

               slaveof <masterip> <masterport>

•   当master服务设置了密码保护时，slav服务连接master的密码

                masterauth <master-password>

•   设置Redis连接密码，如果配置了连接密码，客户端在连接Redis时需要通过AUTH <password>命令提供密码，默认关闭

                requirepass foobared

•  设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis可以同时打开的客户端连接数为Redis进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis会关闭新的连接并向客户端返回max number of clientsreached错误信息

              maxclients 128

•   指定Redis最大内存限制，Redis在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis会先尝试清除已到期或即将到期的Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis新的vm机制，会把Key存放内存，Value会存放在swap区

              maxmemory <bytes>

•   指定是否在每次更新操作后进行日志记录，Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘，如果不开启，可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的，所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no

              appendonly no

•   指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof

                 appendfilename appendonly.aof

•   指定更新日志条件，共有3个可选值：no：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快）；always：表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘（慢，安全）；     everysec：表示每秒同步一次（折衷，默认值）

               appendfsync everysec

•   指定是否启用虚拟内存机制，默认值为no，简单的介绍一下，VM机制将数据分页存放，由Redis将访问量较少的页即冷数据swap到磁盘上，访问多的页面由磁盘自动换出到内存中

              vm-enabled no

•   虚拟内存文件路径，默认值为/tmp/redis.swap，不可多个Redis实例共享

              vm-swap-file /tmp/redis.swap

•   将所有大于vm-max-memory的数据存入虚拟内存,无论vm-max-memory设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis的索引数据 就是keys),也就是说,当vm-max-memory设置为0的时候,其实是所有value都存在于磁盘。默认值为0

              vm-max-memory 0

•   Redis swap文件分成了很多的page，一个对象可以保存在多个page上面，但一个page上不能被多个对象共享，vm-page-size是要根据存储的 数据大小来设定的，作者建议如果存储很多小对象，page大小最好设置为32或者64bytes；如果存储很大大对象，则可以使用更大的page，如果不 确定，就使用默认值

                vm-page-size 32

•   设置swap文件中的page数量，由于页表（一种表示页面空闲或使用的bitmap）是在放在内存中的，，在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存。

                 vm-pages 134217728

•   设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的，可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4

                 vm-max-threads 4

•   设置在向客户端应答时，是否把较小的包合并为一个包发送，默认为开启

                glueoutputbuf yes

•   指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时，采用一种特殊的哈希算法

                hash-max-zipmap-entries 64

                hash-max-zipmap-value512

•   指定是否激活重置哈希，默认为开启

               activerehashing yes

•   指定包含其它的配置文件，可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件，而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

               include /path/to/local.conf

使用Java操作数据库，需要下载驱动包，下载 jedis.jar，确保下载最新驱动包。

1.3、Redis的应用场景

1、取最新N个数据的操作

       比如典型的取你网站的最新文章，通过下面方式，我们可以将最新的5000条评论的ID放在Redis的List集合中，并将超出集合部分从数据库获取

l  使用LPUSHlatest.comments<ID>命令，向list集合中插入数据

l  插入完成后再用LTRIM latest.comments0 5000命令使其永远只保存最近5000个ID

如果你还有不同的筛选维度，比如某个分类的最新N条，那么你可以再建一个按此分类的List，只存ID的话，Redis是非常高效的。

2、排行榜应用，取TOP N操作

这个需求与上面需求的不同之处在于，前面操作以时间为权重，这个是以某个条件为权重，比如按顶的次数排序，这时候就需要我们的sorted set出马了，将你要排序的值设置成sorted set的score，将具体的数据设置成相应的value，每次只需要执行一条ZADD命令即可。

3、需要精准设定过期时间的应用

比如你可以把上面说到的sorted set的score值设置成过期时间的时间戳，那么就可以简单地通过过期时间排序，定时清除过期数据了，不仅是清除Redis中的过期数据，你完全可以把Redis里这个过期时间当成是对数据库中数据的索引，用Redis来找出哪些数据需要过期删除，然后再精准地从数据库中删除相应的记录

4、计数器应用

Redis的命令都是原子性的，你可以轻松地利用INCR，DECR命令来构建计数器系统

5、Uniq操作，获取某段时间所有数据排重值

这个使用Redis的set数据结构最合适了，只需要不断地将数据往set中扔就行了，set意为集合，所以会自动排重。

6、实时系统，反垃圾系统

通过上面说到的set功能，你可以知道一个终端用户是否进行了某个操作，可以找到其操作的集合并进行分析统计对比等。没有做不到，只有想不到

7、Pub/Sub构建实时消息系统

Redis的Pub/Sub系统可以构建实时的消息系统，比如很多用Pub/Sub构建的实时聊天系统的例子。

8、构建队列系统

使用list可以构建队列系统，使用sorted set甚至可以构建有优先级的队列系统。

9、缓存

这个不必说了，性能优于Memcached，数据结构更多样化。