Redis笔记1--Redis快速入门

前言：

redis-benchmark           检测redis性能

通过redis客户端远程连接服务： redis-cli  -h xxx.xxx.xxx.xxx -p 6379

数据库

与关系型数据库概念一样，redis中一个数据库包含一组数据。典型的数据库应用案例就是将一个程序的所有数据组织起来，与另一个程序的数据保持独立。

redis中，数据库简单使用一个数字编号来进行辨认，默认数据库编号为0.通过select来进行切换。

关键字和值(keys and values)

• 关键字(keys)：用来标识数据块，如：user:leto  表示名为leto的用户。冒号没有任何特殊含义，在redis中常用分隔符来组织关键字
• 值(values)：与关键字对应的实际值，可以是任何东西，如：字符串，整数，序列化对象(JSON,XML或其他格式)。redis会把值看做是一个字节序列。

查询(Querying)

在redis中，关键字就是一切，值是没有任何意义的，redis不允许通过值来进行查询。

存储器和持久化(Memory and Persistence)

默认情况下，redis根据已变更的关键字数量来进行判断，然后在磁盘里创建数据库的快照(snapshot)。如果x个关键字变更，那么每隔Y秒存储数据库一次。默认情况下，如果1000个或更多的关键字已变更，redis会每隔60秒存储数据库，如果9个或更少的关键字已变更，redis会每隔15min存储数据库。

redis会将所有数据都保留在存储器(内存)中。

redis测试，使用redis-benchmark.exe

数据结构

5种redis数据结构，string,list,set,hash,zset。都有公用的一些命令如：DEL,TYPE,RENAME等等

flushdb    清空数据库中的所有值

字符串(String)

字符串是最基本的数据结构。存储string,int,float三种数据类型

set：向redis添加key-value值

get：获取key的值

del：删除指定key的值

strlen：获取关键字对应值的长度

append：将value附加在已存在的关键字对应值中(关键字不存在就新建)

incr：值增加，字符串中保存的必须是integer类型

incrby：

decr：

decrby：值减少，字符串中保存的必须是integer类型

setrange：从指定偏移量开始替换值

getrange：返回指定范围内的关键字对应值,start  end

进阶用例：使用setbit和getbit。来解决web中常见的问题“今天有多少用户访问”。spool，bitmaps

由于通过关键字来获取一个值非常快，字符串数据结构常被用来缓存数据。

setbit：对key所存储的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit),0或1。

bittop：

bitcount：

散列(Hashes)

散列数据结构很像字符串数据结构。区别 在于，散列数据结构提供了一个额外的间接层：一个域(Field)。hset  user:lvss  age  9000。age就是Field域

相关操作还包括在同一时间设置多个域，同一时间获取多个域，获取所有的域和值，列出所有的域后者删除指定的一个域

hset       添加值

hget       获取值

hmset   设置多个值

hmget   获取多个值

hgetall   获取所有值

hkeys     列出所有的field域

hdel         删除指定的值

在应用中一般可以通过hash来保存一个对象的数据信息。

散列数据结构比普通的字符串数据结构具有更多的可操作性。可以使用散列数据结构去获得更精确的描述，是存储一个用户，而不是一个序列化对象。好处就是能够操作具体的数据片段，不必获取或写入整个值。

列表(List)

对于一个给定的关键字，列表数据结构可以存储和处理一组值。可以添加一个值到列表里，获取列表的第一个值或最后一个值以及用给的索引来处理值。列表数据结构维护了值的顺序，提供了基于索引的高效操作。如：为了跟踪在网站里注册的最新用户，可以维护一个newusers的列表。

底层是链表结构(Linked-list)，存储有序的值

lpush         向列表头添加值

rpush        向列表尾添加值

lpop          从列表头弹出值

rpop          从列表尾弹出值

lindex        从指定索引的位置获取值

ltrim          清除列表指定范围外的所有值

lrange      获取列表指定范围的所有值

可以使用列表数据结构去存储日志，也可以用来跟踪用户浏览网站时的路径。

常用来记录工作队列，最近浏览的文章，常用联系人等信息。

blpop：列表的阻塞式弹出原语，从列表删除并返回第一个元素，没有任何元素可以弹出便阻塞

brpop：阻塞式，弹出列表中的尾部元素

rpoplpush：

brpoplpush：

集合(Sets)

使用哈希表(hash table)结构存储，存储唯一的值。没有对值进行排序。

sadd       向集合中添加值

srem       从集合中删除值

sismember      快速查询集合中是否包含某值

smembers       获取集合中所有值,对大数据量的列表操作会慢，慎用

sinter         查看集合的值，返回多个集合的交集

sinterstore         在指定集合中存储sinter的结果

sunion         查看并集

sdiff             查看差集

scard        ：查看集合中元素的数量

srandmember ： 获取集合中的随机元素

spop        ：移除并返回集合中的一个随机元素

smove   a   b  member ： 将member元素从集合a移到集合b

对于需要用到集合操作的地方(如，交集intersection和并集union，差集difference)，推荐使用集合数据结构

分类集合(Sorted Sets)

最强大的数据结构。如果说散列数据结构类似于字符串数据结构，主要是区分域(Field)的概念；那么分类集合数据结构就是类似域集合数据结构，主要区分是标记(score)的概念。

存储的也是key-value形式的值，key(member)唯一，value(score)限制为float类型

标记提供了排序(sorting)和秩划分(ranking)的功能。如果我们想要一个秩划分类的朋友名单，如：

zadd              向集合添加值

zrange          返回指定区间内的值，按score值从小到大排序，相同score按字典顺序排序

zrangebyscore     返回指定score区间内的值

zrem          删除值

zcount           计算指定范围内的值数量

zrank            获取集合中指定值的排行，由小到大从0开始排

zrevrank        获取排行，由大到小从0开始排

zinterstore ：将指定的多个zset进行交集，分数默认相加。

zunionstore：将指定的多个zset进行并集，分数默认相加。

使用数据结构

• 常数时间复杂度O(1)被认为是最快速的。如sismember命令
• 对数时间复杂度O(log(N))被认为是第二快速的，通过使需扫描的区间不断皱缩来快速完成处理。如zadd
• 线性时间复杂度O(N)，在表格的非索引列里进行查找就需要O(N)次操作。如ltrim
• O(log(N)+M)，如zremrangebyscore移除集合中所有score值介于min和max之间的值(包括等于)

仿多关键字查询(Pseudo MultiKey Queries)

场景：通过不同的关键字去查询相同的值，如：根据用户id或用户邮件去查询用户信息。最直接的方法就是根据两个关键字存两次用户数据(数据量翻倍，管理麻烦)。

使用hashes散列表来解决，通过域(Field)来作为一个二级索引，然后 去引用单个用户对象。

使用散列表来保存一个查询的索引，key是用户邮箱，value是 对象的唯一标识(如，id，用户名等)。

查询时，根据邮箱去散列表中查询出用户名，然后根据用户名去查询具体的用户信息。

引用和索引(References and Indexes)

如上所示，对于那些值与值间的索引和引用，我们都必须手动去管理。

集合数据结构常被用来实现这类索引，如：

其中每个值：zhangsan，lisi，wangwu，zhaoilu都是redis字符串数据结构的引用，每个引用的值都是一个用户的具体信息。

由于建立了索引，所以需要额外的索引值的处理和内存的消耗，这些开销可以进一步优化。由此可见在redis中手动管理引用确实很棘手。

数据交互和流水线(Round  Trips  and Pipelining)

与服务器频繁交互是Redis的一种常见模式。

许多命令能够接受一个或更多的参数，也有一种关联命令(sister-command)可以接受多个参数，如mget返回给定key(一个或多个key)的值

sadd       可以添加一个或多个成员到集合中。

流水线功能

当客户端发送请求到Redis后，在发送下一个请求之前必须等待redis的答复。使用流水线功能，可以发送多个请求，而不需要等待redis的响应。不但减少网络开销，还能获得性能上的显著提高

redis会使用存储器去排列命令，如果要执行的命令需要大概50个字符的关键字，则大概可以对此进行数千或数万的批量操作。

事务(Transactions)

redis命令都具有原子性，包括一次处理多项事情的命令。对于使用多个命令，redis支持事务功能。

redis实际上是单线程运行的，这就是为什么每个redis命令都能够保证具有原子性。当一个命令在执行的时候没有其他命令会运行(Scaling)

inrc  实际上是一个get命令然后紧随一个set命令

getset     设置一个新的值然后返回原始值

setnx    （set   if   not   exists） 先测试关键字是否存在，只有当关键字不存在时才设置值。

实际开发时，往往需要运行具有原子性的一组命令。

1. 首先执行multi命令，标记一个事务块的开始。事务块内的多条命令会按照先后顺序被放进一个队列中
2. 然后执行exec，执行事务块中的所有命令
3. 或者执行discard，取消事务，放弃执行事务块中的所有命令

事务功能特点：

• 事务中的命令将会按顺序的执行
• 事务中的命令将会如单个原子操作般被执行(中途不会有其他客户端命令被执行)
• 事务中的命令要么全部被执行，要么不会执行

虽然redis是单线程运行的，但是我们可以同时运行多个redis客户端。如此，多个客户端进程操作用一个数据就会有问题。

通过添加watch来解决：监视一个(或多个)key，如果在事务执行之前这个(或这些)key被其他命令所改动，那么事务将被打断。

在调用watch后，如果另一个客户端改变了zhangsan的值，事务将会运行失败。

关键字反例(Keys Anti-Pattern)

keys命令，查找所有符合给定模式pattern的key

这个命令看起来很适合一些任务，但不应该在实际的产品代码里面。因为这个命令通过线性扫描所有的关键字来进行匹配，可能照成性能问题。

实际应用中使用散列结构或集合来替代。

实际应用中通过散列结构解决：

数据使用期限(Expiration)

redis允许标记一个关键字的使用期限。可以给予一个Unix时间戳形式(自1970-01-01 起)的绝对时间，或者一个基于秒的存活时间。是一个基于关键字的命令。

expire            设定key的生存时间，以秒为单位

expire   zhangsan  13

ttl     查看key的剩余生存时间

persist                      删除关键字的生存时间

setex        是一个原子性操作，在同一时间完成关联值和生存时间的设置。非常实用

发布和订阅(publish/subscribe)

监听者去订阅(subscribe)指定的频道(channel)。消息发布者(publishers)向指定的频道(channel)发布消息。所有监听指定频道的人，在连接期间，将会接收到发给这个频道的所有消息。

subscribe：订阅指定的一个或多个频道

unsubscribe：取消对指定的频道的订阅

publish：将信息发布到指定频道

psubscribe：将匹配指定模式的频道，如  news.*，就是匹配以news.开头的所有频道

punsubscribe：取消对匹配的频道的订阅

问题：

一.老的redis版本中，客户端订阅频道后，读取信息不够快，导致redis自己会缓存这些信息。如果这些信息多了后，就会造成系统变慢或崩溃。

二.数据传输可靠性，客户端订阅频道断开连接了，然后在客户端重连期间发布了消息，客户端再也接收不到这个消息了。

监控和延迟日志

monitor          实时打印出redis服务器接收到的命令，调试用(实际生产环境谨慎使用)。

slowlog

slow  log是redis用来记录查询执行时间的日志系统，该时间不包括像客户端响应(talking)，发送回复等IO操作，单单是执行一个查询命令所耗费的时间。slow log保存在内存里面，读写速度非常快，不必担心因开启slow log 而损害redis的速度。

配置slow log参数：

slowlog-log-slower-than  100        记录所有查询时间>=100微秒的查询

slowlog-max-len 1000        slow log 最多保存1000条记录，slow log 是一个FIFO队列，记录数量超出时，最旧的一条日志被删除，新的日志加入队列。

默认记录1024条日志

slowlog  get                获取slow log 日志队列中的信息

slowlog     get  4     获取队列中编号为4及以后的记录，从0开始编号

排序(Sort)

sort 允许我们对list，set，zset集合根据key进行排序。sort就像sql语句中的 order  by 条件。

对字符串和数字排序是有区别的，如： 对"110","12"排序和对 110,12排序就不一样。

sort   返回给定列表，集合，有序集合key中经过排序的元素(有序集合是通过标记来进行排序，而不是集合里的成员)，排序默认以数字作为对象，不会改变原来的集合

sort  desc    降序排序

limit  offset count     分页，该修饰符限制返回结果，offset：要跳过的元素数量，count跳过  offset指定个元素后，要返回多少个对象

alpha           表示根据字典顺序排序，而不是根据数值

sort   命令的正真厉害之处是基于引用对象进行排序的能力。