Redis基础

Redis入门
一.入门概述
1.是什么
Redis:REmote DIctionary Server(远程字典服务器)，是完全开源免费的，用C语言编写的，遵守BSD协议，
是一个高性能的(key/value)分布式内存数据库，基于内存运行并支持持久化的NoSQL数据库，是当前最热门的
NoSql数据库之一,也被人们称为数据结构服务器。
Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点
2.能干嘛
3.去哪下
二.Redis安装
1.CentOS安装redis
在CentOS和Red Hat系统中，首先添加EPEL仓库，然后更新yum源：
sudo yum install epel-release
sudo yum update
然后安装Redis数据库：
sudo yum -y install redis
安装好后启动Redis服务即可：
sudo systemctl start redis
2.Ubuntu安装Redis
sudo apt-get install redis-server
安装完成后，Redis服务器会自动启动，我们检查Redis服务器程序
三.你需要了解的Redis基础知识
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
内存存储和持久化：redis支持异步将内存中的数据写到硬盘上，同时不影响继续服务
取最新N个数据的操作，如：可以将最新的10条评论的ID放在Redis的List集合里面
模拟类似于HttpSession这种需要设定过期时间的功能
发布、订阅消息系统
定时器、计数器
Http://redis.io/
Http://www.redis.cn/
1.单进程
单进程模型来处理客户端的请求。对读写等事件的响应。是通过对epoll函数的包装来做到的。Redis的实际处理速
度完全依靠主进程的执行效率。Epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的epoll，是Linux下多路复用
IO接口select/poll的增强版本，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。
2.Redis默认有16个数据库
默认16个数据库，类似数组下表从零开始，初始默认使用零号库
3.Redis常用命令
Select命令可以切换不同的数据库
Dbsize查看当前数据库的key的数量
Flushdb：清空当前库
Flushall：通杀全部库
4.统一密码管理
统一密码管理，16个库都是同样密码，要么都OK要么一个也连接不上
5.Redis索引都是从零开始
6.Redis默认端口是6379
Redis数据类型
一.Redis的五大数据类型
1.String（字符串）
String（字符串）
string是redis最基本的类型，你可以理解成与Memcached一模一样的类型，一个key对应一个value。
string类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象 。
string类型是Redis最基本的数据类型，一个redis中字符串value最多可以是512M
2.Hash（哈希，类似java里的Map）
Hash（哈希）
Redis hash 是一个键值对集合。
Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。
类似Java里面的Map<String,Object>
3.List（列表）
List（列表）
Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素导列表的头部（左边）或者尾部（右
边）。
它的底层实际是个链表
4.Set（集合）
Set（集合）
Redis的Set是string类型的无序集合。它是通过HashTable实现实现的，
5.Zset(sorted set：有序集合)
zset(sorted set：有序集合)
Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。
redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
二.Redis键(key)
常用方法：
示例：
三.Redis字符串(String)
常用：
四.Redis列表(List)
五.Redis集合(Set)
六.Redis哈希(Hash)
七.Redis有序集合Zset(sorted set)
Redis配置文件详解
参数说明
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，作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用6379作为默认端口，因
为6379在手机按键上MERZ对应的号码，而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字 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 clients reached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（在后面的文章我会仔细分析Redis
的VM机制）
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-value 512
指定是否激活重置哈希，默认为开启（后面在介绍Redis的哈希算法时具体介绍）
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
Redis持久化
一.RDB（Redis DataBase）
1.是什么
在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，也就是行话讲的Snapshot快照，它恢复时是将快照文
件直接读到内存里
Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写入到一个临时文件中，待持久化过程都结
束了，再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。整个过程中，主进程是不进行任何IO操作的，这就确保
了极高的性能如果需要进行大规模数据的恢复，且对于数据恢复的完整性不是非常敏感，那RDB方式要比
AOF方式更加的高效。RDB的缺点是最后一次持久化后的数据可能丢失。
Fork的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等）数值都和原
进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程。
2.怎么玩
保存数据到快照：
Rdb保存的是dump.rdb文件，使用save或者bgsave命令即可触发RDB快照，Save：save时只管保存，其它不管，
全部阻塞；BGSAVE：Redis会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。可以通过lastsave命
令获取最后一次成功执行快照的时间
恢复快照数据：
将备份文件 (dump.rdb) 移动到 redis 安装目录并启动服务即可
3.优势和劣势
优势
劣势
适合大规模的数据恢复
对数据完整性和一致性要求不高
在一定间隔时间做一次备份，所以如果redis意外down掉的话，就会丢失最后一次快照后的所有修改
Fork的时候，内存中的数据被克隆了一份，大致2倍的膨胀性需要考虑
二.AOF（Append Only File）
1.是什么
以日志的形式来记录每个写操作，将Redis执行过的所有写指令记录下来(读操作不记录)，只许追加文件但不
可以改写文件，redis启动之初会读取该文件重新构建数据，换言之，redis重启的话就根据日志文件的内容将
写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作
2.怎么玩
Aof保存的是appendonly.aof文件，使用前修改默认的appendonly no，改为yes，恢复时重启redis便会自动加载
3.优势和劣势
优势：
劣势：
修改同步：appendfsync always 同步持久化 每次发生数据变更会被立即记录到磁盘 性能较差但数据完整性比
较好
每秒同步：appendfsync everysec 异步操作，每秒记录 如果一秒内宕机，有数据丢失
相同数据集的数据而言aof文件要远大于rdb文件，恢复速度慢于rdb
Aof运行效率要慢于rdb,每秒同步策略效率较好，不同步效率和rdb相同
Redis事务
一.是什么
可以一次执行多个命令，本质是一组命令的集合。一个事务中的所有命令都会序列化，按顺序地串行化执行
而不会被其它命令插入，不许加塞，一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列命令
二.怎么玩
开启：以MULTI开始一个事务
入队：将多个命令入队到事务中，接到这些命令并不会立即执行，而是放到等待执行的事务队列里面
执行：由EXEC命令触发事务
1.正常执行
2.放弃事务
3.全体连坐
4.冤头债主
5.watch监控
Watch指令，类似乐观锁，事务提交时，如果Key的值已被别的客户端改变，比如某个list已被别的客户端push/pop
过了，整个事务队列都不会被执行。通过WATCH命令在事务执行之前监控了多个Keys，倘若在WATCH之后有任
何Key的值发生了变化，EXEC命令执行的事务都将被放弃，同时返回Nullmulti-bulk应答以通知调用者事务执行失
败
Redis主从复制
一.是什么
行话：也就是我们所说的主从复制，主机数据更新后根据配置和策略，自动同步到备机的master/slaver机
制，Master以写为主，Slave以读为主
二.复制原理
Slave启动成功连接到master后会发送一个sync命令
Master接到命令启动后台的存盘进程，同时收集所有接收到的用于修改数据集命令，在后台进程执行完毕之
后，master将传送整个数据文件到slave,以完成一次完全同
全量复制：而slave服务在接收到数据库文件数据后，将其存盘并加载到内存中。
增量复制：Master继续将新的所有收集到的修改命令依次传给slave,完成同步
但是只要是重新连接master,一次完全同步（全量复制)将被自动执行
三.主从复制特点
1.一主二仆
一个Master两个Slave，主机复制写，备机负责读
2.薪火相传
上一个Slave可以是下一个slave的Master，Slave同样可以接收其他slaves的连接和同步请求，那么该slave作为了
链条中下一个的master，可以有效减轻master的写压力
3.反客为主
使当前数据库停止与其他数据库的同步，转成主数据库