Redis简介

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、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。从2010年3月15日起，Redis的开发工作由VMware主持。

Redis能运行在大多数POSIX(Linux, *BSD, OS X 和Solaris等)系统上，官方没有支持Windows的版本。目前最新的版本是2.2.11，这个版本主要是修复了一个2.2.7版本中遍历方式优化带来的一个bug。

　　和普通的Key-Value结构不同，Redis的Key支持灵活的数据结构，除了strings，还有hashes、lists、 sets 和sorted sets等结构。正是这些灵活的数据结构，丰富了Redis的应用场景，能满足更多业务上的灵活存储需求。

　　Redis的数据都保存在内存中，而且底层实现上是自己写了epoll event loop部分，而没有采用开源的libevent等通用框架，所以读写效率很高。为了实现数据的持久化，Redis支持定期刷新(可通过配置实现)或写日志的方式来保存数据到磁盘。

　　1、数据类型

　　作为Key-value型数据库，Redis也提供了键(Key)和键值(Value)的映射关系。但是，除了常规的数值或字符串，Redis的键值还可以是以下形式之一：

　　●Lists (列表)

　　●Sets (集合)

　　●Sorted sets (有序集合)

　　●Hashes (哈希表)

　　键值的数据类型决定了该键值支持的操作。Redis支持诸如列表、集合或有序集合的交集、并集、查集等高级原子操作;同时，如果键值的类型是普通数字，Redis则提供自增等原子操作。

　　2、持久化

　　通常，Redis将数据存储于内存中，或被配置为使用虚拟内存。通过两种方式可以实现数据持久化：使用截图的方式，将内存中的数据不断写入磁盘;或使用类似MySQL的日志方式，记录每次更新的日志。前者性能较高，但是可能会引起一定程度的数据丢失;后者相反。

　　3、主从同步

　　Redis支持将数据同步到多台从库上，这种特性对提高读取性能非常有益。

　　4、性能

　　相比需要依赖磁盘记录每个更新的数据库，基于内存的特性无疑给Redis带来了非常优秀的性能。读写操作之间有显著的性能差异。

　　5、提供API的语言

　　●C

　　●C++

　　●C#

　　●Clojure

　　●Common Lisp

　　●Erlang

　　●Haskell

　　●Java

　　●Javascript

　　●Lua

　　●Objective-C

　　●Perl

　　●PHP

　　●Python

　　●Ruby

　　●Scala

　　●Go

　　●Tcl

6、适用场合

　　毫无疑问，Redis开创了一种新的数据存储思路，使用Redis，我们不用在面对功能单调的数据库时，把精力放在如何把大象放进冰箱这样的问题上，而是利用Redis灵活多变的数据结构和数据操作，为不同的大象构建不同的冰箱。希望你喜欢这个比喻。

　　下面是Redis适用的一些场景:

　　(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。

　　使用LPUSH latest.comments命令，向list集合中插入数据

　　插入完成后再用LTRIM latest.comments 0 5000命令使其永远只保存最近5000个ID

　　然后我们在客户端获取某一页评论时可以用下面的逻辑

FUNCTION get_latest_comments(start,num_items):
id_list = redis.lrange("latest.comments",start,start+num_items-1)
IF id_list.length < num_items
id_list = SQL_DB("SELECT ... ORDER BY time LIMIT ...")
END
RETURN id_list
END

　　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。

虽然Redis已经很火了，相信还是有很多同学对Redis只是有所听闻或者了解并不全面，下面是一个比较系统的Redis介绍，对Redis的特性及各种数据类型及操作进行了介绍。是一个很不错的Redis入门教程。

1.介绍

1.1 Redis是什么

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统。Redis提供了一些丰富的数据结构，包括 lists, sets, ordered sets 以及 hashes ，当然还有和Memcached一样的 strings结构.Redis当然还包括了对这些数据结构的丰富操作。

1.2 Redis的优点

• 性能极高 – Redis能支持超过 100K 每秒的读写频率。
• 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.数据类型

2.1 String类型

Redis能存储二进制安全的字符串，最大长度为1GB

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"John Doe"

String类型还支持批量的读写操作

redis 127.0.0.1:6379> MSET age 30 sex "male"
OK
redis 127.0.0.1:6379> MGET age sex
1) "30"
2) "male"

String类型其实也可以用来存储数字，并支持对数字的加减操作。

redis 127.0.0.1:6379> INCR age
(integer) 31
redis 127.0.0.1:6379> INCRBY age 4
(integer) 35
redis 127.0.0.1:6379> GET age
"35"
redis 127.0.0.1:6379> DECR age
(integer) 34
redis 127.0.0.1:6379> DECRBY age 4
(integer) 30
redis 127.0.0.1:6379> GET age
"30"

String类型还支持对其部分的修改和获取操作

redis 127.0.0.1:6379> APPEND name " Mr."
(integer) 12
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"John Doe Mr."
redis 127.0.0.1:6379> STRLEN name
(integer) 12
redis 127.0.0.1:6379> SUBSTR name 0 3
"John"

2.2 List类型

Redis能够将数据存储成一个链表，并能对这个链表进行丰富的操作

redis 127.0.0.1:6379> LPUSH students "John Doe"
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> LPUSH students "Captain Kirk"
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> LPUSH students "Sheldon Cooper"
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> LLEN students
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE students 0 2
1) "Sheldon Cooper"
2) "Captain Kirk"
3) "John Doe"
redis 127.0.0.1:6379> LPOP students
"Sheldon Cooper"
redis 127.0.0.1:6379> LLEN students
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE students 0 1
1) "Captain Kirk"
2) "John Doe"
redis 127.0.0.1:6379> LREM students 1 "John Doe"
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> LLEN students
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE students 0 0
1) "Captain Kirk"

Redis也支持很多修改操作

redis 127.0.0.1:6379> LINSERT students BEFORE "Captain Kirk" "Dexter Morgan"
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE students 0 2
1) "Dexter Morgan"
2) "Captain Kirk"
3) "John Doe"
redis 127.0.0.1:6379> LPUSH students "Peter Parker"
(integer) 4
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE students 0 3
1) "Peter Parker"
2) "Dexter Morgan"
3) "Captain Kirk"
4) "John Doe"
redis 127.0.0.1:6379> LTRIM students 1 3
OK
redis 127.0.0.1:6379> LLEN students
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE students 0 2
1) "Dexter Morgan"
2) "Captain Kirk"
3) "John Doe"
redis 127.0.0.1:6379> LREM students 1 "John Doe"
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> LLEN students
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> LRANGE students 0 1
1) "Captain Kirk"

2.3 集合（Sets）类型

Redis能够将一系列不重复的值存储成一个集合

redis 127.0.0.1:6379> SADD birds crow
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD birds pigeon
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD birds bat
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD mammals dog
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD mammals cat
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SADD mammals bat
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS birds
1) "bat"
2) "crow"
3) "pigeon"
redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS mammals
1) "bat"
2) "cat"
3) "dog"

Sets结构也支持相应的修改操作

redis 127.0.0.1:6379> SREM mammals cat
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS mammals
1) "bat"
2) "dog"
redis 127.0.0.1:6379> SADD mammals human
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS mammals
1) "bat"
2) "human"
3) "dog"

Redis还支持对集合的子交并补等操作

redis 127.0.0.1:6379> SINTER birds mammals
1) "bat"
redis 127.0.0.1:6379> SUNION birds mammals
1) "crow"
2) "bat"
3) "human"
4) "pigeon"
5) "dog"
redis 127.0.0.1:6379> SDIFF birds mammals
1) "crow"
2) "pigeon"

2.4 有序集合（Sorted Sets）类型

Sorted Sets和Sets结构相似，不同的是存在Sorted Sets中的数据会有一个score属性，并会在写入时就按这个score排好序。

redis 127.0.0.1:6379> ZADD days 0 mon
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD days 1 tue
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD days 2 wed
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD days 3 thu
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD days 4 fri
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD days 5 sat
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZADD days 6 sun
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ZCARD days
(integer) 7
redis 127.0.0.1:6379> ZRANGE days 0 6
1) "mon"
2) "tue"
3) "wed"
4) "thu"
5) "fri"
6) "sat"
7) "sun"
redis 127.0.0.1:6379> ZSCORE days sat
"5"
redis 127.0.0.1:6379> ZCOUNT days 3 6
(integer) 4
redis 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE days 3 6
1) "thu"
2) "fri"
3) "sat"
4) "sun"

2.5 Hash类型

Redis能够存储key对多个属性的数据（比如user1.uname user1.passwd）

redis 127.0.0.1:6379> HKEYS student
1) "name"
2) "age"
3) "sex"
redis 127.0.0.1:6379> HVALS student
1) "Ganesh"
2) "30"
3) "Male"
redis 127.0.0.1:6379> HGETALL student
1) "name"
2) "Ganesh"
3) "age"
4) "30"
5) "sex"
6) "Male"
redis 127.0.0.1:6379> HDEL student sex
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> HGETALL student
1) "name"
2) "Ganesh"
3) "age"
4) "30"

Hash数据结构能够批量修改和获取

redis 127.0.0.1:6379> HMSET kid name Akshi age 2 sex Female
OK
redis 127.0.0.1:6379> HMGET kid name age sex
1) "Akshi"
2) "2"
3) "Female"

3.Publish/Subscribe

Redis支持这样一种特性，你可以将数据推到某个信息管道中，然后其它人可以通过订阅这些管道来获取推送过来的信息。

3.1 订阅信息管道

用一个客户端订阅管道

redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE channelone
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channelone"
3) (integer) 1

另一个客户端往这个管道推送信息

redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channelone hello
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channelone world
(integer) 1

然后第一个客户端就能获取到推送的信息

redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE channelone
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channelone"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "channelone"
3) "hello"
1) "message"
2) "channelone"
3) "world"

3.2 按一定模式批量订阅

用下面的命令订阅所有channel开头的信息通道

redis 127.0.0.1:6379> PSUBSCRIBE channel*
Reading best online casino  messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "psubscribe"
2) "channel*"
3) (integer) 1

在另一个客户端对两个推送信息

redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channelone hello
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH channeltwo world
(integer) 1

然后在第一个客户端就能收到推送的信息

redis 127.0.0.1:6379> PSUBSCRIBE channel*
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "psubscribe"
2) "channel*"
3) (integer) 1
1) "pmessage"
2) "channel*"
3) "channelone"
4) "hello"
1) "pmessage"
2) "channel*"
3) "channeltwo"
4) "world"

4.数据过期设置

Redis支持按key设置过期时间，过期后值将被删除（在客户端看来是补删除了的）

用TTL命令可以获取某个key值的过期时间（-1表示永不过期）

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> TTL name
(integer) -1

下面命令先用EXISTS命令查看key值是否存在，然后设置了5秒的过期时间

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> EXPIRE name 5
(integer) 1

5秒后再查看

redis 127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> GET name
(nil)

这个值已经没有了。

上在是直接设置多少秒后过期，你也可以设置在某个时间点过期，下面例子是设置2011-09-24 00:40:00过期。

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> EXPIREAT name 1316805000
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 0

5.事务性

Redis本身支持一些简单的组合型的命令，比如以NX结尾命令都是判断在这个值没有时才进行某个命令。

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> SETNX name "Dexter Morgan"
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"John Doe"

redis 127.0.0.1:6379> GETSET name "Dexter Morgan"
"John Doe"
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"Dexter Morgan"

当然，Redis还支持自定义的命令组合，通过MULTI和EXEC，将几个命令组合起来执行

redis 127.0.0.1:6379> SET counter 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> MULTI
OK
redis 127.0.0.1:6379> INCR counter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> INCR counter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> INCR counter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> EXEC
1) (integer) 1
2) (integer) 2
3) (integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> GET counter
"3"

你还可以用DICARD命令来中断执行中的命令序列

redis 127.0.0.1:6379> SET newcounter 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> MULTI
OK
redis 127.0.0.1:6379> INCR newcounter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> INCR newcounter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> INCR newcounter
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> DISCARD
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET newcounter
"0"

6.持久化

Redis的所有数据都存储在内存中，但是他也提供对这些数据的持久化。

6.1 数据快照

数据快照的原理是将整个Redis中存的所有数据遍历一遍存到一个扩展名为rdb的数据文件中。通过SAVE命令可以调用这个过程。

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> SAVE
OK
redis 127.0.0.1:6379> SET name "Sheldon Cooper"
OK
redis 127.0.0.1:6379> BGSAVE
Background saving started

如果你是使用的brew在Mac OSX上安全的Redis，那么rdb文件会存在如下路径

/usr/local/var/db/redis/dump.rdb

6.2 Append-Only File（追加式的操作日志记录）

Redis还支持一种追加式的操作日志记录，叫append only file，其日志文件以aof结局，我们一般各为aof文件。要开启aof日志的记录，你需要在配置文件中进行如下设置：

appendonly yes

这时候你所有的操作都会记录在aof日志文件中

redis 127.0.0.1:6379> GET name
(nil)
redis 127.0.0.1:6379> SET name "Ganesh Gunasegaran"
OK
redis 127.0.0.1:6379> EXIT

→ cat /usr/local/var/db/redis/appendonly.aof
*2
$6
SELECT
$1
0
*3
$3
SET
$4
name
$18
Ganesh Gunasegaran

7.管理命令

Redis支持多个DB，默认是16个，你可以设置将数据存在哪一个DB中，不同DB间的数据具有隔离性。也可以在多个DB间移动数据。

redis 127.0.0.1:6379> SELECT 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> GET name
(nil)
redis 127.0.0.1:6379[1]> SELECT 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> MOVE name 1
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> GET name
"John Doe"

Redis还能进行一些如下操作，获取一些运行信息

redis 127.0.0.1:6379[1]> DBSIZE
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379[1]> INFO
redis_version:2.2.13
redis_git_sha1:00000000
redis_git_dirty:0
arch_bits:64
multiplexing_api:kqueue
......

Redis还支持对某个DB数据进行清除（当然清空所有数据的操作也是支持的）

redis 127.0.0.1:6379> SET name "John Doe"
OK
redis 127.0.0.1:6379> DBSIZE
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> SET name "Sheldon Cooper"
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> DBSIZE
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379[1]> SELECT 0
OK
redis 127.0.0.1:6379> FLUSHDB
OK
redis 127.0.0.1:6379> DBSIZE
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> DBSIZE
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379[1]> FLUSHALL
OK
redis 127.0.0.1:6379[1]> DBSIZE
(integer) 0

8.客户端

Redis的客户端很丰富，几乎所有流行的语言都有其客户端，这里就不再赘述，有兴趣的同学可以上Redis的Clients页面去查找。

9.资料引用

• Redis documentation
• Simon Willison – Redis tutorial
• Michael J. Russo – Redis from ground up

10.总结