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  • Redis系统性介绍

    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 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。

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