Redis学习

学习自《Redis开发与运维（付磊）》

目录

• 简介
• 特性
• 使用原因
  • 高性能
  • 高并发
• 典型使用场景
  • 缓存
  • 排行榜
  • 计数器
  • 社交网络
  • 消息队列
• API使用
  • 全局命令
  • 支持的数据结构
    • String
    • Hash
    • List
    • Set
    • Sorted Set (ZSet)

简介

Redis是一种基于键值对（key-value）的NoSQL数据库。

特性

1. 速度快

   Redis的数据都存放在内存中，代码通过C语言实现，使用了单线程的IO多路复用机制，这些都使得redis的读写速度非常快。

2. 基于键值对的数据结构服务器

   Redis全称是remote dictionary server，即远程字典服务器。很多编程语言都提供了字典的功能，即基于键值对的方式存储数据。Redis中的值不仅可以是字符串，而且还可以是具体的数据结构，这样不仅能便于在许多应用场景的开发，同时也能够提高开发效率。

3. 功能丰富

   Redis提供的功能如下：

   • 提供了键过期功能，可以用来实现缓存。
   • 提供了发布订阅功能，可以用来实现消息系统。
   • 支持Lua脚本功能，可以利用Lua创造出新的Redis命令。
   • 提供了简单的事务功能，能在一定程度上保证事务特性。
   • 提供了流水线功能，这样客户端能将一批命令一次性传到Redis，减少了网络的开销。

4. 简单稳定

   Redis的简单主要体现在三个方面：

   • Redis的源码很少，早期版本的代码只有2万行左右，3.0版本以后由于添加了集群特性，代码增至5万行左右，相对于很多NoSQL数据库来说代码量相对要少很多。
   • Redis使用单线程模型，这样不仅使得Redis服务端处理模型变得简单，而且也使得客户端开发变得简单。
   • Redis不需要依赖于操作系统中的类库（例如Memcache需要依赖libevent这样的系统类库），Redis自己实现了事件处理的相关功能。

5. 有多种语言的客户端

   Redis提供了简单的TCP通信协议，很多编程语言可以很方便地接入到Redis。

6. 可持久化

   一直将数据放在内存中是不安全的，一旦发生断电或者机器故障，重要的数据可能就会丢失。因此Redis提供了两种持久化方式：RDB和AOF，可以用这两种策略将内存的数据保存到硬盘中。

7. 主从复制

   Redis提供了复制功能，实现了多个相同数据的Redis副本，复制功能是分布式Redis的基础。

8. 高可用和分布式

   Redis从2.8版本正式提供了高可用实现Redis Sentinel，它能够保证Redis节点的故障发现和故障自动转移。Redis从3.0版本正式提供了分布式实现Redis Cluster，它是Redis真正的分布式实现，提供了高可用、读写和容量的扩展性。

使用原因

Redis的读写速度非常快，因此通常用于实现缓存功能。下面就从两个方面说明为何要实现缓存，为何要使用Redis。

高性能

传统的数据库如MySQL，是将数据存放在硬盘中。直接对硬盘中的数据进行操作，这个过程是比较缓慢的。如果在第一次操作数据后，将该数据放置在内存中，下一次访问时可以直接在内存中操作数据，这将大大加快了对数据的操作速度。而如果硬盘的数据库中的数据有所变化，对内存中对应的数据进行修改即可。把本来存放在硬盘中的数据放置在内存中，就叫做缓存。而redis本来就是一种内存型数据库，因此成为实现缓存功能的很好的选择。

高并发

直接访问缓存能承受的请求数量是远远大于直接访问数据库的，因此选择把硬盘数据库中的部分数据放置到内存中作为缓存，不仅减轻了硬盘数据库的负担，而且还提高了对数据的操作速度。

典型使用场景

缓存

合理地使用缓存不仅可以加快数据的访问速度，而且能够有效地降低后端数据源的压力。Redis提供了键值过期时间设置，并且也提供了灵活控制最大内存和内存溢出后的淘汰策略。

排行榜

排行榜可以由不同的维度计算得出，如按照热度排名的排行榜和按照发布时间排序的排行榜。Redis提供了列表和有序集合数据结构，合理地使用这些数据结构可以很方便地实现各种排行榜。

计数器

计数器在网站中的作用同样重要，例如视频网站有播放数、电商网站有浏览数，为了保证数据的实时性，每一次播放和浏览都要做加1的操作，如果并发量很大对于传统关系型数据的性能是一种挑战。Redis天然支持计数功能而且计数的性能也非常好，可以说是实现计数器的很好选择。

社交网络

赞/踩、粉丝、共同好友/喜好、推送、下拉刷新等是社交网站的必备功能，由于社交网站访问量通常比较大，而且传统的关系型数据不太适合保存这种类型的数据，Redis提供的数据结构可以相对比较容易地实现这些功能。

消息队列

消息队列是一个大型网站的必备基础组件，因为其具有业务解耦、非实时业务削峰等特性。Redis提供了发布订阅功能和阻塞队列的功能，虽然和专业的消息队列比还不够足够强大，但是对于一般的消息队列功能基本可以满足。

API使用

全局命令

Redis支持5种数据结构，它们都是键值对中的值。而对于键，有一些常用的命令。

1. 查看所有键

   keys *
   

   此命令会将所有的键进行输出。

2. 键总数

   dbsize
   

   此命令会返回当前数据库中键的总数。此命令在计算键总数时不会遍历所有键，而是直接获取Redis内置的键总数变量，所以此命令的时间复杂度是O（1）。而keys命令会遍历所有键，所以它的时间复杂度是O（n）。

3. 检查键是否存在

   exists key
   

   如果键存在则返回1，不存在则返回0。

4. 删除键

   del key [key ...]
   

   无论值是什么数据结构类型，此命令都可以将对应的键删除，支持同时删除多个键。返回结果为成功删除键的个数，如果删除一个不存在的键，就会返回0。

5. 键的过期时间

   1. 设置过期时间

   expire key seconds
   

   Redis支持对键添加过期时间，当超过过期时间后，会自动删除键。过期时间的单位是秒。

   2. 查询剩余过期时间

   ttl key
   

   此命令会返回键的剩余过期时间，它有3种返回值：

   • 大于等于0的整数：键剩余的过期时间。
   • -1：键没设置过期时间。
   • -2：键不存在。

6. 键的数据结构

支持的数据结构

String

常用命令：set，get，decr，incr，mget等。

一种简单的key-value类型的数据结构，value既可以是String，也可以是数字。适用于缓存应用和计数。

Hash

常用命令：hget，hset，hgetall等。

一个String类型的field和value的映射表。适用于存储对象，方便修改对象中的某个字段的值。

List

常用命令：lpush，rpush，lpop，rpop，lrange等。

一个由双向链表实现的列表，支持反向查找和遍历。

可通过lrange命令，选择从某个元素开始读取多少个元素，实现分页查询的功能，可以实现类似微博下拉不断分页的功能。

Set

常用命令：sadd，spop，smembers，sunion等。

一个自动去重的集合。提供了判断某成员是否在一个set集合中的接口，也可以简单地实现交集、并集和差集的功能。

Sorted Set (ZSet)

常用命令：zadd，zrange，zrem，zcard等。

与Set相比，Sorted Set增加了一个权重参数score，使得集合中的成员可以按score进行排序。

来源：https://www.cnblogs.com/leosyn1998/p/12598342.html