Redis7

Redis7入门概述

作者：antirez Github

博客

Remote Dictionary Server(远程字典服务)是完全开源的，使用ANSIC语言编写遵守BSD协议，是一个高性能的Key-Value数据库提供了丰富的数据结构，例如String、Hash、List、Set、SortedSet等等。数据是存在内存中的，同时Redis支持事务、持久化、LUA脚本、发布/订阅、缓存淘汰、流技术等多种功能特性提供了主从模式、Redis Sentinel和Redis Cluster集群架构方案

Redis是一种缓存技术

  1. 分布式缓存，挡在mysql数据库之前的带刀护卫
  2. 内存存储和持久化(RDB+AOF)， 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
  3. 高可用架构搭配
  4. 缓存穿透、击穿、雪崩
  5. 分布式锁
  6. 队列
  7. 排行版+点赞
  8. …

数据库遵循 2(写)- 8(读)原则，为了让这两个保持平衡，我们使用redis缓存，将8(读)进行降低。

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与传统数据库关系(mysql)

  1. Redis是key-value数据库(NoSQL一种)，mysql是关系数据库

  2. Redis数据操作主要在内存，而mysql主要存储在磁盘

  3. Redis在某一些场景使用中要明显优于mysql，比如计数器、排行榜等方面

  4. Redis通常用于一些特定场景，需要与Mysql一起配合使用

  5. 两者并不是相互替换和竞争关系，而是共用和配合使用

优势

  1. 性能极高 - Redis能读的速度是110000次/秒,写的速度是81000次/秒
  2. Redis数据类型丰富，不仅仅支持简单的key-value类型的数据
  3. 同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储
  4. Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中
  5. 重启的时候可以再次加载进行使用
  6. Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份

下载

官网：www.redis.cn

github：Release 7.2.4 · redis/redis (github.com)

文档资料：

  1. 源码地址：https://github.com/redis/redis
  2. 在线测试：https://try.redis.io
  3. 命令参考：http://doc.redisfans.com

版本号第二位如果是奇数，则为非稳定版本 如2.7、2.9、3.1

版本号第二位如果是偶数，则为稳定版本 如2.6、2.8、3.0、3.2

当前奇数版本就是下一个稳定版本的开发版本，如2.9版本是3.0版本的开发版本

安装

  1. 下载获得redis-7.0.0.tar.gz后将它放入我们的Linux目录/opt

    opt文件夹寻找方法：

    1. ctrl + alt + t 打开终端
    2. cd …/ 返回上一层目录
    3. cd …/ 返回上一层目录
    4. ls 就能看到opt

  2. /opt目录下解压redis

    tar -zxvf redis-7.0.0.tar.gz

  3. 进入 redis文件夹

  4. 在redis中执行 make && make install，make可能需要下载，按照终端提示就行

  5. 默认安装目录：在opt同级文件夹下的 usr/local/bin

    1. redis-benchmark:性能测试工具，服务启动后运行该命令，看看自己本子性能如何
    2. redis-check-aof: 修复有问题的AOF文件，rdb和aof后面讲
    3. redis-check-dump: 修复有问题的dump.rdb文件
    4. redis-cli: 客户端，操作入口
    5. redis-sentinel: redis集群使用
    6. Redis服务器启动命令
    7. redis-server:

  6. 将默认的redis.conf拷贝到自己定义好的一个路径下，比如/myredis

  7. 修改/myredis目录下redis.conf配置文件做初始化设置

    redis.conf配置文件，改完后确保生效，记得重启，记得重启

    使用vim修改

    vim打开操作：vim 需要打开的文件夹

    vim查找操作：/查找的字符串，查到之后按回车，然后通过n查找下一个，N查找上一个

    vim插入操作：i，修改完毕之后使用esc退出

    vim退出操作：:wq!

    1. 默认daemonize no 改为 daemonize yes
    2. 默认protected-mode yes 改为 protected-mode no
    3. 默认bind 127.0.0.1 改为 直接注释掉(默认bind 127.0.0.1只能本机访问)或改成本机IP地址，否则影响远程IP连接
    4. 添加redis密码 改为 requirepass 你自己设置的密码

启动服务

  1. 使用/myredis中修改完的配置文件启动redis

    redis-server /myredis/redis7.conf

    ps -ef|grep redis|grep -v grep

  2. 连接服务

    redis- server /myredis/redis.conf // 启动服务端

    redis-cli -a 密码 -p 端口 // 连接服务

  3. 设置KV键值对

    set k1 helloword

    get k1

删除Redis

  1. 停止所有redis服务

    ps -ef|grep redis|grep -v grep // 查看redis服务

    redis-cli shutdown // 关闭服务

    ps -ef|grep redis|grep -v grep // 查看是否关闭

  2. 删除usr/local/lib目录下与redis相关的所有文件

    ls -l /usr/local/bin/redis-* // 查看对应目录下所有redis开头的文件

    rm -rf /usr/local/bin/redis-* // 删除对应目录先所有redis开头的文件

Redis的10大数据类型

官网查阅：Commands | Docs (redis.io)

类型：

redis字符串—String

string是redis最基本的类型，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

redis列表—List

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到列表的头部（左边）或者尾部（右边）

它的底层实际是个双端链表，最多可以包含 2^32 - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)

redis哈希表—Hash

Redis hash 是一个 string 类型的 field（字段） 和 value（值） 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。

Redis 中每个 hash 可以存储 2^32 - 1 键值对（40多亿）

redis集合—Set

Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据，集合对象的编码可以是 intset 或者 hashtable。

Redis 中Set集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。

集合中最大的成员数为 2^32 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)

redis有序集合—ZSet

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。

zset集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。 集合中最大的成员数为 2^32 - 1

redis地理空间—GEO

Redis GEO 主要用于存储地理位置信息，并对存储的信息进行操作，包括

添加地理位置的坐标。

获取地理位置的坐标。

计算两个位置之间的距离。

根据用户给定的经纬度坐标来获取指定范围内的地理位置集合

redis基数统计—HyperLogLog

HyperLogLog 是用来做基数统计的算法，HyperLogLog 的优点是，在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定且是很小的。

在 Redis 里面，每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基 数。这和计算基数时，元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。

但是，因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数，而不会储存输入元素本身，所以 HyperLogLog 不能像集合那样，返回输入的各个元素。

redis位图—bitmap

由0和1状态表现的二进制位的bit数组

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redis位域—bitfield

通过bitfield命令可以一次性操作多个比特位域(指的是连续的多个比特位)，它会执行一系列操作并返回一个响应数组，这个数组中的元素对应参数列表中的相应操作的执行结果。

说白了就是通过bitfield命令我们可以一次性对多个比特位域进行操作。

redis流—Stream

Redis Stream 主要用于消息队列（MQ，Message Queue），Redis 本身是有一个 Redis 发布订阅 (pub/sub) 来实现消息队列的功能，但它有个缺点就是消息无法持久化，如果出现网络断开、Redis 宕机等，消息就会被丢弃。

简单来说发布订阅 (pub/sub) 可以分发消息，但无法记录历史消息。

而 Redis Stream 提供了消息的持久化和主备复制功能，可以让任何客户端访问任何时刻的数据，并且能记住每一个客户端的访问位置，还能保证消息不丢失

redis常用命令

命令 描述
keys * 查看当前库中的所有key
exists key 判断某个key是否存在
type key 查看你的key是什么类型
del key 删除指定的key数据
unlink key 非阻塞删除，仅仅将keys充keysspace元数据中删除
真正的删除会在后续异步中操作
ttl key 查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期
expire key(单位：秒) 为指定的key设置过期时间
move key dbindex[0-15] 将当前数据库的key移动到给定的数据库db中
select dbindex 切换数据库0-15，默认为0
dbsize 查看当前数据库key的数量
flushdb 清空当前数据库
flushall 通杀全部库

数据类型命令及落地运用

Redis命令不区分大小写，Key区分大小写

help @类型，help @String

String

  1. set key value

    set key value [NX|XX] [GET] [EX seconds|PX milliseconds|EXAT unix-time- seconds | PXAT unix- time- milliseconds |KEEPTTL ]

    SET命令有EX、PX、NX、x以及KEEPTTL五个可选参数，其中KEEPTTL为6.0版本添加的可选参数，其它为2.6.12版本添加的可选参数。

    • EX seconds:以秒为单位设置过期时间
    • Px milliseconds:以毫秒为单位设置过期时间
    • EXAT timestamp:设置以秒为单位的UNIX时间戳所对应的时间为过期时间
    • PXAT milliseconds-timestamp: 设置以毫秒为单位的UNIX时间戳所对应的时间为过期时间
    • NX:键不存在的时候设置键值
    • XX:键存在的时候设置键值
    • KEEPTTI:保留设置前指定键的生存时间
    • GET:返回指定键原本的值，若键不存在时返回nil

    SET命令使用EX、EX、NX参数，其效果等同于SETEX、PSETEX、SETNX命令。根据官方文档的描述，未来版本中SETEX、PSETEX、SETNX命令可能会被淘汰。

    EXAT，PXAT以及GET为Redis 6.2新增的可选参数

    返回值

    设置成功则返回oK;返回ni1为未执行SET命令，如不满足NX、XX条件等

    若使用GET参数，则返回该键原来的值，或在键不存在时返回nil。

    • set key value NX: 在key没有存在的时候能够设置成功，当key存在的时候无法设置成功
    • set key value XX：在key已存在的时候设置成功，不存在的时候无法设置成功
    • set key value get：在给key设置的时候，先返回key的值，然后再将value的值存入key中
    • set key value EX 10: 在设置key设置的时候，设置过期时间 EX为秒
    • set key value PX 10：在设置key设置的时候，设置过期时间 PX为毫秒
    • set key value EXAT 10：以时间戳为过期时间
    • set key value keepttl：设置key的时候，继承上一次的key设置时间

  2. get key

  3. 同时设置/获取多个键值

    • mset：同时设置多个键值对-----mset k1 v1 k2 v2
    • mget：通过获取多个值-------mget k1 k2 k3
    • msetnx：设置多个值，key必须存在才能设置成功

  4. 获取指定区间范围的值

    • getrange：获取指定字符串的特定位置的字符

      set k1 123456789

      getrange k1 0 -1 // 获取所有字符串

      getrange k1 3 8 // 获取索引在3-8之间的所有字符

    • setrange：设置指定字符串特定位置的字符串

      set k1 123456789

      settrange k1 1 xy // 将索引为1的字符替换为xy

  5. 数值增减

    • INCR key：递增数字，默认是1，INCR key 3，一次递增三
    • DECR key：递减数字，默认是1，DECR key 3，一次递减三

  6. 获取字符串长度和内容增加

    • STRLEN k1：获取k1中的字符串长度
    • APPEND k1 xxx：向k1中的字符串后面添加xxx

  7. 分布式锁：

    • 当有多个微服务同时争抢一个资源的时候可以使用redis来进行分布式锁

    命令：

    • setex key 过期时间 value，创建k-v键值对的时候设置过期时间
    • setnx key value 如果key不存在才进行创建

  8. getset 命令

    getset key value：先将key的值取出来，然后在给它赋值新值

List

本质是双端列表，左边右边都可操作，有序

  1. 插入：
    • LPUSH：从左边插入，LPUSH list1 1 2 3 4 5
    • RPUSH：从右边插入，RPUSH list2 11 22 33 44 55
  2. 遍历：
    • LRANGE KEY start stop：从左边遍历第一个参数是key，第二第三个参数是开始和结束的索引
  3. 删除
    • LPOP：从左边弹出，LPOP list1
    • RPOP：从右边弹出，RPOP list2
  4. 取元素
    • LINDEX：按照索引取元素（从上到下），LINDEX KEY index
  5. 获取list长度
    • LLEN：获取列表中元素的个数，LLEN key
  6. 删除指定元素
    • LREM key 数字N 给定值V1，删除N个值为V1的元素，如果key中值V1的个数小于N则全部删除
  7. 截取list
    • LTRIM key start stop， 截取key中位置从start 到 stop位置的元素
  8. 提取key1中的元素给key2
    • RPOPLPUSH 源列表 目的列表，将源列表右边第一个元素提到目的列表左边第一个元素
  9. 替换指定位置的元素
    • LSET key index value：将key中从左边开始算起index位置的元素替换成value
  10. 插入指定位置
    • LINSERT key before/after 已有值 插入新值：在key列表中值为已有值的前面插入新值

Hash

K不变V是一个KV键值对

  1. 设置元素
    • HSET key k1 v1 k2 v2：key是键 k1是键1
    • HMSET key k1 v2 k2 v2：同时设置多个值
    • HSETNX key k1 v1：存在则不添加，不存在则添加
  2. 获取元素
    • HGET key k1：获取key中键为k1的值
    • HMGET key k1 k2 k3：通过获取多个值
    • HGETALL key ：将key中的所有键值对遍历出来
  3. 删除元素
    • HDEL key k1：将key中键为k1的删掉
  4. 获取某个KEY中的所有键值对的数量
    • HLEN key
  5. 判断KEY中是否存在键为k1的键值对
    • HEXISTS key k1
  6. 获取某个hash中的全部key，或者全部value
    • HKEYS KEY：获取全部的键
    • HVALS KEY：获取全部的值
  7. 增加整数或小数
    • HINCRBY KEY K1 1：增加KEY的hash表中的值为K1的值加一
    • HINCRBYFLOAT KEY K1 0.1

Set

单值多values，values不重复，无序

  1. 添加元素
    • SADD KEY V1 V2 V3
  2. 遍历元素
    • SMEMBERS KEY：将KEY中的元素全部遍历出来
  3. 查询数据元素是否存在
    • SISMEMBER KEY value：判断value是否在KEY里面
  4. 删除元素
    • SREM KEY VALUE：将KEY中值为VALUE的元素删除
  5. 通过集合里面有多少个元素
    • SCARD KEY
  6. 随机获取集合中的元素，不会改变源集合
    • SRANDMEMBER KEY NUM：随机展示KEY中数量为NUM的元素
  7. 随机获取集合中的元素，会改变源集合
    • SPOP KEY NUM：随机展示KEY中数量为NUM的元素
  8. 数据迁移，将KEY中的数据迁移到KEY2中
    • SMOVE KEY1 KEY2 value：将KEY1中的value迁移到KEY2中
  9. 集合运算
    • 差集：SDIFF KEY1 KEY2：获取在KEY1中但不在KEY2中的元素
    • 并集：SUNION KEY1 KEY2：获取KEY1和KEY2的并集
    • 交集：SINTER KEY1 KEY2：获取即余数KEY1也属于KEY2的

ZSET

有序集合

在SET的基础上每一个VAL值前加一个score分数值，之前set是set K1 v1 v2 v3，现在ZSET是Zset k1 scor1e v1 score2 v2

  1. 添加元素
  • ZADD：ZADD score 10 zhang 20 li，再添加元素的时候需要给元素设置上分数
  1. 获取元素
    • 从小到大 获取元素的值：ZRANGE score 0 -1
    • 从小到大 获取元素的值和分数：ZRANGE score 0 -1 WITHSCORES
    • 从大到小 获取元素的值：ZREVRANGE score 0 -1
    • 从小到大 获取元素的值和分数：ZREVRANGE score 0 -1 WITHSCORES
    • 根据分数来获取元素：ZRANGEBYSCORE score 60 90 LIMIT 0 2，可以使用LIMIT来限制显示的个数
    • 根据分数来获取元素和分数：ZRANGEBYSCORE score 60 90 WITHSCORE 默认是 60 <= 分数 <= 90 ，如果加上小括号则表示不包含断点分数 ZRANGEBYSCORE score (60 90 WITHSCORE
  2. 获取元素分数
    • ZSCORE zset v2
  3. 获取集合中元素的个数
    • ZCARD KEY
  4. 删除集合中的元素
    • ZREM zset value
  5. 增加对应value的分数
    • ZINCRBY key increment value：给值为value的元素添加increment 分
  6. 获取指定分数段的元素的个数
    • ZCOUNT key min max
  7. 从ZET对象中第一个非空排序集中弹出一个或多个元素，他们是成员分数对
    • ZMPOP myset MIN COUNT NUM：从myset中弹出最小的元素，弹出NUM个
  8. 获取对应元素下标
    • ZRANK key values：获取values在key中的下标值 顺序
    • ZREVRANK key values：获取values在key中的下标值 逆序

BitMap位图

用于状态判断

  1. 设置状态
    • SETBIT bit1 index (0 or 1)：给bit1的index位置设置为0或1
  2. 获取状态
    • GETBIT bit1 index：获取bit1index位置的数据
  3. 获取bit的字节数
    • STRLEN bit1：获取bit1的字节数，八位一组
  4. 获取bit键里面1的个数：
    • BITCOUNT：全部键里面含有1的个数
  5. 对不同的二进制存储数据进行位运算
    • BITOP OPERATION destkey key：OPERATION运算符包括：AND OR NOT XOR

HyperLogLog基数统计

去重统计功能的基数估计算法，**不能存储数据，之鞥呢发挥去重之后的基数个数 **

基数统计：统计一个集合中不重复的元素个数，就是对集合去重复后剩余元素的计算

  1. 添加元素
    • PFADD hello1 1 3 4 5 7 9:
  2. 返回给定的HyperLogLog的基数估算值：
    • PFCOUNT key
  3. 将多个HyperLogLog合并为一个HyperLogLog
    • PFMERGE dest source1 source2

地理空间GEO

  1. 添加地理位置
    • GEOADD city 精度 维度 地点
    • 如果有乱码需要执行 redis-cli --raw命令来处理中文乱码
  2. 返回对应地理位置
    • GEOPOS city 地点1 地点2
    • 返回坐标用HASH表示：GEOHASH返回坐标用HASH表示
  3. 返回两个位置之间的距离
    • GEODITS 地点1 地点2 （m, km）
  4. 以半径为中心返回查找附近的地点
    • GEORADIUS city 经度 维度 10KM WITHDIST WITHCOORD WITHHASH COUNT
    • WITHDIST:在返回位置元素的同时， 将位置元素与中心之间的距离也一并返回。 距离的单位和用户给定的范围单位保持一致。
    • WITHCOORD:将位置元素的经度和维度也一并返回。
    • WITHHASH:以 52 位有符号整数的形式， 返回位置元素经过原始 geohash 编码的有序集合分值。 这个选项主要用于底层应用或者调试实际中的作用并不大
    • COUNT 限定返回的记录数
  5. 给定地点查找改地点周围的地点
    • GEORADIUSMEMBER city 天安门 10KM WITHDIST WITHCOORD WITHHASH COUNT