Redis基础 - 技术栈

1 Redis概述

Redis英文官网：https://redis.io/

Redis中文官网：http://www.redis.cn/

1.1 诞生

Redis最初是由Salvatore Sanfilippo开发的，现在由Redis Labs公司维护和支持。Redis使用ANSI C编写，可以运行在各种操作系统上，包括Linux、Windows、Mac OS X等。

1.2 简介

Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务，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。

Redis是一个开源的内存数据结构存储系统，它支持多种数据结构，如字符串、哈希表、列表、集合 等。Redis的主要特点是速度快、灵活性高、可扩展性好、并且支持持久化。

1.3 主要应用场景

缓存：Redis最常见的用途是作为缓存层。由于Redis将数据存储在内存中，读取速度非常快，可以显著降低数据库的负载压力。通过将经常访问的数据缓存到Redis中，可以提高应用程序的响应速度和性能。
分布式锁：Redis提供了原子性操作和分布式锁的支持，可以实现分布式环境下的互斥访问控制。通过使用Redis的SETNX（set if not exists）命令，可以实现简单有效的分布式锁，避免多个进程或线程同时修改共享资源。
计数器和排行榜：Redis支持对数据进行原子性的增减操作，可以用于实现计数器功能。例如，可以用Redis来记录网站的访问次数、用户的点赞数等。此外，Redis还可以根据分数对数据进行排序，用于构建排行榜功能。
发布/订阅：Redis支持发布/订阅模式，可以实现消息的发布和订阅机制。通过使用PUBLISH命令发布消息，以及使用SUBSCRIBE和PSUBSCRIBE命令订阅消息，可以实现实时的消息传递和广播功能。
数据持久化：Redis提供了两种数据持久化方式，分别是快照（snapshotting）和AOF（Append-Only File）。快照方式可以定期将内存中的数据保存到磁盘上，以防止服务器故障时数据丢失。AOF方式则将每个写操作追加到文件中，以实现更高的数据持久性和灵活的恢复机制。
分布式缓存：Redis支持数据的分片和集群，可以构建分布式缓存系统。通过将数据分布在多个Redis节点上，可以扩展缓存容量和吞吐量，提高系统的可用性和性能。
国内：
- 淘宝
- 新浪微博
- 腾讯微博
国外:
- github

1.4 优势

高性能：Redis 将数据存储在内存中，因此具有非常快速的读写操作。它使用了基于内存的数据结构和异步方式的 I/O 操作，使得 Redis 能够实现每秒数十万次的读写操作。
数据结构丰富：Redis 支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，每种数据结构都有丰富的操作命令。这使得 Redis 不仅仅是一个简单的键值存储系统，还可以用于解决更复杂的问题。
持久化支持：Redis 提供了两种持久化方式，分别是快照（snapshotting）和日志（append-only file）。快照可以在指定时间间隔内将内存中的数据保存到磁盘上，而日志则可以将每次写操作追加到文件中，以便在重启时重新执行这些操作。这样可以确保即使出现故障或断电，数据也不会丢失。
高可用性：Redis 支持主从复制和哨兵机制。通过主从复制，可以将主节点的数据复制到多个从节点上，实现数据的备份和读写分离。而哨兵机制可以监控 Redis 实例的状态，并在主节点故障时自动将一个从节点切换为新的主节点，保证系统的高可用性。
分布式支持：Redis Cluster 是 Redis 提供的分布式解决方案，它可以将数据分散存储在多个节点上，实现数据的水平扩展和负载均衡。Redis Cluster 使用哈希槽（hash slot）来划分数据，每个节点负责一部分哈希槽，从而实现数据的分片存储和并行处理。
应用场景广泛：由于 Redis 具有高性能、丰富的数据结构和灵活的特性，它在很多场景下都可以发挥作用。例如，缓存系统、消息队列、计数器、排行榜、实时数据分析等都是 Redis 的常见应用场景。

2 Redis的下载与安装

2.1 下载

下载官网：Redis版本下载官网

选择下载版本：

2.2 安装

将下载的压缩包解压至自己的安装目录下即可完成安装

2.3 启动

注意：该窗口启动成功后，若后续需使用Redis，则该窗口不可关闭

在该窗口下输入Redis命令进行操作

Redis在线命令测试器：http://try.redis.io

Redis命令大全：http://www.redis.cn/commands.html

3 Redis的五大数据类型

3.1 String（字符串）

3.1.1 特点

存储单个值

3.1.2 使用场景

适用于存储单个值的场景，如缓存、计数器、分布式锁等。

3.1.3 常用命令

c 复制代码

//存入键值对
set key value

//获取键对应的值
get key

c 复制代码

//查看当前库的所有数据
keys *

c 复制代码

//判断key是否存在，存在返回1，不存在返回0
EXISTS key

//查看key对应的value的字符串长度
STRLEN key

c 复制代码

//追加value到key所对应的value之后
APPEND key value

//追加，key存在的话，拼接'+'，返回总长度
 APPEND key , value

c 复制代码

//指定key对应的value的数据自增1，返回结果
incr key

//指定key对应的value的数据自减1，返回结果
decr key

c 复制代码

//设置key对应的value指定时间内过期
setex key timeout value 

//获取剩余时间 
ttl key

3.2 Hash（哈希）

3.2.1 特点

键值对存储、无序。

3.2.2 使用场景

适用于存储对象或实体的属性信息，以及需要按照键进行快速查找的场景。常见的应用包括缓存对象、存储用户信息、存储配置信息等。

3.2.3 常用命令

c 复制代码

//添加hash
hset key hashkey hashvalue

//获取hash中 hashkey对应的hashvalue
hget key hashkey  

//获取hash中所有的hashkey hashvalue
hgetall key 

//获取指定hash中的所有key
hkeys hashkey

//获取指定hash中的所有value
hvals hashvalue

c 复制代码

//获取指定hash的长度
hlen key 

//判断hashkey是否存在于指定的hash，存在返回1，不存在返回0
HEXISTS key hashkey

//根据hashkey 删除hash对象的键值对 
hdel  key hashkey

3.3 List（列表）

3.3.1 特点

有序、可重复。

3.3.2 使用场景

适用于需要保持元素顺序、允许重复元素的场景。常见的应用包括消息队列、任务队列、记录操作日志等。

3.3.3 常用命令

c 复制代码

//新增一个集合
127.0.0.1:6379> lpush list v1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush list v2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush list v3
(integer) 3

//查询list的所有元素值
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"

//批量添加集合元素
127.0.0.1:6379> lpush list1 v1 v2 v3 v4 v5
(integer) 5

127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "v5"
2) "v4"
3) "v3"
4) "v2"
5) "v1"

注意：list集合元素在添加时，先添加后显示，后添加先显示

c 复制代码

//往列表的左边添加数据
127.0.0.1:6379> lpush list v4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"
4) "v1"

//往列表的右边添加数据 
127.0.0.1:6379> rpush list v0
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"
4) "v1"
5) "v0"

//弹出最左边的元素 
127.0.0.1:6379> lpop list
"v4"

//弹出最右边的元素
127.0.0.1:6379> rpop list
"v0"
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"

//获取列表的长度
127.0.0.1:6379> llen list
(integer) 3

3.4 Set（集合）

3.4.1 特点

无序、不重复。

3.4.2 使用场景

适用于需要存储唯一元素且不关心元素顺序的场景。常见的应用包括关注列表、粉丝列表、标签系统等。

3.4.3 常用命令

c 复制代码

//往set集合中添加元素
127.0.0.1:6379> sadd names zhangsan lisi wangwu zhaoliu
(integer) 4

//列出集合中的元素
127.0.0.1:6379> smembers names
1) "zhaoliu"
2) "lisi"
3) "wangwu"
4) "zhangsan"

//判断某个值在不在set中
127.0.0.1:6379> sismember names zhangsan
(integer) 1
//查看集合的长度
127.0.0.1:6379> scard names
(integer) 4

//删除set集合中指定元素 
127.0.0.1:6379> srem names zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers names
1) "zhaoliu"
2) "lisi"
3) "wangwu"

//随机弹出集合中的元素
127.0.0.1:6379> spop names 1
1) "wangwu"

3.5 ZSet（有序集合）

3.5.1 特点

有序、不重复，每个元素都关联一个分数（score）。

3.5.2 使用场景

适用于需要按照分数进行排序和范围查找的场景，如排行榜、计分系统等。

3.5.3 常用命令

c 复制代码

//添加zset值
127.0.0.1:6379> zadd c 20 java
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd c 39 html
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd c 59 css
(integer) 1

//查询zset中的值（根据score倒序）
127.0.0.1:6379> zrevrange c 0 -1
1) "css"
2) "html"
3) "java"

//查询zset中的值（根据score正序）
127.0.0.1:6379> zrange c 0 -1
1) "java"
2) "html"
3) "css"

//查询zset长度
127.0.0.1:6379> zcard c
(integer) 3

//删除指定值
127.0.0.1:6379> zrem c java
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange c 0 -1
1) "html"
2) "css"