Linux——redis

非关系型数据库 -- redis

基本特性：

redis一共有16个库
redis使用键值对完成数据存储
每一个库当中可以保存固定数量的键值对
redis 的默认端口是6379
redis支持的值的类型非常丰富，支持目前最为流行的json 也支持自定义数据类型
redis数据的读写都直接的发生在内存中
redis支持AOF 和 RDB 两种方式持久化，将内存中的数据写入指定文件以实现持久化
redis 支持哨兵模式，对于redis 进程进行监控，一旦出现问题可以尝试恢复redis服务进程
redis自带集群模式，自动形成redis集群，自动划分每一个库维护的键值对数量
丰富的开发语言支持

|---------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 差别点 | mysql | redis |
| 数据存储 | 1. mysql 关系型数据库在写入数据时，一般以直接将数据写入磁盘 2. 关系型数据库一般以数据表（二维表）形式存储， 3. 存储值的类型区别较大，mysql 主要处理的值的类型可以分为字符型、数值型、时间日期、二进制型 | 1、数据优先写入到内存中，再通过某些方式同步到数据文件中 2、redis 可以通过两种方式将内存中数据写入系统文件 3、 redis 在进行数据存储以键值对形式存储数据，不论哪种类型的数据，redis都是通过键来完成数据处理 4、 redis 支持字符串、列表、集合等，对于编程支持较好的语言。 |
| 数据存储限制 | mysql 数据以数据表的格式进行存储，数据存储几乎没有上限 | redis 数据一共有16个库，每一个库独立进行数据存储，每一个库以一个数据槽对应一组键值对的方式进行数据存储，而对于单个redis实例或者整个redis集群，数据槽（slot）的数量是固定。 |
| 扩展功能 | 关系型数据库集群的水平扩展或者集群管理，一般需要结合额外的数据库管理服务实现。比如：mha、 | redis 自带集群管理和监控功能，可以实现自动failover 故障转移 |
| 数据备份和恢复 | 可以按照备份的方式分为：冷备份热备份逻辑备份物理备份全量备份增量备份等 | 对于redis 而言，数据的备份就是以数据持久化来实现。 |

适用场景：

数据缓存
数据复制
sessions 管理
快速数据处理

使用行业：

金融服务

游戏

医保

零售

一、安装

[root@bogon ~]# dnf module list redis 
Last metadata expiration check: 2:42:31 ago on Fri 30 Aug 2024 12:35:20 PM CST.
CentOS Stream 9 - AppStream
Name                           Stream                          Profiles                            Summary                                                    
redis                          7                               common [d]                          Redis persistent key-value database                        

Hint: [d]efault, [e]nabled, [x]disabled, [i]nstalled
[root@bogon ~]# dnf -y install redis 
Last metadata expiration check: 2:43:18 ago on Fri 30 Aug 2024 12:35:20 PM CST.
Dependencies resolved.
==============================================================================================================================================================
 Package                            Architecture                        Version                                  Repository                              Size
==============================================================================================================================================================
Installing:
 redis                              x86_64                              6.2.7-1.el9                              appstream                              1.3 M

Transaction Summary
==============================================================================================================================================================
Install  1 Package

Total download size: 1.3 M
Installed size: 4.7 M
Downloading Packages:
redis-6.2.7-1.el9.x86_64.rpm                                                                                                  2.1 MB/s | 1.3 MB     00:00    
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Total                                                                                                                         822 kB/s | 1.3 MB     00:01     
Running transaction check
Transaction check succeeded.
Running transaction test
Transaction test succeeded.
Running transaction
  Preparing        :                                                                                                                                      1/1 
  Running scriptlet: redis-6.2.7-1.el9.x86_64                                                                                                             1/1 
  Installing       : redis-6.2.7-1.el9.x86_64                                                                                                             1/1 
  Running scriptlet: redis-6.2.7-1.el9.x86_64                                                                                                             1/1 
  Verifying        : redis-6.2.7-1.el9.x86_64                                                                                                             1/1 

Installed:
  redis-6.2.7-1.el9.x86_64                                                                                                                                    

Complete!
[root@bogon ~]# systemctl enable --now redis
redis-sentinel.service  redis.service           
[root@bogon ~]# systemctl enable --now redis.service 
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/redis.service → /usr/lib/systemd/system/redis.service.
[root@bogon ~]# ss -anput | grep redis
tcp   LISTEN    0      511                 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*    users:(("redis-server",pid=3551,fd=6))                                            
tcp   LISTEN    0      511                     [::1]:6379             [::]:*    users:(("redis-server",pid=3551,fd=7))                                            
[root@bogon ~]# redis-cli ping
PONG

redis 一般可以作为a、关系型数据的缓存加速服务部署 b、作为应用数据库

而redis所有的数据以键值对的形式存储，下面简单了解redis数据操作语句。

redis-cli指令一般默认连接 127.0.0.1 的 6379 端口，通过 -h 和 -p 选项可以连接其他ip和端口的redis服务端

二、指令

1.ping 不属于数据操作语句验证数据库是否运行

root@bogon ~]# ss -anput | grep redis
tcp   LISTEN 0      511                 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*    users:(("redis-server",pid=3551,fd=6))                                            
tcp   LISTEN 0      511                     [::1]:6379             [::]:*    users:(("redis-server",pid=3551,fd=7))                                            
[root@bogon ~]# redis-cli ping
PONG
[root@bogon ~]# systemctl stop redis
[root@bogon ~]# redis-cli ping
Could not connect to Redis at 127.0.0.1:6379: Connection refused

2.keys 列出键

[root@bogon ~]# systemctl start redis
[root@bogon ~]# redis-cli 
127.0.0.1:6379> ping 
PONG
127.0.0.1:6379> keys  *
(empty array)

3.del 删除键

基于不同数据类型，对应的语句

redis社区版支持一下数据类型，企业版数据支持更加丰富

String - 字符串

Hash - 哈希值

List - 列表

Set - 集合

Sorted set - 有序集合

Stream - 数据流一个特殊形式的字符串，只能在字符串的末尾新增，类似于日志文件

Bitmap - 位映射一种比较特殊的字符串，可以对字符串进行位运算

Bitfield - 可以从bit位进行字符串数据的批量操作

Geospatial - 地理基于经纬度实现定位

字符串, 最大不超过512m

4.set key value 键值对的生存时间

127.0.0.1:6379> set bike diamon
OK
127.0.0.1:6379> keys * 
1) "bike"
127.0.0.1:6379> set bike1 value1 ex 10				// 设定键的生存时间
OK
127.0.0.1:6379> keys * 
1) "bike"
2) "bike1"
127.0.0.1:6379> get bike1
"value1"
127.0.0.1:6379> keys * 
1) "bike"
127.0.0.1:6379> set bike1 value1 nx		// 如果键不存在，则创建新的键值对，
// 如果存在的话，不做任何事退出
OK
127.0.0.1:6379> get bike1
"value1"
127.0.0.1:6379> set bike1 value1 nx
(nil)
127.0.0.1:6379> set bike1 value2 nx
(nil)
127.0.0.1:6379> get bike1
"value1"
127.0.0.1:6379> set bike2 value2 nx
OK
127.0.0.1:6379> set bike1 value3 xx		// 如果键存在，则更新值
// 如果键不存在，不会创建新的键
OK
127.0.0.1:6379> get bike1
"value3"
127.0.0.1:6379> keys *
1) "bike"
2) "bike2"
3) "bike1"
127.0.0.1:6379> set bike3 aab xx 
(nil)
127.0.0.1:6379> keys *
1) "bike"
2) "bike2"
3) "bike1"

5.mset 一次性设置多个键值对为键值对可以调整的参数与单个键值对创建的参数一致

127.0.0.1:6379>  mset bike:1 "Deimos" bike:2 "Ares" bike:3 "Vanth"
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "bike"
2) "bike1"
3) "bike2"
4) "bike:1"
5) "bike:3"
6) "bike:2"

6.INCR INCRBY 自增，注意此时字符串的字符一般为数字字符

127.0.0.1:6379> set counter 0
OK
127.0.0.1:6379> get counter
"0"
127.0.0.1:6379> incr counter
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get counter
"1"
127.0.0.1:6379> incrby counter 5
(integer) 6
127.0.0.1:6379> get counter
"6"

三、列表处理

redis每一个列表最多保存 2^32 - 1 (4,294,967,295)

添加元素：lpush rpush

移除元素: rpop lpop

获取列表长度: llen

移动列表元素到新列表: lmove

获取列表元素：lrange

控制列表元素数量：ltrim

127.0.0.1:6379> LPUSH queue1 user1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LPUSH queue1 user2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> LPUSH queue1 user3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> RPOP queue1
"user1"
127.0.0.1:6379> RPOP queue1
"user2"
127.0.0.1:6379> RPOP queue1
"user3"
127.0.0.1:6379> keys queue1
(empty array)
127.0.0.1:6379> keys *
1) "bike:1"
2) "bike1"
3) "bike2"
4) "bike:2"
5) "bike:3"
6) "counter"
7) "bike"
127.0.0.1:6379> RPUSH queue2 user1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> RPUSH queue2 user2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> RPUSH queue2 user3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> rpop queue2 
"user3"
127.0.0.1:6379> RPUSH queue2 user3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpop queue2
"user1"
127.0.0.1:6379> lpop queue2
"user2"
127.0.0.1:6379> llen queue2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LRANGE queue2 0 -1
1) "user3"
127.0.0.1:6379> LRANGE queue2 0 -1
1) "user3"
127.0.0.1:6379> lpush queue2 user2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush queue2 user1
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LRANGE queue2 0 -1
1) "user1"
2) "user2"
3) "user3"
127.0.0.1:6379> del queue
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lmove queue2 newqueue left left 
"user1"
127.0.0.1:6379> lrange queue2 0 -1
1) "user2"
2) "user3"
127.0.0.1:6379> lrange newqueue 0 -1
1) "user1"
127.0.0.1:6379> lpush queue2 user1
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange newqueue 0 -1
1) "user1"
127.0.0.1:6379> rpush queue2 user4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> rpush queue2 user5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> rpush queue2 user6
(integer) 6
127.0.0.1:6379> LRANGE queue2 0 -1
1) "user1"
2) "user2"
3) "user3"
4) "user4"
5) "user5"
6) "user6"
127.0.0.1:6379> LRANGE queue2 0 3
1) "user1"
2) "user2"
3) "user3"
4) "user4"
127.0.0.1:6379> LTRIM queue2 0 3
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE queue2 0 -1
1) "user1"
2) "user2"
3) "user3"
4) "user4"

四、集合

集合（不包括重复元素的列表，但是集合本身是无序的【集合内元素的顺序不重要】）

127.0.0.1:6379> SADD set1 mem1 mem2 mem3 		//设置集合
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set1 3		// 显示集合内所有元素
1) "mem3"
2) "mem2"
3) "mem1"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set1 5      // 长度大于集合本身大小 不会报错
1) "mem3"
2) "mem2"
3) "mem1"
127.0.0.1:6379> SCARD set1					// 获取集合长度
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set1 3		// 获取集合长度后，再查看集合内所有元素
1) "mem3"
2) "mem2"
3) "mem1"
127.0.0.1:6379> SREM set1 mem1				// 从集合中移除一个元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set1 3
1) "mem3"
2) "mem2"
127.0.0.1:6379> SISMEMBER set1 mem1     // 判断元素是否属于集合
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SISMEMBER set1 mem3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD set2 mem3 mem1 mem6 			
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set1 3
1) "mem3"
2) "mem2"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set2 3
1) "mem3"
2) "mem6"
3) "mem1"
127.0.0.1:6379> SINTER set1 set2			// 两个集合相同元素
1) "mem3"
127.0.0.1:6379> SADD set2 mem3 mem2 	// 重复添加相同元素时，集合内元素数量不增加
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set2 4		
1) "mem3"
2) "mem2"
3) "mem6"
4) "mem1"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER set1 4
1) "mem3"
2) "mem2"
127.0.0.1:6379> SDIFF set1 set2			// set1 对 set 2 求差集 结果为0
(empty array)
127.0.0.1:6379> SDIFF set2 set1			//set2 对 set1 求差集 有两个元素 
1) "mem6"
2) "mem1"

有序集合

可以根据集合元素的分数设置排序的集合，注意集合内元素的顺序根据分数排序，只有分数相同的情况下，才会基于值的字典顺序排序。

适用于：

线上游戏，基于分数排名
速率限制，基于请求次数排序，限制异常高频访问

127.0.0.1:6379> ZADD sset1 60 tom 70 amy 32 ss
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZRANDMEMBER sset1 3
1. "amy"
2. "tom"
3. "ss"
  127.0.0.1:6379> ZRANDMEMBER sset1 3 withscores
4. "amy"
5. "70"
6. "tom"
7. "60"
8. "ss"
9. "32"
  127.0.0.1:6379> ZADD sset1 67 amy 60 john // 更新amy分数同时john的分数
  // 与tom相同，按照字典排序
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> ZRANDMEMBER sset1 5
10. "amy"
11. "tom"
12. "john"
13. "ss"
  127.0.0.1:6379> ZRANDMEMBER sset1 5 withscores
14. "amy"
15. "67"
16. "tom"
17. "60"
18. "john"
19. "60"
20. "ss"
21. "32"
  127.0.0.1:6379> ZRANGE sset1 0 -1 withscores // 升序列出所有
22. "ss"
23. "32"
24. "john"
25. "60"
26. "tom"
27. "60"
28. "amy"
29. "67"
  127.0.0.1:6379> ZREVRANGE sset1 0 -1 withscores // 降序列出所有
30. "amy"
31. "67"
32. "tom"
33. "60"
34. "john"
35. "60"
36. "ss"
37. "32"
  127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE sset1 30 60 withscores //分数在30-60 的元素
38. "ss"
39. "32"
40. "john"
41. "60"
42. "tom"
43. "60"
  127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE sset1 50 60 withscores // 分数在50-60的元素
44. "john"
45. "60"
46. "tom"
47. "60"
  127.0.0.1:6379> ZRANK sset1 amy // 指定元素升序排名
  (integer) 3
  127.0.0.1:6379> ZREVRANK sset1 amy // 指定元素降序排名
  (integer) 0 // 排名从零开始
  127.0.0.1:6379> ZINCRBY sset1 30 ss // zadd直接调整现有分数ZINCRBY 在现有分数上做加法
  "62"
  127.0.0.1:6379> ZRANGE sset1 0 -1
48. "john"
49. "tom"
50. "ss"
51. "amy"
  127.0.0.1:6379> ZRANGE sset1 0 -1 withscores
52. "john"
53. "60"
54. "tom"
55. "60"
56. "ss"
57. "62"
58. "amy"
59. "67"

四、数据流

类似于只能新增的日志，redis会给数据流的每一个单独的信息设置唯一的ID，基于id对数据流信息进行处理，

使用场景：

事件追踪：用户操作比如说鼠标点击
传感器监控：读取设备信息
用户提醒：不同用户的提示信息，可以保存到不同的数据流中

XADD 新增数据流信息

XREAD 读取数据流信息

XRANGE 两个信息ID之间一共有多少个消息

XLEN 数据流的完整长度

每一个消息ID默认基于时间生成，所有ID值不同是正常的

127.0.0.1:6379> XADD game_event * player player1 speed  150km/h  rank 1
"1725247886395-0"					// 第一条消息ID
127.0.0.1:6379> XADD game_event * player player2 speed  100km/h  rank 2
"1725247898840-0"
127.0.0.1:6379> XADD game_event * player player3 speed  99km/h  rank 3
"1725247913980-0"
127.0.0.1:6379> XADD game_event * player player4 speed  94km/h  rank 4
"1725247923881-0"
127.0.0.1:6379> XRANGE game_event 1725247886395-0 + 	//从第一条信息输出所有
1) 1) "1725247886395-0"
   2) 1) "player"
      2) "player1"
      3) "speed"
      4) "150km/h"
      5) "rank"
      6) "1"
2) 1) "1725247898840-0"
   2) 1) "player"
      2) "player2"
      3) "speed"
      4) "100km/h"
      5) "rank"
      6) "2"
3) 1) "1725247913980-0"
   2) 1) "player"
      2) "player3"
      3) "speed"
      4) "99km/h"
      5) "rank"
      6) "3"
4) 1) "1725247923881-0"
   2) 1) "player"
      2) "player4"
      3) "speed"
      4) "94km/h"
      5) "rank"
      6) "4"
127.0.0.1:6379> XLEN game_event		//查看game_event 存储多少条记录
(integer) 4

127.0.0.1:6379> XRANGE game_event 1725247886395-0 + COUNT 2		// 从第一条消息开始，只显示两条
1) 1) "1725247886395-0"
   2) 1) "player"
      2) "player1"
      3) "speed"
      4) "150km/h"
      5) "rank"
      6) "1"
2) 1) "1725247898840-0"
   2) 1) "player"
      2) "player2"
      3) "speed"
      4) "100km/h"
      5) "rank"
      6) "2"

127.0.0.1:6379> XREAD count 10 BLOCK 300 STREAMS game_event $     // 从game_event 中读取10次，如果没有新的写入，则阻塞300ms， $ 可以替换为消息ID $ 代表的是指定数据流的最后一个信息
// 将上一条指令的$替换为player2的消息ID ，则从player2 下一条消息开始输出
127.0.0.1:6379> XREAD count 100 BLOCK 300 STREAMS game_event 1725247898840-0
1) 1) "game_event"
   2) 1) 1) "1725247913980-0"
         2) 1) "player"
            2) "player3"
            3) "speed"
            4) "99km/h"
            5) "rank"
            6) "3"
      2) 1) "1725247923881-0"
         2) 1) "player"
            2) "player4"
            3) "speed"
            4) "94km/h"
            5) "rank"
            6) "4"

五、地理空间

使用经纬度表示地理位置，先写经度（-180~180）再写维度（-90~90）。

东经为正西经为负北纬为正南纬为负

127.0.0.1:6379> GEOADD site1 -122.27652 37.805186 station:1			//site1 坐标1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GEOADD site1 -122.2674626 37.8062344 station:2			//site1 坐标2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GEOADD site1 -122.2469854 37.8104049 station:3			//site1 坐标3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GEOSEARCH site1 FROMLONLAT -122.2612767 37.7936847 BYRADIUS 5 km WITHDIST    //site1 距离给定坐标5千米的点位，同时返回每个点位距离给定坐标的具体距离
1) 1) "station:1"
   2) "1.8523"
2) 1) "station:2"
   2) "1.4979"
3) 1) "station:3"
   2) "2.2441"