Redis 中文学习手册
- [1.Redis 简介](#1.Redis 简介)
- [2. 安装与启动](#2. 安装与启动)
- [3. 数据类型详解](#3. 数据类型详解)
- [4. 键(key)操作](#4. 键(key)操作)
- [5. 字符串(String)](#5. 字符串(String))
- [6. 哈希(Hash)](#6. 哈希(Hash))
- [7. 列表(List)](#7. 列表(List))
- [8. 集合(Set)](#8. 集合(Set))
- [9. 有序集合(Sorted Set)](#9. 有序集合(Sorted Set))
- [10. 事务处理](#10. 事务处理)
- [11. 发布订阅](#11. 发布订阅)
- [12. 持久化配置](#12. 持久化配置)
- [13. 主从复制](#13. 主从复制)
- 主节点配置 (redis.conf)
- 从节点配置
- [14. 性能优化](#14. 性能优化)
- [15. 应用场景](#15. 应用场景)
1.Redis 简介
Redis(Remote Dictionary Server)是一个开源的、基于内存的键值存储系统,常用作数据库、缓存和消息中间件。
核心特性:
🚀 基于内存:数据存储在内存中,读写速度极快
💾 持久化:支持数据持久化到磁盘
🏗️ 多种数据结构:支持字符串、哈希、列表、集合、有序集合等
🔄 主从复制:支持数据备份和高可用
⚡ 高性能:单线程模型,避免上下文切换
📝 支持事务:保证命令的原子性执行
🔔 发布订阅:支持消息发布订阅模式
2. 安装与启动
Linux 安装
bash
# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install redis-server
# CentOS/RHEL
sudo yum install epel-release
sudo yum install redis
# 启动服务
sudo systemctl start redis
sudo systemctl enable redis
# 检查状态
sudo systemctl status redis
Windows 安装
bash
# 使用 Chocolatey
choco install redis-64
# 或下载 MSI 安装包从官网
Docker 安装
bash
# 拉取镜像
docker pull redis
# 运行容器
docker run -d --name redis-server -p 6379:6379 redis
# 带密码运行
docker run -d --name redis-server -p 6379:6379 redis redis-server --requirepass "yourpassword"
基本配置 (redis.conf)
bash
# 绑定IP地址
bind 127.0.0.1
# 端口号
port 6379
# 密码认证
requirepass your_secure_password
# 持久化设置
save 900 1 # 900秒内至少1个key变化
save 300 10 # 300秒内至少10个key变化
save 60 10000 # 60秒内至少10000个key变化
# 数据库数量
databases 16
# 日志级别
loglevel notice
3. 数据类型详解
数据类型 | 存储结构 | 特性 | 应用场景 |
---|---|---|---|
String | 字符串 | 二进制安全 | 缓存、计数器 |
Hash | 字段值对 | 适合存储对象 | 用户信息、配置 |
List | 链表 | 有序、可重复 | 消息队列、最新列表 |
Set | 集合 无序、唯一 | 标签、好友关系 | |
Sorted Set | 有序集合 | 按分数排序 | 排行榜、优先级队列 |
4. 键(key)操作
基本键操作
bash
# 设置键值(过期时间30秒)
SET key value EX 30
# 获取值
GET key
# 检查键是否存在
EXISTS key
# 删除键
DEL key1 key2 key3
# 查找匹配的键
KEYS user:* # 查找user开头的所有键
KEYS *order* # 查找包含order的键
# 设置过期时间
EXPIRE key 60 # 60秒后过期
TTL key # 查看剩余时间
# 移出过期时间
PERSIST key
# 重命名键
RENAME old_key new_key
# 获取键类型
TYPE key
键的遍历
bash
# 使用SCAN替代KEYS(避免阻塞)
SCAN 0 MATCH user:* COUNT 10
SCAN 17 MATCH product:* COUNT 20
5. 字符串(String)
基本操作
bash
# 设置值
SET username "张三"
SET page_views 100
# 获取值
GET username
# 只在键不存在时设置
SETNX new_key "value"
# 设置值并过期时间
SETEX cache_key 300 "cached_data"
# 批量操作
MSET key1 "value1" key2 "value2" key3 "value3"
MGET key1 key2 key3
数字操作
bash
# 递增操作
INCR page_views # 增加1
INCRBY page_views 5 # 增加5
# 递减操作
DECR stock_count # 减少1
DECRBY stock_count 3 # 减少3
# 浮点数操作
INCRBYFLOAT price 1.5
位操作
bash
# 用户在线状态统计
SETBIT online_status 1001 1 # 用户1001在线
SETBIT online_status 1002 0 # 用户1002离线
# 检查状态
GETBIT online_status 1001
# 统计在线用户数
BITCOUNT online_status
6. 哈希(Hash)
基本操作
bash
# 设置用户信息
HSET user:1001 name "李四" age 25 email "lisi@example.com"
# 获取单个字段
HGET user:1001 name
# 批量设置字段
HMSET user:1002 name "王五" age 30 city "北京"
# 批量获取字段
HMGET user:1001 name age email
# 获取所有字段和值
HGETALL user:1001
# 获取所有字段名
HKEYS user:1001
# 获取所有字段值
HVALS user:1001
高级操作
bash
# 删除字段
HDEL user:1001 email
# 判断字段是否存在
HEXISTS user:1001 phone
# 获取字段数量
HLEN user:1001
# 字段值递增
HINCRBY user:1001 age 1
HINCRBYFLOAT product:1001 price 0.5
# 扫描哈希(大数据量时使用)
HSCAN user:1001 0 MATCH *name* COUNT 10
7. 列表(List)
基本操作
bash
# 向左添加元素
LPUSH messages "first message"
LPUSH messages "second message"
# 向右添加元素
RPUSH messages "third message"
# 获取列表长度
LLEN messages
# 获取元素
LRANGE messages 0 -1 # 获取所有元素
LRANGE messages 0 2 # 获取前3个元素
# 弹出元素
LPOP messages # 从左弹出
RPOP messages # 从右弹出
阻塞操作
bash
# 阻塞弹出(用于消息队列)
BLPOP task_queue 30 # 阻塞30秒等待任务
BRPOP task_queue 60 # 阻塞60秒等待任务
# 应用场景:任务队列
LPUSH task_queue "task1"
LPUSH task_queue "task2"
BRPOP task_queue 0 # 0表示无限等待
高级操作
bash
# 按索引操作
LINDEX messages 0 # 获取第一个元素
LSET messages 1 "new value" # 设置指定位置元素
# 插入元素
LINSERT messages BEFORE "value" "new_value"
LINSERT messages AFTER "value" "new_value"
# 删除元素
LREM messages 2 "value" # 从前往删除2个匹配元素
LREM messages -2 "value" # 从后往前删除2个匹配元素
# 修剪列表
LTRIM messages 0 4 # 只保留前5个元素
8. 集合(Set)
基本操作
bash
# 添加元素
SADD tags "redis" "database" "cache"
# 获取所有元素
SMEMBERS tags
# 删除元素
SREM tags "cache"
# 判断元素是否存在
SISMEMBER tags "redis"
# 获取集合大小
SCARD tags
# 随机获取元素
SRANDMEMBER tags
SPOP tags # 随机弹出元素
集合运算
bash
# 用户标签示例
SADD user:1001:tags "sports" "music" "reading"
SADD user:1002:tags "music" "movies" "travel"
# 交集(共同兴趣)
SINTER user:1001:tags user:1002:tags
# 并集(所有兴趣)
SUNION user:1001:tags user:1002:tags
# 差集(用户1有但用户2没有的)
SDIFF user:1001:tags user:1002:tags
# 存储运算结果
SINTERSTORE common_tags user:1001:tags user:1002:tags
9. 有序集合(Sorted Set)
基本操作
bash
# 添加成员和分数
ZADD leaderboard 1500 "player1"
ZADD leaderboard 1800 "player2" 2000 "player3"
# 获取排名(升序)
ZRANK leaderboard "player1"
# 获取排名(降序)
ZREVRANK leaderboard "player1"
# 按分数范围获取
ZRANGEBYSCORE leaderboard 1000 2000 WITHSCORES
# 获取前3名
ZREVRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES
高级操作
bash
# 获取分数
ZSCORE leaderboard "player1"
# 递增分数
ZINCRBY leaderboard 50 "player1"
# 按排名删除
ZREMRANGEBYRANK leaderboard 0 0 # 删除最后一名
# 按分数范围删除
ZREMRANGEBYSCORE leaderboard 0 1000
# 统计分数区间成员数
ZCOUNT leaderboard 1500 2000
# 集合运算
ZUNIONSTORE total_scores 2 set1 set2 WEIGHTS 1 0.5
10. 事务处理
基本事务
bash
# 开始事务
MULTI
# 执行多个命令
SET balance:1001 500
DECRBY balance:1001 100
INCRBY balance:1002 100
# 提交事务
EXEC
# 取消事务
DISCARD
乐观锁
bash
# 监视键
WATCH balance:1001
# 开始事务
MULTI
DECRBY balance:1001 50
INCRBY balance:1002 50
# 如果balance:1001被其他客户端修改,EXEC会失败
EXEC
Lua脚本
bash
# 执行简单脚本
EVAL "return redis.call('GET', KEYS[1])" 1 user:1001
# 复杂业务逻辑
EVAL "
local current = redis.call('GET', KEYS[1])
if not current then
return nil
end
if tonumber(current) < tonumber(ARGV[1]) then
return 'insufficient_balance'
end
redis.call('DECRBY', KEYS[1], ARGV[1])
redis.call('INCRBY', KEYS[2], ARGV[1])
return 'success'
" 2 balance:1001 balance:1002 100
11. 发布订阅
基本使用
bash
# 订阅频道(客户端1)
SUBSCRIBE news notifications
# 发布消息(客户端2)
PUBLISH news "今日头条新闻"
PUBLISH notifications "系统维护通知"
# 取消订阅
UNSUBSCRIBE news
模式订阅
bash
# 订阅匹配模式的频道
PSUBSCRIBE user.* notifications.*
# 发布到匹配频道
PUBLISH user.login "用户登录事件"
PUBLISH user.logout "用户登出事件"
# 取消模式订阅
PUNSUBSCRIBE user.*
12. 持久化配置
RDB 持久化
bash
# 手动触发保存
SAVE # 阻塞保存
BGSAVE # 后台保存
# 自动保存配置
save 900 1 # 15分钟内至少1个变更
save 300 10 # 5分钟内至少10个变更
save 60 10000 # 1分钟内至少10000个变更
# RDB文件配置
dbfilename dump.rdb
dir /var/lib/redis
AOF 持久化
bash
# 开启AOF
appendonly yes
# 同步策略
appendfsync always # 每次写操作都同步
appendfsync everysec # 每秒同步(推荐)
appendfsync no # 由操作系统决定
# AOF重写
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
# 手动重写
BGREWRITEAOF
13. 主从复制
主从配置
``bash
主节点配置 (redis.conf)
requirepass master_password
masterauth slave_password
从节点配置
replicaof 192.168.1.100 6379
masterauth master_password
replica-read-only yes
复制管理
```bash
# 查看复制信息
INFO replication
# 手动设置主节点
REPLICAOF 192.168.1.100 6379
# 升级为独立节点
REPLICAOF NO ONE
# 检查同步状态
ROLE
14. 性能优化
内存优化
bash
# 内存使用信息
INFO memory
# 内存优化配置
maxmemory 2gb
maxmemory-policy allkeys-lru
# 内存碎片整理
config set activedefrag yes
性能监控
bash
# 监控命令执行
MONITOR
# 慢查询日志
slowlog-log-slower-than 10000 # 10毫秒
slowlog-max-len 128
# 查看慢查询
SLOWLOG GET 10
# 性能统计
INFO stats
INFO commandstats
连接优化
bash
# 连接池配置
maxclients 10000
timeout 300
# 连接信息
CLIENT LIST
CLIENT KILL addr ip:port
# 暂停客户端
CLIENT PAUSE 5000 # 暂停5秒
15. 应用场景
缓存场景
bash
# 缓存用户信息
SETEX user:1001:cache 300 "user_data_json"
# 缓存穿透保护
SETNX lock:user:1001 1 EX 10
# 缓存更新策略
DEL user:1001:cache
SETEX user:1001:cache 300 "new_data"
会话存储
bash
# 用户会话
SETEX session:abc123 1800 "user_data"
# 更新会话
EXPIRE session:abc123 1800
# 会话清理
DEL session:abc123
排行榜系统
bash
# 游戏分数排行
ZADD game_leaderboard 5000 "player1"
ZADD game_leaderboard 4800 "player2"
# 获取前10名
ZREVRANGE game_leaderboard 0 9 WITHSCORES
# 获取玩家排名
ZREVRANK game_leaderboard "player1"
ZSCORE game_leaderboard "player1"
消息队列
bash
# 简单队列
LPUSH task_queue "task_data"
BRPOP task_queue 30
# 延迟队列
ZADD delayed_queue 1640995200 "delayed_task"
ZRANGEBYSCORE delayed_queue 0 1640995199
限流系统
bash
# 简单限流
INCR rate_limit:user:1001
EXPIRE rate_limit:user:1001 60
# 滑动窗口限流
ZADD rate_window 1640995200 "request1"
ZREMRANGEBYSCORE rate_window 0 1640995100
ZCARD rate_window