一、Redis基础
1.1Redis特性
1、速度快：Redis所有数据都是存放在内存的；Redis是用C语言实现的，更接近操作系统；Redis使用了单线程，可以预防多线程可能产生的竞争问题
2、基于键值对的数据结构服务器：Redis的值不仅可以是字符串，还可以是数据结构(String、hash、list、set、ordered set)
3、功能丰富：键过期(实现缓存)、发布订阅(实现消息系统)、Lua脚本(创造新的Redis命令)、事务、流水线(减少网络开销)
4、简单稳定：源码量少、单线程模型、无依赖第三方类库
5、客户端语言多：支持C/C++、Java、Python等主流语言
6、持久化：RDB+AOF双机制（将数据保存在硬盘中）
7、主从复制：支持数据副本同步
8、高可用与分布式：哨兵（保证Redis结点的故障发现和故障自动转移）+集群（真正的分布式实现、提供了高可用、读写和容量的扩展性）
1.2使用场景和边界
适用场景：缓存、排行榜系统、计数器、社交网络、消息队列系统
不适用场景：大规模冷数据存储(内存成本高)、复杂关系查询(无联表能力)
1.3版本选择
版本选择规则：偶数稳定(生产首选)、奇数开发
二、Redis常见数据类型
2.1通用命令
keys pattren：匹配所有符合规则的键（O(n),生成慎用）
exists key[key ...] ：判断某个key是否存在（O(1)）
del key[key ...] ：删除指定的key（O(1)）
expire key seconds ：为指定的key添加秒级过期时间（O(1)）
ttl key ：获取指定key的过期时间，秒级（O(1)）
type ：返key对应的数据类型（O(1)）
2.2 String字符串
注意：Redis中所有键的类型都是String类型
Redis内存存储字符串完全是按照二进制流的形式保存的，所以Redis不处理字符集编码问题，存储客户端传入的字符集编码
1、常见命令
set：将String类型的Value设置到key中，如果存在就会覆盖
set key value [expiration EX seconds | PX milliseconds] [NX | XX]
EX seconds------使用秒作为单位设置key的过期时间
PX miliseconds------使用毫秒为单位设置key的过期时间
NX------只在key不存在时才设置
XX------只在key存在时才设置
get：获取key对应的value，如果key不存在，返回nil；如果value的数据类型不是String会报错
get key
mget：一次性获取多个key的值，如果对应的key不存在或者对应的数据类型不是String，返回nil
mget key [key ...]
mset：一次性设置多个key的值
mset key value [key value ...]
incr：将key对应的String表示的数字+1。如果key不存在，视key对应的value是0，如果key对应的String不是一个整型或者范围超过了64位有符号整型，则报错
incr key
incrby：将key对应的String表示的数字加上对应的值。如果key不存在，则视key对应的value是0；如果key对应的String不是一个整型或者范围超过了64位有符号整型则报错
incrby key decrement
decr ：将key对应的String表示的数字减1（限制同上）
decr key
decrby ：将key对应的String表示的数字减去对应的值（限制同上）
decrby key decrement
incrbyfloat：将key对应的String表示的浮点数加上对应的值
incrbyfloat key increment
append：如果key已经存在并且是一个String，命令会将value追加到原有String的后边，如果key不存在，则效果等同于set命令
append key value
getrange：返回key对应的String的子串，由start和end确定(左右都闭)
getrange key start end
注：-1代表倒数 第一个字符，超过范围的偏移量会根据String的长度调整
setrange：覆盖字符串的一部分，从指定的偏移开始
setrange key offset value
strlen：获取key对应String的长度，当key存放的类型不是String时报错
strlen key
2、内部编码
int：8个字节的长整型
embstr：小于等于39个字节的字符串
raw：大于39字节的字符串
3、命令总结
2.3Hash哈希
字符串和哈希类型对比：
1、命令
hset：设置hash中指定的字段(field)的值(value)
hset key field value [field value ...]
hget：获取hash中指定字段的值
hget key field
hexists：判断hash中是否有指定的字段
hexists key field
hdel：删除hash中指定的字段
hdel key field [field ...]
hkeys：获取hash中的所有字段
hkeys key
hvals：获取hash中的所有值
hvals key
hgetall：获取hash中的所有字段以及对应的值
hgetall key
hmget：一次获取hash中多个字段的值
hmget key field [field ...]
hlen：获取hash中所有字段的个数
hlen key
hsetnx：在字段不存在的情况下，设置hash中的字段和值
hsetnx key field value
hincrby：将hash中字段对应的数值添加指定的值
hincrby key field increment
hincrbyfloat：hincrby的浮点数版本
hincrbyfloat key field increment
2、内部编码
ziplist（压缩列表）：当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries配置（默认512个）、 同时所有值都小于hash-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现，ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存方面比hashtable更加优秀。
hashtable（哈希表）：当哈希类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用hashtable作为哈希的内部实现
3、命令总结
2.4 List列表
1、命令
lpush：讲一个或多个元素从左侧放入（头插）到List中
lpush key element [element ...]
返回List的长度
lpushx：当key存在的时候将一个或者多个元素头插到List中，不存在的话直接返回（注意与lpush的区别）
lpush key element [element ...]
rpush：将一个或者多个元素尾插到List中
rpush key element [elelment ...]
rpushx：当key存在时，将一个或者多个元素尾插到List中
rpushx key element [element ...]
lrange：获取从start到end区间的所有元素，闭区间
lrange key start end
lpop：从 List左侧取出元素（头删）
lpop key
rpop：从List右侧取出元素（尾删）
rpop key
lindex：获取从左数第index位置的元素
lindex key index
linsert：在特定位置插入元素
linsert key <before | after> pivot element
返回插入之后的List的长度
llen：获取List长度
llen key
2、阻塞版本命令
blpop和brpop是lpop和rpop的阻塞版本，和对应非阻塞版本的作用基本一致，但是要注意以下不同之处：
（1）列表有元素：阻塞和非阻塞结果表现一致
（2）列表为空：非阻塞版本会立即返回nil，而阻塞版本会根据timeout阻塞一段时间，这段时间之内Redis可以执行其他命令，如果在这个timeout时间段中加入新元素，那么就和对应非阻塞版本的结果表现不一致
（3）命令中如果设置了多个键，会从左到右进行遍历键，一旦有一个键对应的列表中可以弹出元素就立即返回
（4）如果多个客户端同时对一个键执行pop，最先执行命令的客户端会得到弹出的元素
blpop key [key ...] timeout
brpop key [key ...] timeout
3、内部编码
ziplist（压缩列表）；linkedlist（链表）
4、命令总结
Redis中的List是一个双端队列
同侧存取（lpush+lpop 或者 rpush+rpop）为栈
异侧存取（lpush+rpop 或者 rpush+lpop）为队列
2.5 Set集合
集合的元素之间是无序的，元素不允许重复，Redis支持集合的增删查改操作也支持交、并、差集。
1、命令
sadd：将一个或者多个元素添加到Set中，重复的元素无法添加到Set中
sadd key member [member ...]
返回本次添加成功的元素个数
smembers：获取一个Set中的所有元素，元素之间是无序的
smembers key
返回所有元素的列表
sismember：判断一个元素在不在Set中
sismember key member
1表示在，0表示不在或者key不存在
scard：获取一个Set的基数，即Set中的元素个数
scard key
spop：从Set中删除并返回一个或者多个元素。（由于Set内的元素是无序的，所以取出哪个元素实际是未定义行为，可以看作是随机的）
spop key [count]
smove：将一个元素从源Set取出并放入目标Set中
smove source destination member
srem：将指定的元素从Set中删除
srem key member [member ...]
2、集合间操作
sinter：获取给定Set的交集中的元素
sinter key [key ...]
返回交集的元素
sinterstore：获取给定Set的交集中的元素并保存到目标Set中
sinterstore destination key [key ...]
返回交集的元素个数
sunion：获取给定Set的并集中的元素
sunion key [key ...]
sunionstore：获取给定Set的并集中的元素并保存在目标Set中
sunionstore destination key [key ...]
sdiff：获取给定Set的差集中的元素
sdiff key [key ...]
sdiffstore：获取给定Set差集中的元素并保存在目标Set中
sdiffstore destination key [key ...]
3、命令总结
4、内部编码
intset（整数集合）：当元素个数较少且都为整数时，内部编码为intset
hashtable（哈希表）：当元素个数超过512个/当存在元素不是整数，内部编码为hashtable
2.6 Zset集合
有序集合保留了集合不能有重复成员的特点，但不同的是，有序集合中的每个元素都有一个唯一的浮点类型的分数(score)与之关联，这样有序集合中的元素就可以维护有序性，但这个有序不是用下标作为依据而是使用这个分数的。
有序集合中的元素不能重复，但分数允许重复，类比于一次考试，每个人有唯一的分数，但分数允许相同。
1、命令
zadd：添加或者更新指定元素以及关联分数到Zset中，分数应该符合double类型，+inf/-inf作为正负极限也是合法的
zadd key [NX | XX] [GT | LT] [CH] [INCR] score member [score member ...]
返回本次添加成功的元素个数
XX：仅用于更新已经存在的元素，不会添加新元素NX：仅用于添加新元素，不会更新已经存在的元素
CH：默认情况下，zadd返回的是本次添加的元素个数，但指定这个选项之后，还会包含本次更新的元素个数
INCR：此时命令类似zincrby的效果，将元素分数加上指定的分数，此时只能指定一个元素和分数
zcard：获取一个zset的基数,即zset中元素的个数
zcard key
zcount：返回分数在min和max之间的元素个数，默认闭区间,可以使用（ 排除
zcount key min max
zrange：返回指定区间里的元素，分数按升序，带上withscores可以把分数也返回
zrange key start stop [withscores]
zrevrange：返回指定区间里的元素，分数按照降序，带上withscores可以把分数也返回
zrevrange key start stop [withscores]
zrangebyscore：返回分数在min和max之间的元素，默认闭区间，可以使用（ 排除
zrangebyscore key min max [withscores]
zpopmax：删除并返回分数最高的count个元素
zpopmax key [count]
返回分数和元素列表
bzpopmax：zpopmax的阻塞版本
bzpopmax key [key ...] timeout
zpopmin：删除并返回分数最低的count个元素
zpopmin key [count]
bzpopmin：zpopmin的阻塞版本
bzpopmin key [key ...] timeout
zrank：返回指定元素的排名，升序
zrank key member
zrevrank：返回指定元素排名，降序
zrevrank key member
zscore：返回指定元素的分数
zscore key member
zrem：删除指定的元素
zrem key member [member ...]
返回本次操作删除的元素个数
zremrangebbyrank：按照排序升序删除指定范围的元素，闭区间
zremrangebyrank key start stop
返回本次操作删除的元素个数
zremrangebyscore：按照分数删除指定范围的元素，闭区间
zremrangebyscore key min max
返回本次操作删除的元素个数
zincrby：为指定的元素的关联分数添加指定的分数值
zincrby key increment member
返回增加后元素的分数
2、集合间操作
zinterstore：求出给定有序集合中元素的交集并保存在目标有序集合中，在合并过程中以元素为单位进行合并，元素对应的分数按照不同的聚合方式和权重得到新的分数
zinterstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...] ] [aggregate <sum | min | max> ]
返回目标集合中的元素个数
zunionstore：求出给定集合中的元素的并集并保存在目标有序集合中
zunionstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...] ] [aggregate <sum | min | max> ]
返回目标集合中的元素个数
3、命令总结
4、内部编码
ziplist（压缩列表）：当元素个数较少且每个元素较小时，内部编码为ziplist
skiplist（跳表）：当元素个数超过128或者某个元素大于64字节时，内部编码为skiplist
2.7渐进式遍历
Redis使用scan命令进行渐进式遍历，解决直接使用keys获取键时可能出现的阻塞问题
scan cursor [MATCH pattern] [COUNT count] [TYPE type]
返回下一次scan的游标（cursor）以及本次得到的键
渐进式遍历scan虽然解决了阻塞问题，但是如果在遍历期间键有所变化（增加、修改、删除），可能导致遍历时键的重复遍历或者遗漏