1、什么是Redis
Redis是R emote D ictionary Server(远程数据服务)的缩写，由意大利人 antirez(Salvatore Sanfilippo萨尔瓦托桑菲利波) 开发的一款 内存高速缓存数据库，该软件使用C语言编写，它的数据模型为 key-value。
它支持丰富的数据结构，比如 string list（ 双向链表 ） hash（哈希） set（集合） sorted set（zset 有序集合 **），**可持久化（保存数据到磁盘中），保证了数据安全
Redis是一个Nosql 非关系数据库， key => value 键值对。
2、业务使用场合
**① [Sort Set]**排行榜应用，取top n操作，例如sina微博热门话题（取最热的前10个话题）
**② [List]**获得最新N个数据 或 某个分类的最新数据
**③ [String]**计数器应用
**④ [Set]**sns(social network site)获得共同好友
**⑤ [Set]**防攻击系统(ip判断)黑白名单等等
3、安装与配置Redis
官方网址：https://redis.io/
github: https://github.com/antirez/redis
准备redis服务器，更改IP以及主机名称，在hosts绑定IP与主机，时间同步，安装必备软件
bash
hostnamectl set-hostname redis && bash
nmcli c m ens160 ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.194.138/24 ipv4.gateway 192.168.194.2 ipv4.dns 223.5.5.5 connection.autoconnect yes
nmcli c up ens1601、安装方式
可以通过yum方式在线安装，也可以通过源码编译方式安装
bash
# 先安装epel-release源
dnf install -y https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/epel-release-latest-$(rpm -E '%{rhel}').noarch.rpm安装必要的依赖
bash
sudo dnf install -y gcc make gcc-c++ tcl wget tar这里，采用源码编译方式安装：
bash
第一步：找到对应的安装包资源，使用wget命令下载，这里安装的7.4.0版本。
安装包资源地址：https://download.redis.io/releases/
第二步：上传Redis到Linux系统中
wget https://download.redis.io/releases/redis-7.4.0.tar.gz
第三步：配置=>编译=>安装
tar -zxvf redis-7.4.0.tar.gz
cd redis-7.4.0
make -j$(nproc)
make PREFIX=/usr/local/redis install安装成功后，Redis 的可执行文件将被安装到 /usr/local/redis
查看安装目录下Redis中有哪些文件
1、redis-server
作用：Redis 的主服务进程，负责启动数据库、处理客户端请求、管理数据存储等。
说明：这是 Redis 的核心程序。所有其他功能（如 Sentinel、AOF/RDB 检查）都复用这个二进制文件，通过不同启动方式实现不同功能。
2、redis-cli
作用：Redis 命令行客户端工具。
用途：
-
连接 Redis 服务器并执行命令（如 SET key value、GET key）。
-
管理服务器（如 SHUTDOWN 关闭服务、INFO 查看状态）。
-
调试和测试（如 MONITOR 实时查看命令流）。
bash
redis-cli ping # 返回 PONG 表示服务正常
bash
redis-cli # 进入交互式命令行3、redis-benchmark
作用：Redis 性能压测工具。
用途：模拟大量客户端并发请求，测试 Redis 的吞吐量（QPS）、延迟等性能指标。
示例：
bash
redis-benchmark -q -n 100000 -c 50 # 发送 10 万次 SET/GET 请求，50 并发4、redis-check-aof（符号链接 → redis-server）
作用：检查和修复 AOF（Append-Only File） 持久化文件。
用途：
-
当 AOF 文件因意外崩溃损坏时，用此工具尝试修复。
-
会扫描 AOF 文件并重建合法的命令序列。
使用方式：
bash
redis-check-aof --fix /var/lib/redis/appendonly.aof5、redis-check-rdb（符号链接 → redis-server）
作用：检查 RDB（Redis Database） 快照文件的完整性。
用途：
-
验证 RDB 文件是否损坏。
-
可解析 RDB 文件内容（需配合 --dump 等参数）。
使用方式：
bash
redis-check-rdb /var/lib/redis/dump.rdb6、redis-sentinel（符号链接 → redis-server）
作用：Redis 高可用（HA）组件，用于监控主从实例、自动故障转移。
用途：
-
监控 Redis 主节点是否宕机。
-
自动将从节点提升为主节点（Failover）。
-
通知客户端新的主节点地址。
注意：需单独配置 sentinel.conf 文件启动。
🔍 为什么有些是符号链接？
Redis 通过 同一个二进制文件（redis-server） 根据启动时的 程序名（argv[0]） 判断运行模式：
-
如果以 redis-sentinel 启动 → 运行 Sentinel 模式
-
如果以 redis-check-aof 启动 → 运行 AOF 检查模式
-
其他情况 → 默认运行 Redis 服务器模式
这样设计可以减少磁盘占用，避免重复代码。
|-----------------|-------|--------------|
| 文件名 | 类型 | 功能说明 |
| redis-server | 可执行文件 | Redis 主服务 |
| redis-cli | 可执行文件 | 命令行客户端 |
| redis-benchmark | 可执行文件 | 性能压测工具 |
| redis-check-aof | 符号链接 | AOF 文件修复工具 |
| redis-check-rdb | 符号链接 | RDB 文件检查工具 |
| redis-sentinel | 符号链接 | 高可用监控与故障转移组件 |
2、修改配置
bash
sudo mkdir -p /usr/local/redis/conf
cd /root/redis-7.4.0
sudo cp redis.conf /usr/local/redis/conf/
# 修改配置
sudo vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
88： bind 127.0.0.1 -::1 --> bind 0.0.0.0
310： daemonize no --> daemonize yes 设置为后台运行
# 添加redis到环境变量
sudo vim /etc/profile
export PATH="$PATH:/usr/local/redis/bin"
source /etc/profile
#过量使用内存设置为0！在低内存环境下，后台保存可能失败
sudo vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory = 1 # 允许Redis申请更多的内存资源
sysctl -p说明：
vm.overcommit_memory
这个参数是 linux 系统在分配内存时的一种策略控制，直接关系到 Redis 这样的应用能不能顺利启动、正常运行。
默认值为0：系统会根据当前内存使用情况、总内存和交换空间的比例，"评估"是否允许分配内存。如果它"觉得"你分配太多内存了，就拒绝了，
哪怕物理内存其实还够。Redis 启动时会尝试申请大量内存，比如它的最大内存限制值（maxmemory），即使暂时还没用到。
这时 linux 系统"评估"你内存不够，就会阻止 Redis 启动，报错：
参数值设为 1：系统不管三七二十一，你说要分配内存，它就答应。哪怕内存其实根本不够，它也会先允许你申请下来。
如果设置为 1，系统允许进程分配"看起来够但实际上不够"的内存。如果很多程序都这么做，等真正用内存时可能会爆掉系统（内存溢出或 OOM）。
但 Redis 一般是可你可控的服务，设置 maxmemory 限制总量就没事。
Redis 推荐设置 vm.overcommit_memory = 1，就是为了避免系统"瞎担心内存不够"导致 Redis 启动失败。
3、启动Redis
bash
#查看版本
redis-cli -v
#启动
redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
#查看服务进程
ps -ef | grep redis
封装redis.service脚本（使用这个配置文件是为了让systemctl来启动redis）
bash
sudo vim /etc/systemd/system/redis.service
[Unit]
Description=redis-server
After=network.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
配置未完成以后，以后我们就可以直接使用systemctl start redis来实现redis启动操作。
pkill redis-server
systemctl start redis
配置服务文件的参数说明
bash
[Unit]
# 服务的简要描述，会显示在 systemctl status 等命令的输出中
Description=redis-server
# 指定该服务在哪些目标之后启动
# network.target 表示在网络功能就绪后再启动 Redis，确保绑定 IP 时网络已可用
After=network.target
[Service]
# 进程启动类型
# forking 表示 ExecStart 启动的进程会 fork 出一个子进程作为主进程，然后父进程退出
# Redis 默认配置 daemonize yes 时就是这种模式，systemd 会跟踪 fork 出的子进程
Type=forking
# 启动服务时执行的命令
# /usr/local/redis/bin/redis-server 是 Redis 可执行文件
# /usr/local/redis/conf/redis.conf 是配置文件路径
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
# 为服务设置独立的 /tmp 和 /var/tmp 临时目录
# 服务只能访问自己的临时文件，其他服务的临时文件对它是不可见的，增强安全性
PrivateTmp=true
[Install]
# 定义该服务在哪个运行级别下被启用
# multi-user.target 表示多用户命令行模式
# 执行 systemctl enable redis-server 时，会创建软链接到该 target 的 wants 目录
WantedBy=multi-user.target补充说明 ：这个配置要求 Redis 配置文件中的 daemonize 必须设置为 yes，因为 Type=forking 配合的就是后台守护进程模式。如果改成 Type=simple，则需要设置 daemonize no，让 Redis 在前台运行
4、6379端口
Redis数据库服务的默认TCP端口号
5、命令行客户端简单使用
redis属于c/s架构软件，telnet可以连接redis，没有本身redis-cli更加好用
① 简单的数据操作
string类型：字符串类型、文本类型，用于保存文本信息
bash
# redis-cli
127.0.0.1:6379 > set name devops
OK
127.0.0.1:6379 > get name
"devops"
② 查看操作语法帮助
bash
# 127.0.0.1:6379 > help
# 127.0.0.1:6379 > help set
③ 系统状态信息
bash
# 127.0.0.1:6379 > info 
④ 退出
bash
# 127.0.0.1:6379 > quit
4、数据结构类型操作
格式：set key value
1、key（键名）
内存：NoSQL数据库，存储形式，键值对，类似身份证（不能重复，必须唯一）
key的命名规则不同于一般语言，键盘上除了空格、\n换行符外其他的大部分字符都可以使用。
但是像"my key"和"mykey\n"这样包含空格和换行的key是不允许的。
注意：
- key不要太长。占内存，查询慢。
- key不要太短。像u:1000:pwd:123456 就不如 user:1000:password:123456可读性好
| 命令 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|
KEYS |
KEYS pattern |
（线上慎用） 查找匹配模式的所有键。如 KEYS user:*。 |
DEL |
DEL key [key ...] |
删除一个或多个键。 |
EXISTS |
EXISTS key |
检查键是否存在。 |
EXPIRE |
EXPIRE key seconds |
给键设置过期时间（秒）。 |
TTL |
TTL key |
查看键的剩余过期时间（秒）。 |
TYPE |
TYPE key |
返回键存储的数据类型。 |
RENAME |
RENAME oldkey newkey |
重命名键。 |
SCAN |
SCAN cursor MATCH pattern |
（生产推荐） 迭代遍历键，不会阻塞服务器。 |
2、string
string是redis最基本的类型
redis的string可以包含任何数据。包括jpg图片 base64或者序列化的对象
| 命令 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|
SET |
SET key value |
设置键值，可附加EX(秒)、PX(毫秒)、NX(不存在才设)等参数。 |
GET |
GET key |
获取键的值。 |
INCR / DECR |
INCR key |
将值解析为整数并加1/减1，常用于计数。 |
APPEND |
APPEND key value |
向已有字符串值末尾追加内容。 |
SETNX |
SETNX key value |
仅当键不存在时 设置值，用于分布式锁。 |
典型场景：缓存对象、计数器、分布式锁。
3、list
key value(value1,value2,value3)
list类型其实就是一个双向链表。通过push（进，就是添加）,pop（出，就是删除）操作从链表的头部或者尾部添加删除元素
这使得list既可以用作栈，也可以用作队列
同一端进出，先进后出，后进先出 ==> 栈（相当于有底的木桶）
一端进，另外一端出，先进先出 ==> 队列 （相当于水管，两端开口，模拟日上生活中的排队）
字符串链表，有序可重复，支持两端操作。
| 命令 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|
LPUSH / RPUSH |
LPUSH key value |
从左/右端插入元素。 |
LPOP / RPOP |
LPOP key |
从左/右端弹出元素。 |
LRANGE |
LRANGE key start stop |
获取指定索引范围的元素（0 -1表示全部）。 |
LLEN |
LLEN key |
返回列表长度。 |
LTRIM |
LTRIM key start stop |
修剪列表，仅保留指定范围的元素。 |
典型场景：消息队列、最新动态时间轴。
4、set
作用：求交集、并集、差集！！！
redis的set是string类型的无序集合。集合里不允许有重复的元素
set元素最大可以包含(2的32次方-1)个元素。
关于set集合类型除了基本的添加删除操作，其他常用的操作还包含集合的取并集(union)，交集(intersection)，差集(difference)。通过这些操作可以很容易的实现sns中的好友推荐功能。
|------------------|-----------------------|------------------------------------|
| 操作 | 含义 | 示例 |
| 并集（Union） | A ∪ B：A 和 B 中所有不重复的元素 | A={1,2,3}, B={3,4,5} → {1,2,3,4,5} |
| 交集（Intersection） | A ∩ B：同时在 A 和 B 中的元素 | → {3} |
| 差集（Difference） | A - B：在 A 中但不在 B 中的元素 | → {1,2} |
A − B = A − (A ∩ B)
就是：集合 A 对集合 B 的差集，等于从 A 中去掉 A 与 B 的交集部分。
字符串的无序集合，唯一性，支持集合运算。
| 命令 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|
SADD |
SADD key member |
添加一个或多个成员。 |
SREM |
SREM key member |
移除一个或多个成员。 |
SMEMBERS |
SMEMBERS key |
（慎用，元素多时会阻塞） 返回集合所有成员。 |
SISMEMBER |
SISMEMBER key member |
判断成员是否在集合中。 |
SINTER |
SINTER key1 key2 |
返回多个集合的交集。 |
SUNION |
SUNION key1 key2 |
返回多个集合的并集。 |
SPOP |
SPOP key [count] |
随机移除并返回集合中的一个或多个元素。 |
典型场景：点赞用户集合、共同好友计算、抽奖系统。
5、zset（Sorted Set）
和set一样，zset（Sorted Set）也是string类型元素的集合 => 有序集合，元素不允许重复
不同的是每个元素都会关联一个权值（分值）。
通过权值可以有序的获取集合中的元素，可以通过score值进行排序
类似Set但每个成员关联一个分数 (Score)，用于排序，成员唯一。
| 命令 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|
ZADD |
ZADD key score member |
添加带分数的成员。 |
ZRANGE |
ZRANGE key start stop |
按索引范围（分数从低到高）返回成员。 |
ZREVRANGE |
ZREVRANGE key start stop |
按索引范围（分数从高到低）返回成员。 |
ZRANGEBYSCORE |
ZRANGEBYSCORE key min max |
按分数范围返回成员。 |
ZREM |
ZREM key member |
移除成员。 |
ZRANK |
ZRANK key member |
返回成员的排名（分数从低到高）。 |
ZINCRBY |
ZINCRBY key increment member |
增加成员的分数。 |
典型场景：实时排行榜、延迟队列。
6、hash（哈希）
作用：使用redis不仅可以做缓存，还可以做数据库，除了可以使用string，还可以使用hash结构，比string压缩效率和使用效率更高。
hash存储数据和关系型数据库（mysql），存储的一条数据的结构极为相似
键值对集合，适合存储对象，可单独操作字段。
| 命令 | 语法示例 | 说明 |
|---|---|---|
HSET |
HSET key field value |
设置一个或多个字段值。 |
HGET |
HGET key field |
获取单个字段的值。 |
HGETALL |
HGETALL key |
（慎用） 获取所有字段和值。 |
HDEL |
HDEL key field |
删除一个或多个字段。 |
HINCRBY |
HINCRBY key field increment |
将字段的整数值增加指定量。 |
HEXISTS |
HEXISTS key field |
检查字段是否存在。 |
HKEYS / HVALS |
HKEYS key |
获取所有字段名 / 获取所有字段值。 |
HEXPIRE |
HEXPIRE key seconds FIELDS num field |
（Redis 7.4新特性） 为Hash中的单个字段设置过期时间。 |
典型场景：存储用户信息、购物车、文章元数据。
快速记忆与总结
| 数据类型 | 核心特点 | 关键记忆口诀 |
|---|---|---|
| String | 键值对 | 万物皆可字符串，计数锁存全靠它。 |
| List | 有序可重 | 头尾能推能弹，时间线队列自然来。 |
| Set | 无序唯一 | 去重点赞加好友，交集并集算关系。 |
| ZSet | 有序唯一带分数 | 分数决定排位赛，排行榜上显神通。 |
| Hash | 字段值对 | 对象存储省空间，字段更新最灵活。 |
这些命令都可以通过使用 help @数据类型来查看帮助语法
5、数据持久化操作
Redis的持久化，简单说就是把内存中的数据保存到硬盘上，防止服务器重启或宕机后数据全部丢失。
Redis本身是一个基于内存的数据库，读写极快，但内存的数据一断电就没了。持久化就是为了解决这个"易失性"问题。
Redis官方提供了两种主要的持久化机制，它们可以单独使用，也可以组合使用。
1. RDB（Redis DataBase）快照
原理是什么？
RDB 的原理是快照 。你可以把它理解为：在某个特定时刻，给 Redis 的整个内存数据拍一张照片，然后把这张照片保存为一个压缩的二进制文件（dump.rdb）。
它的核心触发机制是fork() + 写时复制：
-
Redis 调用
fork()函数，创建一个子进程。 -
此时，父子进程共享同一块内存数据。
-
子进程开始遍历内存数据，并将其写入硬盘的临时文件。
-
在此期间，主进程 （父进程）依然可以处理客户端的读写请求。当有写入操作时，操作系统会利用写时复制机制，只为被修改的那一小部分内存数据创建副本，父子进程大部分数据依然共享，因此内存占用不会瞬间翻倍。
-
子进程写完后，用临时文件替换掉旧的 RDB 文件，完成持久化。
优点与缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 文件紧凑，恢复极快 ：适合做灾难恢复 和冷备份。 | 数据丢失窗口大：如果两次快照之间宕机了，这段时间的写操作就彻底丢了。 |
对性能影响小 ：主进程只负责 fork 和接收请求，磁盘 I/O 全交给子进程。 |
fork 瞬间可能阻塞 ：如果内存数据非常大（几十 GB），fork 创建子进程的瞬间耗时较长，可能导致 Redis 短暂卡顿。 |
2. AOF（Append Only File）日志
原理是什么？
AOF 的原理是记录每次写操作的日志。它不是记录最终的数据状态，而是记录"数据是怎么被修改的"这个过程。
它的工作流程是：
-
Redis 执行一条写命令（例如
SET name zhangsan）。 -
Redis 先将这条命令追加写入 AOF 缓冲区。
-
根据配置的刷盘策略，将缓冲区里的命令写入磁盘的 AOF 文件末尾。
优点与缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
数据更安全 ：可以做到最多丢失 1 秒的数据（如果配置为 everysec）。 |
文件体积大：AOF 文件记录的是过程，比 RDB 的压缩快照要大得多。 |
| 可读性好：AOF 文件里就是纯文本的 Redis 命令，误操作后甚至可以直接修改文件来恢复数据。 | 恢复速度慢 ：宕机重启时，需要把 AOF 里的命令一条条重放一遍，比直接加载 RDB 文件要慢很多。 |
💡 关于刷盘策略的补充
AOF 提供了三种刷盘配置，需根据业务安全级别权衡：
appendfsync always：每写一条命令刷一次盘。最安全但最慢，基本不用于生产环境。
appendfsync everysec：每秒刷一次盘。生产标配，平衡了性能与安全，最多丢 1 秒数据。
appendfsync no：由操作系统决定何时刷盘。最快但不安全。
3. 混合持久化（Redis 4.0+ 的默认选择）
由于 RDB 和 AOF 各有优劣，从 Redis 4.0 开始引入了混合持久化模式。
原理是什么？
它结合了两者的优点：在 AOF 重写时，先以 RDB 格式写入当前内存的快照，再把重写期间的增量写命令以 AOF 格式追加在后面。
这样，生成的文件前半部分是压缩的二进制快照（RDB），后半部分是文本日志（AOF）。
优势
-
恢复速度快：大部分数据用 RDB 快照加载，速度接近 RDB。
-
数据丢失少：快照之后的那部分日志是 AOF 格式，保证了数据安全性。
选型总结对比
| 机制 | 文件体积 | 恢复速度 | 数据安全性 | 默认文件 |
|---|---|---|---|---|
| RDB | 小 | 极快 | 较差（丢得多） | dump.rdb |
| AOF | 大 | 慢 | 较好（丢得少） | appendonly.aof |
| 混合持久化 | 中等 | 快 | 好 | appendonly.aof（内容混合） |