Redis介绍

什么是Redis

Redis是用C语言开发的一个开源（BSD许可）的高性能键值对（key-value）内存数据库，可以用作数据库、缓存和消息中间件。它是一种NoSQL（NOT-Only Sql，泛指非关系型数据库）数据库

• 性能优秀，数据在内存中，读写速度非常快，支持并发10W QPS
• 单进程单线程，是线程安全的，采用IO多路复用
• 丰富数据类型：字符串（strings），散列（hashes），列表（lists），集合（sets），有序集合（sorted sets） 等
• 支持数据持久化，可以将内存中数据保存在磁盘中，重启时加载
• 主从复制

Redis应用场景

• 内存数据库（登录信息、购物车信息、用户浏览记录等）
• 缓存服务器（商品数据、广告数据等等）（最多使用）
• 解决分布式集群架构中的 session 分离问题（ session 共享）
• 任务队列（秒杀、抢购、12306等等）
• 分布式锁的实现
• 支持发布订阅的消息模式
• 应用排行榜(有序集合)
• 网站访问统计
• 数据过期处理（可以精确到毫秒）

Redis安装启动(单机)

Redis没有官方的Windows版本，建议在Linux系统上安装运行

Linux下安装启动

安装

Redis的官网为redis.io，在官网上可以获取最新的版本

下载解压

$ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.5.tar.gz
$ tar xzf redis-5.0.5.tar.gz

进入目录、编译

$ cd redis-5.0.5
$ make

编译完成的二进制文件是在src目录下，其中redis-server为服务端程序，redis-cli为客户端程序

安装

还可以通过make install命令安装到指定目录，通过PREFIX指定安装目录

$ make install PREFIX=/usr/local/redis

命令说明

• redis-server：启动 redis 服务
• redis-cli：进入 redis 命令客户端
• redis-benchmark： 性能测试的工具
• redis-check-aof： aof 文件进行检查的工具
• redis-check-dump： rdb 文件进行检查的工具
• redis-sentinel： 启动哨兵监控服务

启动

启动Redis的命令为redis-server，运行安装目录下的redis-server

$ /usr/local/redis/bin/redis-server

关闭ctrl+c，这种方式启动，我们的连接窗口关闭，Redis也会关闭，我们会希望它在后台一直运行着，就需要后端启动

后端启动（守护进程启动）‘

1）从解压文件中redis-5.0.5复制redis.conf配置文件到安装目录下的bin目录

$ cp /root/redis-5.0.5/redis.conf /usr/local/redis/bin/ 

2）修改redis.conf配置文件

$ vim redis.conf

# 将`daemonize`由`no`改为`yes`
daemonize yes
# 默认绑定的是回环地址，默认不能被其他机器访问
# bind 127.0.0.1
# 是否开启保护模式，由yes该为no
protected-mode no

3）启动redis-server服务

./redis-server redis.conf 

4）关闭服务

./redis-cli shutdown

命令行客户端

启动客户端的命令是redis-cli，它有两个参数

• -h：redis服务器的ip地址（默认为127.0.0.1）

• -p：redis实例的端口号（默认为6379）

./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 

Windows安装

虽然官方并没有Windows版本，但是Microsoft有开发和维护64位的Redis，下载地址为https://github.com/microsoftarchive/redis/releases

这里下载Redis-x64-xxx.zip并解压，进入解压后的目录，以下命令是启动redis

redis-server redis.windows.conf

客户端连接为

redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379

Redis数据结构及操作命令

Redis是通过key-value的格式来存储数据的，key是二进制安全的字符串，其中value是支持多种数据类型的，我们需要了解和掌握如下5种数据类型

• 字符串（String）：二进制安全的字符串，可以是字符串、整数或浮点数
• 散列（Hash）：一个String类型的field和value的映射表，适合存储对象
• 列表（List）：字符串列表，按插入顺序排序
• 集合（Set）：字符串无序集合，去重
• 有序集合（Sorted Set，zset）：与Set相同，不同的是根据score排序

字符串（String）

命令

set/get 赋值/取值

语法

# 赋值
SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
# 取值 
GET key
# 设置新值，返回旧值
GETSET key value

• EX seconds：键过期时间
• PX milliseconds：为键设置毫秒级过期时间
• NX：键必须不存在才可以设置成功，用于添加
• XX：键必须存在，才可以设置成功，用于更新

示例：

127.0.0.1:6379> set test 123
OK
127.0.0.1:6379> get test
"123"

incr/incrby/decr/decrby 数值增减

当value值为整数时，才可以使用数值增减命令，incr/decr为增加/减少1，incrby/decrby为增加/减少具体的数值，数值的增减是原子操作

127.0.0.1:6379> set counter 100
OK
127.0.0.1:6379> incr counter
(integer) 101
127.0.0.1:6379> incrby counter 20
(integer) 121
127.0.0.1:6379> decr counter
(integer) 120
127.0.0.1:6379> decrby counter 10
(integer) 110

mset/mget 同时设置/获取多个键值

在单个命令中设置/获取多个键值是可以减少延迟的

127.0.0.1:6379> mset k1 10 k2 20 k3 30
OK
127.0.0.1:6379> mget k1 k2 k3
1) "10"
2) "20"
3) "30"

使用场景

• 常规的key-value缓存

• 计数：微博数、粉丝数等

• 应用INCR原子计数生产全局唯一id或单号

散列（Hash）

命令

hset/hget/hmset/hmget 设置/取值

# 设置一个字段值
HSET key field value 
# 设置多个字段值
HMSET key field value [field value ...]
# 字段不存在时赋值
HMSETNX key field value
# 获取一个字段值
HGET key field 
# 获取多个字段值
HMGET key field [field ...] 
# 获取所有字段值
HGETALL key

127.0.0.1:6379> hmset user name zou age 23
OK
127.0.0.1:6379> hset user location Guangzhou
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget user name
"zou"
127.0.0.1:6379> hgetall user
1) "name"
2) "zou"
3) "age"
4) "23"
5) "location"
6) "Guangzhou"

hincrby 增加数字

# 增加数字
HINCRBY key field increment 

127.0.0.1:6379> hincrby user age 1
(integer) 24

其他命令

# 判断字段是否存在
HEXISTS key field
# 只获取字段名
HKEYS key
# 只获取字段值
HVALS key
# 获取字段数量
HLEN key
# 获取所有字段和值
HGETALL key

String和Hash的区别

Hash类型适合存储那些对象数据，特别是对象属性经常发生【增删改】操作的数据。 String类型也可以存储对象数据，将Java对象转成json字符串或序列化进行存储，这种存储适合【查询】操作

使用场景

• 存储结构化数据对象，如用户信息、商品信息

列表（List）

Redis的列表是链表结构的，可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表两端添加元素，或者获得列表的某一个片段

列表类型内部是使用双向链表（double linked list）实现的，所以向列表两端添加元素的时间复杂度为0(1) ，获取越接近两端的元素速度就越快。这意味着即使是一个有几千万个元素的列表，获取头部或尾部的10条记录也是极快的

命令

lpush/rpush 添加新元素到列表

# 列表的左端添加元素
LPUSH key value [value ...]
# 列表的右端添加元素
RPUSH key value [value ...]

127.0.0.1:6379> lpush list:1 1 2 3 
(integer) 3 
127.0.0.1:6379> rpush list:1 4 5 6 
(integer) 3 

lrange 获取列表片段

获取列表中的某一片段，返回start、stop之间的所有元素（包含两端的元素），索引从0开始，索引可以是负数，表明从结尾开始计数：所以-1是最后一个元素，-2是列表的倒数第二个元素

LRANGE key start stop

127.0.0.1:6379> lrange  list:1 0 2 
1) "2" 
2) "1" 
3) "4"

lpop/rpop 从列表两端弹出元素

从列表两端弹出一个元素，会分两步完成：

• 第一步是将列表左边的元素从列表中移除
• 第二步是返回被移除的元素值

LPOP key
RPOP key

127.0.0.1:6379>lpop list:1 
"3“ 
127.0.0.1:6379>rpop list:1 
"6“

其他命令

# 获取列表中元素的个数
LLEN key
# 删除列表中指定个数的值
# - 当count>0时， LREM会从列表左边开始删除。
# - 当count<0时， LREM会从列表后边开始删除。
# - 当count=0时， LREM删除所有值为value的元素
LREM key count value
# 获取指定索引的元素值
LINDEX key index
# 只保留列表指定片段,指定范围和lrange一致
LTRIM key start stop
# 向列表中插入元素
LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value
# 将元素从一个列表转移到另一个列表中
RPOPLPUSH source destination

使用场景

• 各种列表：关注列表、粉丝列表、评论
• 消息队列，可以利用Lists的PUSH操作，将任务存在Lists中，然后工作线程再用POP操作将任务取出执行
• 利用LRANGE可以很方便的实现list内容分页的功能
• 取最新N个数据的操作

集合（Set）

Set是字符串的无序集合，其中的数据是不重复且没有顺序，集合类型的常用操作是向集合中加入或删除元素、判断某个元素是否存在等，由于集合类型的Redis内部是使用值为空的散列表实现，所有这些操作的时间复杂度都为 0(1)，Redis 还提供了多个集合之间的交集、并集、差集的运算

命令

sadd/srem 添加/删除元素

SADD key member [member ...]
SREM key member [member ...]

127.0.0.1:6379> sadd set a b c 
(integer) 3 
127.0.0.1:6379> sadd set a 
(integer) 0 
127.0.0.1:6379> srem set c d 
(integer) 1 

smembers 获取所有元素

SMEMBERS key 

127.0.0.1:6379> smembers set 
1)  "b" 
2)  "a”

sismember 判断元素是否在集合中

# 判断元素是否在集合中, 返回1为在，0为不在
SISMEMBER key member

127.0.0.1:6379>sismember set a 
(integer)  1 
127.0.0.1:6379>sismember set h 
(integer)  0 

sdiff/sinter/sunion 差集/交集/并集运算命令

• SDIFF - 集合的差集运算 A-B：属于A并且不属于B的元素构成的集合

  SDIFF key [key ...] 
  

  127.0.0.1:6379> sadd setA 1 2 3
  (integer) 3
  127.0.0.1:6379> sadd setB 2 3 4
  (integer) 3
  127.0.0.1:6379> sdiff setA setB
  1) "1"
  127.0.0.1:6379> sdiff setB setA
  1) "4"
  

• SINTER - 集合的交集运算 A ∩ B：属于A且属于B的元素构成的集合

  SINTER key [key ...]
  

  127.0.0.1:6379> sinter setA setB
  1) "2"
  2) "3"
  

• SUNION - 集合的并集运算 A ∪ B：属于A或者属于B的元素构成的集合

  SUNION key [key ...]
  

  127.0.0.1:6379> sunion setA setB
  1) "1"
  2) "2"
  3) "3"
  4) "4"
  

其它命令

# 获得集合中元素的个数
SCARD key
# 从集合中随机弹出一个元素
SPOP key

使用场景

• 需要去重的列表
• 提供了求交集、并集、差集等操作，可以非常方便的实现如共同关注、共同喜好、二度好友等功能

有序集合（Sorted Set，zset）

有序集合（Sorted Set，zset）在Set集合类型的基础上，有序集合类型为集合中的每个元素都关联一个分数(score) ，这使得我们不仅可以完成插入、删除和判断元素是否存在在集合中，还能够获得分数最高或最低的前N个元素、获取指定分数范围内的元素等与分数有关
的操作

SortedSet和List的区别

相似点

• 二者都是有序的，List是按数据插入顺序，SortedSet是根据score自然排序
• 二者都可以获得某一范围的元素

区别

• 列表类型是通过链表实现的，获取靠近两端的数据速度极快，而当元素增多后，访问中间数据的速度会变慢
• 有序集合类型使用散列表实现，所有即使读取位于中间部分的数据也很快
• 列表中不能简单的调整某个元素的位置，但是有序集合可以（通过更改分数实现）
• 有序集合要比列表类型更耗内存

命令

zadd/zrem 添加/删除元素

ZADD key score member [score member ...]
ZREM key member [member ...] 

127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 80 zhangsan 89 lisi 94 wangwu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 97 lisi
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zrem scoreboard lisi
(integer) 1

zrange/zrevrange 获取范围元素列表

获得排名在某个范围的元素列表。

• ZRANGE：按照元素分数从小到大的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素）
• ZREVRANGE：按照元素分数从大到小的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素）

# 如果需要获得元素的分数的可以在命令尾部加上 WITHSCORES 参数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

127.0.0.1:6379> zrange scoreboard 0 2
1) "zhangsan"
2) "wangwu"
3) "lisi“
127.0.0.1:6379> zrevrange scoreboard 0 2
1) "lisi"
2) "wangwu"
3) "zhangsan“

zscore 获取元素的分数

ZSCORE key member

127.0.0.1:6379> zscore scoreboard lisi
"97"

其它命令

# 获得指定分数范围的元素
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] 
# 增加某个元素的分数
ZINCRBY key increment member
# 获得集合中元素的数量
ZCARD key
# 获得指定分数范围内的元素个数
ZCOUNT key min max
# 按照排名范围删除元素
ZREMRANGEBYRANK key start stop
# 按照分数范围删除元素
ZREMRANGEBYSCORE key min max
# 获取元素的排名 
# - ZRANK：从小到大
# - ZREVRANK：从大到小
ZRANK key member
ZREVRANK key member

使用场景

• 存放一个有序的并且不重复的集合列表

• 排行榜相关，取TOP N操作

通用命令

keys 返回满足规则键值

# 返回满足规则的key-value
KEYS pattern

127.0.0.1:6379> keys k*
1) "k1"
2) "k3"
3) "k2"
4) "key"

del 删除

DEL key [key ...] 

127.0.0.1:6379> del k1 k2 k3
(integer) 3

exists 是否存在

EXISTS key [key ...]

127.0.0.1:6379> exists test
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists mytest
(integer) 0

expires 生存时间设置（重要）

Redis在实际的使用过程中，更多的是作为缓存，而缓存的数据一般都是要设置生存时间的，到期后数据自动销毁

# 设置过期时间（单位：秒）
EXPIRES key seconds  
# 设置过期时间（单位：毫秒）
PEXPIRES key milliseconds 
# 查看key剩余的生存时间
TTL key
PTTL key
# 清除生存时间
PERSIST key

127.0.0.1:6379> expire test 5
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl test
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ttl test
(integer) -2
127.0.0.1:6379> get test
(nil)

rename 重命名

RENAME key newkey

127.0.0.1:6379> keys *
1) "counter"
127.0.0.1:6379> rename counter coounter_new
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "coounter_new"

type 查看数据类型

TYPE key

redis 127.0.0.1:6379> type addr
string
redis 127.0.0.1:6379> type myzset2
zset
redis 127.0.0.1:6379> type mylist
list