Redis学习札记

本文是Redis入门指南的阅读笔记，同事推荐的，通过本书了解到了很多Redis支持的数据结构、很多应用场景等。基本可以做到在工作中的适当情况下应用Redis。

Redis入门指南（2）

安装与配置

1. Mac上默认安装了redis，目前是3.2版本，通过redis-server命令启动redis。

字符串类型

1. Redis的所有命令（包括INCR）都是原子操作（atomic opersation），无论多少个客户端同时连接，都不会出现竞态条件。【PS：这个特性使得我们可以利用Redis实现分布式锁】
2. Redis对于键的命名并没有强制要求，但是比较好的实践是用“对象类型：对象ID：对象属性”来命名一个键，例如使用键user:1:friends来存储ID为1的用户的好友列表。【PS：对于多个单词推荐使用"."分割】
3. 使用Redis的位操作非常高效、节省内存，可以非常紧凑得存储布尔值。【PS：由于GETBIT和SETBIT的时间复杂度都是O(1)，所以读取二进制值的性能很高】
4. BITPOST命令在Redis 2.8.7引入，可以获得指定键的第一个位值是0或1的位置，并且支持限制查询的字节范围。
5. 使用SETBIT命令时，如果当前键的键值长度小于要设置的二进制位的偏移量时，Redis会自动分配内存并将键值的当前长度到指定的偏移量直接的二进制位都设置为0。例如，如果一个网站的用户ID从100000001开始，会造成10多MB的内存浪费，正确的做法是给每个用户ID扣除100000000再进行存储。

散列类型

1. 散列类型，一种键值对映射结构，字段值只能是字符串，不支持其他类型。【PS：Redis的其他数据类型同样不支持数据类型嵌套】
2. 在Redis中每个键都属于一个明确的数据类型，如通过HSET命令建立的是散列类型，通过SET命令建立的是字符串类型。使用一种数据类型的命令操作另一种数据类型的键会提示错误。【PS：例外情况是SET命令，可以覆盖已经存在的键，不论之前的键是什么数据类型】
3. HSETNX：如果某个键已经存在则不进行任何操作，否则建立新的键值对。【PS：该命令是原子操作，分布式锁的实现原语之一】

过期时间

1. 在实际开发中，可能有些数据是具有时效性的，可以使用EXPIRE命令对某个键设置过期时间（EXPIRE的单位是秒），到了这个期限Redis会自动删除它；
2. 使用SET/GETSET命令为键赋值会清除键的过期时间，使用EXPIRE命令会重新设置键的过期时间；
3. 其他只对键值操作的命令（如INCR、LPUSH、HSET、ZREM）均不会影响过期时间；
4. 典型应用场景

• 实现访问频率的限制，与时间有关的操作很容易想到使用EXPIRE命令。
• 实现缓存，为了提高网站负载能力，常常需要将一些访问频率较高但是对CPU或IO资源消耗较大的结果缓存起来，并希望这些缓存过一段时间自动过期。实际开发中会发现很难为缓存设置合理的过期时间，因此可以限制Redis能够使用的最大内存，并让Redis按照一定的规则淘汰不需要的缓存键。

Redis的排序

1. 集合类型提供了强大的集合操作命令，但是如果需要排序就要用到有序集合类型。有序集合常见的使用场景是大数据排序，例如游戏的玩家排行榜，这种很少需要使用键中的全部数据。
2. SORT命令可以对列表类型、集合类型和有序集合类型的键进行排序，并且可以完成与关系数据库中的连接查询类似的任务。SORT命令是Redis中最强大最复杂的命令，如果使用不好容易成为性能瓶颈。SORT命令的时间复杂度是O(n+m*log(m))，n表示要排序的列表中的元素个数、m表示要返回的元素个数。

• 尽可能减少待排序键中元素的数量（使N尽可能小）
• 使用LIMIT参数只获取需要的数据（使M尽可能小）
• 如果要排序的数据数量较大，尽可能使用STORE参数将结果缓存

3. BY参数，在使用SORT命令的时候，可以用BY参数指定按照对象的某个属性进行排序。参考键虽然支持散列类型，但是“*”智能在“->”符号签名（即键名部分）才有用，在“->”符号之后会被当做字段名本身而不会作为占位符被替换；

Redis的应用场景

1. 缓存
2. 任务队列：Redis的列表类型，有LPUSH和RPOP命令可以实现队列。如果要实现任务队列，只需要让生产者将任务使用LPUSH命令加入到某个键中，另一边让消费者不断地使用RPOP命令从键中取出任务即可。
3. “发布-订阅”模式：包含发布者和订阅者两种角色。订阅者可以订阅一个或者多个频道（channel），而发布者可以向指定的频道发消息。发布者命令是：PUBLISH，订阅者命令是SUBSCRIBE。
4. Redis中的管道，通过减少客户端与Redis的通信次数来提高吞吐量。

Redis的持久化

Redis支持两种持久化方式，一种是RDB方式（快照：根据指定的规则“定时”将内存中的数据存储在硬盘上），另一种是AOF方式（在每次执行命令后都将命令本身记录下来）。Redis允许同时开启RDB和AOF。

哨兵

在一个典型的一主多从的Redis系统中，从数据库在整个系统中起到了数据冗余备份和读写分离的作用。当主数据库遇到异常中断服务后，开发者可以通过手动的方式选择一个从数据库升格为主数据库，以便系统能够继续服务，但是这个过程需要人工介入。

Redis 2.8提供了哨兵，用于自动化实现上述过程，哨兵的主要功能有二：（1）监控主数据库和从数据库是否正常运行；（2）主数据库出现故障时自动将从数据库转换为主数据库。