Redis深入浅出笔记总结

1.redis五种数据类型和消息订阅
1、 Redis String数据结构
简介：String是最常用的一种数据类型，普通的key/value存储都可以归为此类

     1、set/get       
           1)设置key对应的值为String类型的value            
           2)获取key对应的值
     
     2、mget
          批量获取多个key的值，如果可以不存在则返回nil
     
     3、incr && incrby
         incr对key对应的值进行加加操作，并返回新的值;incrby加指定值
     
     4、decr && decrby(原子操作)
         decr对key对应的值进行减减操作，并返回新的值;decrby减指定值        
     
     5、setnx
         设置key对应的值为String类型的value，如果key已经存在则返回0       
     
     6、setex
         设置key对应的值为String类型的value，并设定有效期
         
     7、其他命令        
         1）getrange  获取key对应value的子字符串

         2）mset
              批量设置多个key的值，如果成功表示所有值都被设置，否则返回0表示没有任何值被设置
              
         3）msetnx，同mset，不存在就设置，不会覆盖已有的key
                     
         4）getset  设置key的值，并返回key旧的值
         
         5）append
              给指定key的value追加字符串，并返回新字符串的长度   

2、Hash数据结构

   1、Hash是一个String类型的field和value之间的映射表，
   
   2、redis的Hash数据类型的key（hash表名称）对应的value实际的内部存储结构为一个HashMap
   
   3、Hash特别适合存储对象。
       相对于把一个对象的每个属性存储为String类型，将整个对象存储在Hash类型中会占用更少内存。

   4、所存储的成员较少时数据存储为zipmap，当成员数量增大时会自动转成真正的HashMap,此时encoding为ht。

   5、运用场景：
        如用一个对象来存储用户信息，商品信息，订单信息等等。

  6、Hash命令讲解：

      1、 hset——设置key对应的HashMap中的field的value

      2、 hget——获取key对应的HashMap中的field的value

      3、 hgetall——获取key对应的HashMap中的所有field的value
  
      4、hlen--返回key对应的HashMap中的field的数量

3、List类型数据结构

   1、lpush——在key对应的list的头部添加一个元素

   2、lrange——获取key对应的list的指定下标范围的元素，-1表示获取所有元素

   3、lpop——从key对应的list的尾部删除一个元素，并返回该元素
   
   4、rpush——在key对应的list的尾部添加一个元素

   5、rpop——从key对应的list的尾部删除一个元素，并返回该元素

4、Set数据结构

   1、sadd——在key对应的set中添加一个元素

   2、smembers——获取key对应的set的所有元素

   3、spop——随机返回并删除key对应的set中的一个元素

   4、suion——求给定key对应的set并集

   5、sinter——求给定key对应的set交集

5、SortSet数据结构

   1、zadd ——在key对应的zset中添加一个元素

   2、zrange——获取key对应的zset中指定范围的元素，-1表示获取所有元素

   3、zrem——删除key对应的zset中的一个元素

   4、zrangebyscore——返回有序集key中，指定分数范围的元素列表,排行榜中运用

   5、zrank——返回key对应的zset中指定member的排名。其中member按score值递增(从小到大）；
       排名以0为底，也就是说，score值最小的成员排名为0,排行榜中运用

   set是通过hashmap存储，key对应set的元素，value是空对象
   sortset是怎么存储并实现排序的呢，hashmap存储，还加了一层跳跃表
   跳跃表：相当于双向链表，在其基础上添加前往比当前元素大的跳转链接 

6、redis消息订阅发布
简介：redis消息订阅发布讲解，基础使用，发布订阅类似于信息管道，用来进行系统之间消息解耦，类似于mq，rabbitmq、rocketmq、kafka、activemq,
主要有消息发布者和消息订阅者。比如运用于：订单支付成功，会员系统加积分、钱包进行扣钱操作、发货系统（下发商品）

   1、PUBLISH 
       将信息message发送到指定的频道channel。返回收到消息的客户端数量 

   2、SUBSCRIBE
       订阅给指定频道的信息

   3、UNSUBSCRIBE
       取消订阅指定的频道，如果不指定，则取消订阅所有的频道。
   
   redis的消息订阅发布和mq对比？
       答：redis发布订阅功能比较薄弱但比较轻量级，mq消息持久化，数据可靠性比较差，无后台功能可msgId、msgKey进行查询消息

2、 Redis和memcached和mysql之间的区别
简介：分析三者的区别和为什么越来越多的人抛弃memcached选择redis

    1、从数据库类型、数据存储方式、特殊功能讲解Redis和memcached和mysql的区别
 
    2、作为同款功能的内存缓存产品，redis和memcached各有什么优势
         内存管理机制                
             1） Memcached默认使用Slab Allocation机制管理内存，其主要思想是按照预先规定的大小，
                将分配的内存分割成特定长度的块  以存储相应长度的key-value数据记录，以完全解决内存碎
                片问题。空闲列表进行判断存储状态             
                【类似于Java虚拟机对象的分配，空闲列表】

             2） Redis使用现场申请内存的方式来存储数据，并且很少使用free-list等方式来优化内存分配，
                会在一定程度上存在内存碎片
               【CPU内存是连续，类似于Java虚拟机对象的分配，直接内存分配（指针碰撞）】
         
         数据持久化方案
         
            1）memcached不支持内存数据的持久化操作，所有的数据都以in-memory的形式存储。

             2）redis支持持久化操作。redis提供了两种不同的持久化方法来讲数据存储到硬盘里面，
                第一种是rdb形式，一种是aof形式

                rdb：属于全量数据备份，备份的是数据
                aof：append only if,增量持久化备份，备份的是指令
                [如：set key， del key]
         
         缓存数据过期机制  key，在一个小时之后过期，超过一个小时查数据就会查不到  key:"1",value:"2" 
             1）Memcached 在删除失效主键时也是采用的消极方法，即 Memcached 内部也不会监视主键是否失效，而是在通过 Get     访问主键时才会检查其是否已经失效

             2）Redis 定时、定期等多种缓存失效机制，减少内存泄漏

         支持的数据类型
             
             1）Memcached支持单一数据类型,[k,v]

             2）redis支持五种数据类型   

3.redis事务和mysql事务讲解
1、 关系型数据库事务

   1、一个数据库事务通常包含了一个序列的对数据库的读/写操作。它的存在包含有以下两个目的：
       1)为数据库操作序列提供了一个从失败中恢复到正常状态的方法，同时提供了数据库即使在异常状态下仍能保持一致性的方法。
       2)当多个应用程序在并发访问数据库时，可以在这些应用程序之间提供一个隔离方法，以防止彼此的操作互相干扰。

   2、事务的ACID四大特性
       原子性（Atomicity）：事务作为一个整体被执行，包含在其中的对数据库的操作要么全部被执行，要么都不执行[3]。
       一致性（Consistency）：事务应确保数据库的状态从一个一致状态转变为另一个一致状态。一致状态的含义是数据库中的数据应满足完整性约束[3]。
       隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务的执行[3]。
       持久性（Durability）：已被提交的事务对数据库的修改应该永久保存在数据库中[3]。

  3、事务隔离机制： set global transaction isolation level read uncommitted;
     read uncommitted、read committed、repeatable read、serializable

2、redis事务机制

   1、 MULTI 与 EXEC命令          
        以 MULTI 开始一个事务，然后将多个命令入队到事务中， 最后由 EXEC 命令触发事务， 一并执行事务中的所有命令
 
   2、 DISCARD命令
        DISCARD 命令用于取消一个事务， 它清空客户端的整个事务队列， 然后将客户端从事务状态调整回非事务状态， 最后返回字符串 OK 给客户端， 说明事务已被取消。

   3、WATCH命令
        WATCH 命令用于在事务开始之前监视任意数量的键： 当调用 EXEC 命令执行事务时， 如果任意一个被监视的键已经被其他客户端修改了， 那么整个事务不再执行， 直接返回失败。

4、redis事务与传统关系型事务的比较
简介：讲解redis事务ACID

   1、 原子性（Atomicity）
       单个 Redis 命令的执行是原子性的，但 Redis 没有在事务上增加任何维持原子性的机制，所以 Redis 事务的执行并不是原子性的。
       如果一个事务队列中的所有命令都被成功地执行，那么称这个事务执行成功。
 
   2、 一致性（Consistency）
        入队错误
            在命令入队的过程中，如果客户端向服务器发送了错误的命令，比如命令的参数数量不对，等等， 那么服务器将向客户端返回一个出错信息， 并且将客户端的事务状态设为 REDIS_DIRTY_EXEC 。

        执行错误
            如果命令在事务执行的过程中发生错误，比如说，对一个不同类型的 key 执行了错误的操作， 那么 Redis 只会将错误包含在事务的结果中， 这不会引起事务中断或整个失败，不会影响已执行事务命令的结果，也不会影响后面要执行的事务命令， 所以它对事务的一致性也没有影响。

   3、隔离性（Isolation）
        WATCH 命令用于在事务开始之前监视任意数量的键： 当调用 EXEC 命令执行事务时， 如果任意一个被监视的键已经被其他客户端修改了， 那么整个事务不再执行， 直接返回失败。


   4、持久性（Durability）
       因为事务不过是用队列包裹起了一组 Redis 命令，并没有提供任何额外的持久性功能，所以事务的持久性由 Redis 所使用的持久化模式决定