Redis学习笔记

一、简介

Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询等。 Redis 内置了 复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions） 和不同级别的 磁盘持久化（persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动 分区（Cluster）提供高可用性（high availability）。

二、数据类型

• Strings

  这是Redis最基本的数据类型，可以用来存储字符串类型的数据。

  1.存储：set key value    
        >set myKey "zifuchuan"
         OK
  
  
  2.获取：get key
        >get mykey
         "zifuchuan"
      
  3.删除：del key
        >del mykey
        (integer) 1
  
  

• Hashes

  这是一个key-value类型的集合，可以用来存储对象类型的数据。

  1.存储：hmset key field value
        >hmset myhash username zhangsan
        (integer) 1
        >hmset myhash password 123
        (integer) 1
      
  2.获取：hget key field: 获取指定的field对应的值
        >hget myhash username
         "zhangsan"
         hgetall key：获取所有的field和value
        >hgetall myhash
         1) "username"
         2) "lisi"
         3) "password"
         4) "123"
      
  3.删除： hdel key field
         >hdel myhash username
          (integer) 1
  
  

• Lists

  这是一个列表类型的数据，可以向列表的头部和尾部添加元素。

  1.添加：
      1）lpush key value: 将元素加入列表左表
        >lpush myList a
         (integer) 1
         >lpush myList b
         (integer) 2
      2）rpush key value：将元素加入列表右边
       >rpush myList c
        (integer) 3
          
  2.获取：lrange key start end ：范围获取
        >lrange myList 0 -1
         1) "b"
         2) "a"
         3) "c"
          
  3.删除：
        1）lpop key： 删除列表最左边的元素，并将元素返回
          >lpop myList
           "b"
        2）rpop key： 删除列表最右边的元素，并将元素返回
          >rpop myList
           "c"
          
  

• Sets

  这是一个无序集合数据类型，不允许重复的元素。

  1.存储：sadd key value
        >sadd myset 1
        (integer) 1  // 1表示添加成功
        >sadd myset 1
        (integer) 0  // 0表示添加失败（不允许重复）
        >sadd myset 2
        (integer) 1
        >sadd myset 3
        (integer) 1
  
  2.获取：smembers key:获取set集合中所有元素
        >smembers myset
         1) "1"
         2) "2"
         3) "3"
      
  3.删除：srem key value:删除set集合中的某个元素
        >srem myset 2
         (integer) 1
  

• Sorted Sets

  这是一个有序集合类型，不允许重复元素，每个元素都会关联一个double类型的分数。

  1.存储：zadd key score value
        >zadd mysort 60 zhangsan
         (integer) 1
        >zadd mysort 50 lisi
         (integer) 1
        >zadd zadd mysort 90 wangwu
         (integer) 1
      
  2.获取：zrange key start end [withscores]
        >zrange mysort 0 -1
         1) "lisi"
         2) "zhangsan"
         3) "wangwu"
        >zrange mysort 0 -1 withscores
         1) "lisi"
         2) "50"
         3) "zhangsan"
         4) "60"
         5) "wangwu"
         6) "90"
      
  3. 删除：zrem key value
         >zrem mysort lisi
          (integer) 1
  

三、持久化

Redis是一个内存数据库，如果不对其进行持久化配置，那么在服务器宕机或者Redis重启后存储在Redis内存中的数据将丢失。Redis支持RDB和AOF两种持久化机制。

• RDB

  RDB持久化方式能够在指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储

  优点：

  • RDB是一个非常紧凑的文件,它保存了某个时间点得数据集,非常适用于数据集的备份,比如你可以在每个小时报保存一下过去24小时内的数据,同时每天保存过去30天的数据,这样即使出了问题你也可以根据需求恢复到不同版本的数据集.
  • RDB是一个紧凑的单一文件,很方便传送到另一个远端数据中心，非常适用于灾难恢复.
  • RDB在保存RDB文件时父进程唯一需要做的就是fork出一个子进程,接下来的工作全部由子进程来做，父进程不需要再做其他IO操作，所以RDB持久化方式可以最大化redis的性能.
  • 与AOF相比,在恢复大的数据集的时候，RDB方式会更快一些.

  缺点：

  • 如果你希望在redis意外停止工作（例如电源中断）的情况下丢失的数据最少的话，那么RDB不适合你.虽然你可以配置不同的save时间点(例如每隔5分钟并且对数据集有100个写的操作),是Redis要完整的保存整个数据集是一个比较繁重的工作,你通常会每隔5分钟或者更久做一次完整的保存,万一在Redis意外宕机,你可能会丢失几分钟的数据.
  • RDB 需要经常fork子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候,fork的过程是非常耗时的,可能会导致Redis在一些毫秒级内不能响应客户端的请求.如果数据集巨大并且CPU性能不是很好的情况下,这种情况会持续1秒,AOF也需要fork,但是你可以调节重写日志文件的频率来提高数据集的耐久度

  RDB：默认方式，不需要进行配置，默认就使用这种机制
      * 在一定的间隔时间中，检测key的变化情况，然后持久化数据
      在Redis的配置文件中进行配置：
      # after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed
        save 900 1
      # after 300 sec (5 min) if at least 10 keys changed
        save 300 10
      # after 60 sec if at least 10000 keys changed
        save 60 10000
  
  

• AOF

  AOF持久化方式记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据,AOF命令以redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾.Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大

  优点：

  • 使用AOF 会让你的Redis更加耐久: 你可以使用不同的fsync策略：无fsync,每秒fsync,每次写的时候fsync.使用默认的每秒fsync策略,Redis的性能依然很好(fsync是由后台线程进行处理的,主线程会尽力处理客户端请求),一旦出现故障，你最多丢失1秒的数据.
  • AOF文件是一个只进行追加的日志文件,所以不需要写入seek,即使由于某些原因(磁盘空间已满，写的过程中宕机等等)未执行完整的写入命令,你也也可使用redis-check-aof工具修复这些问题.
  • Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时，自动地在后台对 AOF 进行重写： 重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的，因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中，会继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面，即使重写过程中发生停机，现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕，Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件，并开始对新 AOF 文件进行追加操作。
  • AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作， 这些写入操作以 Redis 协议的格式保存， 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂， 对文件进行分析（parse）也很轻松。 导出（export） AOF 文件也非常简单： 举个例子， 如果你不小心执行了 FLUSHALL 命令， 但只要 AOF 文件未被重写， 那么只要停止服务器， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 并重启 Redis ， 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。

  缺点：

  • 如果你希望在redis意外停止工作（例如电源中断）的情况下丢失的数据最少的话，那么RDB不适合你.虽然你可以配置不同的save时间点(例如每隔5分钟并且对数据集有100个写的操作),是Redis要完整的保存整个数据集是一个比较繁重的工作,你通常会每隔5分钟或者更久做一次完整的保存,万一在Redis意外宕机,你可能会丢失几分钟的数据.
  • RDB 需要经常fork子进程来保存数据集到硬盘上,当数据集比较大的时候,fork的过程是非常耗时的,可能会导致Redis在一些毫秒级内不能响应客户端的请求.如果数据集巨大并且CPU性能不是很好的情况下,这种情况会持续1秒,AOF也需要fork,但是你可以调节重写日志文件的频率来提高数据集的耐久度

  AOF：日志记录的方式，可以记录每一条命令的操作。可以每一次命令操作后，持久化数据
      在Redis配置文件中进行配置：
      appendonly no（关闭aof） --> appendonly yes （开启aof）
      # appendfsync always ： 每一次操作都进行持久化
      appendfsync everysec ： 每隔一秒进行一次持久化
      # appendfsync no ： 不进行持久化
  

四、应用场景

1. 缓存，这是Redis当今最为人熟知的使用场景。在提升服务器性能方面非常有效；
2. 排行榜，使用传统的关系型数据库（mysql oracle 等）来做这个事，非常的麻烦，而利用Redis的zset(有序集 合)数据结构能够简单的搞定；
3. 计算器/限速器，利用Redis中原子性的自增操作(incr命令)，我们可以统计类似用户点赞数、用户访问数等，这类操作如 果用MySQL，频繁的读写会带来相当大的压力；限速器比较典型的使用场景是限制某个用户访问某个API的频 率，常用的有抢购时，防止用户疯狂点击带来不必要的压力，在本项目中会用到该功能；
4. 好友关系，利用集合的一些命令，比如求交集、并集、差集等。可以方便解决一些共同好友、共同爱好之类 的功能；
5. 简单消息队列，除了Redis自身的发布/订阅模式，我们也可以利用List来实现一个队列机制，比如：到货通 知、邮件发送之类的需求，不需要高可靠，但是会带来非常大的DB压力，完全可以用List来完成异步解耦；
6. Session共享，借助spring-session，后端用Redis保存Session后，无论用户落在那台机器上都能够获取到对 应的Session信息；
7. 热数据查询，一些频繁被访问的数据，经常被访问的数据如果放在关系型数据库，每次查询的开销都会很 大，而放在redis中，因为redis 是放在内存中的，会得到量级的提升；
8. 分布式全局唯一序列号，利用Redis中原子自增操作（incr命令），我们可以使用自定义编码加时间戳加Redis自增来生成；
9. 分布式锁，使用setnx命令实现分布式锁。

五、数据淘汰策略

volatile-lru:从已设置过期的数据集中挑选最近最少使用的淘汰
volatile-ttr:从已设置过期的数据集中挑选将要过期的数据淘汰
volatile-random:从已设置过期的数据集中任意挑选数据淘汰
allkeys-lru:从数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeys-random:从数据集中任意挑选数据淘汰
noenviction:禁止淘汰数据