Redis学习笔记——快速入门篇

1.redis概述

Redis：REmote DIctionary Server（远程字典服务器）

是完全开源免费的，用C语言编写的，遵守BSD协议，是一个高性能的（Key/Value）分布式内存数据库，基于内存运行，并支持持久化的NoSQL数据库，是当前最热门的NoSQL数据库之一，也被人们称为数据结构服务器。

Redis与其他key-value缓存产品有以下三个特点

• Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
• Redis不仅仅支持简单的 key-value 类型的数据，同时还提供list、set、zset、hash等数据结构的存储。
• Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

2.redis常识问题

redis默认16个数据库，类似数组下标从零开始，初始默认使用零号库。

在redis的配置文件redis.conf中，可以查看数据库的默认配置！！！

Select命令切换数据库

select 7 #切换到第七个数据库

Dbsize查看当前数据库的key的数量

DBSIZE

Flushdb：清空当前库
Flushall：清空全部的库

关于Key的一些操作

# 查看所有的key
keys * 
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> set name haha
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"

# exists key 的名字，判断某个key是否存在
127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS name1
(integer) 0

# 移除当前库中的key
move key db ---> 当前库就没有了，被移除了
127.0.0.1:6379> move name 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)

# 为给定 key 设置生存时间，当 key 过期时(生存时间为 0 )，它会被自动删除。
expire key 秒钟：
# ttl key 查看还有多少秒过期，-1 表示永不过期，-2 表示已过期
127.0.0.1:6379> set name haha
OK

常用命令说明：
127.0.0.1:6379> EXPIRE name 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 4
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) -2
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)

# 查看你的key是什么类型
type key
127.0.0.1:6379> set name haha
OK
127.0.0.1:6379> get name
"haha"
127.0.0.1:6379> type name
string

更多redis命令

为什么redis是单线程

redis 6 之前的版本是单进程、单线程的，6版本之后支持多线程！！！

redis很快，是因为redis是基于内存的操作，CPU不是redis的瓶颈，redis
的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽！！！

先说两个误区：一、高性能的服务器不一定都是多进程、多线程的；二、多线程不一定都不比单线程快，比如单核机器。

在我们通常的认知中，高性能都是通过多进程、多线程实现的。比如Nginx是多进程单线程的，Memcached是单进程多线程的。

在计算机的世界中，CPU的速度是远大于内存的速度的，同时内存的速度也是远大于硬盘的速度。redis的操作都是基于内存的，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常迅速，使用单线程可以省去多线程时CPU上下文会切换的时间，也不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有死锁问题导致的性能消耗。对于内存系统来说，多次读写都是在一个CPU上，没有上下文切换效率就是最高的！既然单线程容易实现，而且 CPU 不会成为瓶颈，那就顺理成章的采用单线程的方案了（毕竟采用多线程会有很多麻烦）。

3.五大数据类型

redis的用处

• 作为数据库存储数据
• 缓存
• 消息中间件MQ

五种数据结构

• String：字符串类型
• List：列表类型
• Set：无序集合类型
• ZSet：有序集合类型
• Hash：哈希表类型

本篇笔记仅对redis的基本操作进行总结，关于底层的实现，详见后续学习笔记！！！

3.1String类型

单值单value

常用操作、增删查

127.0.0.1:6379> set hello redis
OK
127.0.0.1:6379> get hello
"redis"
127.0.0.1:6379> del hello
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get hello
(nil)

append、strlen

# hello不存在
127.0.0.1:6379> exists hello
(integer) 0
# # 对不存在的key进行APPEND，等同于 SET 语句
127.0.0.1:6379> append hello redis2
(integer) 6
127.0.0.1:6379> get hello
"redis2"
# 对已存在的key进行APPEND，直接在string后加内容
127.0.0.1:6379> append hello redis3
(integer) 12
127.0.0.1:6379> get hello
"redis2redis3"
127.0.0.1:6379> strlen hello
(integer) 12

incr、decr 加1、减1
incrby、decrby 加上、减去指定的增量值

String类型的value还可以存储数字

127.0.0.1:6379> set views 0
OK
127.0.0.1:6379> get views
"0"
127.0.0.1:6379> incr views
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incr views
(integer) 2
127.0.0.1:6379> decr views
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get views
"1"

3.2列表list

lpush、rpush 添加list数据

#lpush：将一个或多个值插入到列表头部。（左）
#rpush：将一个或多个值插入到列表尾部。（右）
lpush list-key item
rpush list-key item

lrange、lindex 获取数据

#lrange：返回列表中指定区间内的元素，区间以偏移量START和STOP指定
lrange list-key start stop
#lindex：返回index位置的元素
lindex list-key 

lpop、rpop 删除list中的数据

#lpop 命令用于移除并返回列表的第一个元素。当列表 key 不存在时，返回nil 。
lpop list-key
#rpop 移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素。
rpop list-key

应用场景:
Redis list的应用场景非常多，也是Redis最重要的数据结构之一。我们可以轻松地实现最新消息排行等功能。Lists的另一个应用就是消息队列，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操作将任务取出进行执行。

3.3无序集合Set

单值多value

sadd 添加元素

# sadd 将一个或多个成员元素加入到集合中，不能重复
127.0.0.1:6379> sadd set a,b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd set c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd set d,eee,ff
(integer) 1

smembers 获取数据

# smembers 返回集合中的所有的成员。
127.0.0.1:6379> smembers set
1) "d,eee,ff"
2) "a,b"
3) "c"

sismember 判断成员元素是否是集合的成员。

127.0.0.1:6379> smembers set
1) "d,eee,ff"
2) "a,b"
3) "c"
127.0.0.1:6379> sismember set c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember set a
(integer) 0

应用场景:
Redis为集合提供了求交集、并集、差集等操作，故可以用来求共同好友等操作。

3.4有序集合Zset

zadd 添加数据

# 将一个或多个成员元素及其分数值加入到有序集当中。
127.0.0.1:6379> zadd zset 3 haha
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd zset 1 ming 2 hong
(integer) 2

zrange 获取数据

# 返回有序集中，指定区间内的成员
127.0.0.1:6379> zrange zset 0 1
1) "ming"
2) "hong"
127.0.0.1:6379> zrange zset 0 -1
1) "ming"
2) "hong"
3) "haha"

zrangebyscore 返回分数score之间的数据

# 返回有序集合中指定分数区间的成员列表。有序集成员按分数值递增(从小到大)
次序排列。
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset 0 1
1) "ming"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset 1 3
1) "ming"
2) "hong"
3) "haha"

zrem 删除数据

# 移除有序集中的一个或多个成员
127.0.0.1:6379> zrem zset hong
(integer) 1

应用场景：
以某个条件为权重，比如按顶的次数排序，ZREVRANGE命令可以用来按照得分来获取前100名的用户，ZRANK可以用来获取用户排名，非常直接而且操作容易。Redis sorted set的使用场景与set类似，区别是set不是自动有序的，而sorted set可以通过用户额外提供一个优先级(score)的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。

3.5哈希表Hash

kv模式不变，但V是一个键值对

hset 添加元素

# hset key field value
127.0.0.1:6379> hset hash hash1 value1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset hash hash1 value2
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hset hash hash2 value2 hash3 value3
(integer) 2

hget 、hgetall 获取元素

# hget key field
127.0.0.1:6379> hget hash hash1
"value1"
# hgetall key
127.0.0.1:6379> hgetall hash
1) "hash1"
2) "value2"
3) "hash2"
4) "value2"
5) "hash3"
6) "value3"

hmset、hmget 对多个field-value对进行操作

# 同时将多个field-value对设置到哈希表中。会覆盖哈希表中已存在的字段。
127.0.0.1:6379> hmset mhash hash1 value1 hash2 value2
OK
127.0.0.1:6379> hmget mhash hash1 hash2
1) "value1"
2) "value2"

hdel 删除数据

# 用于删除哈希表key中的一个或多个指定字段
127.0.0.1:6379> hdel hash hash1 hash2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> hgetall hash
1) "hash3"
2) "value3"

应用场景：
Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。存储部分变更的数据，如用户信息等。

4.读懂redis的配置文件redis.conf

配置文件开头就说了redis-server的使用

Redis启动的时候，通过配置文件来启动
命令：redis-server /usr/local/bin/myredis/redis.conf（配置文件的路径）

单位 Units

• 配置大小单位，开头定义了一些基本的度量单位，只支持bytes，不支持bit
• 对大小写不敏感

includes 可以包含其他配置文件

network

bind 127.0.0.1 # 绑定的ip
protected-mode yes # 保护模式，是否受保护，默认开启
port 6379 # 默认端口

general 通用配置

# 默认情况下，Redis不作为守护进程运行。需要开启的话，改为 yes
daemonize yes 
# 可通过upstart和systemd管理Redis守护进程
supervised no 
# 以后台进程方式运行redis，则需要指定pid 文件
pidfile /var/run/redis_6379.pid 
# 日志级别。可选项有：
# debug（记录大量日志信息，适用于开发、测试阶段）；
# verbose（较多日志信息）；
# notice（适量日志信息，使用于生产环境）；
# warning（仅有部分重要、关键信息才会被记录）。
loglevel notice
# 日志文件的位置，当指定为空字符串时，为标准输出
logfile "" 
# 设置数据库的数目。默认的数据库是DB 0
databases 16 
# 是否总是显示logo，开启redis服务那个logo
always-show-logo yes 

快照

什么是快照呢？快照是实现持久化的一种方法。快照，可以理解为拍照一样，把整个内存数据映射到硬盘中，保存一份到硬盘，因此恢复数据起来比较快，把数据映射回去即可！！！

# 900秒（15分钟）内至少1个key值改变（则进行数据库保存--持久化）
save 900 1
# 300秒（5分钟）内至少10个key值改变（则进行数据库保存--持久化）
save 300 10
# 60秒（1分钟）内至少10000个key值改变（则进行数据库保存--持久化）
save 60 10000

stop-writes-on-bgsave-error yes # 持久化出现错误后，是否依然进行继续进行工作
rdbcompression yes # 使用压缩rdb文件 yes：压缩，但是需要一些cpu的消耗。no：不压
缩，需要更多的磁盘空间
rdbchecksum yes # 是否校验rdb文件，更有利于文件的容错性，但是在保存rdb文件的时候，会有大概10%的性能损耗
dbfilename dump.rdb # dbfilenamerdb文件名称
dir ./ # dir 数据目录，数据库的写入会在这个目录。rdb、aof文件也会写在这个目录

注：rdb文件是持久化的文件（快照文件），它保存了redis 在某个时间点上的数据集。 这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。

security 安全

访问密码的查看，设置和取消

# 启动redis
# 连接客户端
# 获得和设置密码
config get requirepass
config set requirepass "123456"
#测试ping，发现需要验证
127.0.0.1:6379> ping
NOAUTH Authentication required.
# 验证
127.0.0.1:6379> auth 123456
OK
127.0.0.1:6379> ping
PONG

客户端的一些限制

maxclients 10000 # 设置能连上redis的最大客户端连接数量
maxmemory  # redis配置的最大内存容量
maxmemory-policy noeviction # maxmemory-policy 内存达到上限的处理策略

6种处理策略

• volatile-lru：利用LRU算法移除设置过期时间的key。
• volatile-random：随机移除设置过期时间的key。
• volatile-ttl：移除即将过期的key，根据最近过期时间来删除（辅以TTL）
• allkeys-lru：利用LRU算法移除任何key。
• allkeys-random：随机移除任何key。
• noeviction：不移除任何key，只是返回一个写错误。

appendonly 模式

默认使用rdb持久化方式，不开启aof模式

appendonly no # 是否以append only模式作为持久化方式
appendfilename "appendonly.aof" # appendfilename AOF 文件名称
appendfsync everysec # appendfsync aof持久化策略的配置

AOF持久化配置策略

• no表示不执行fsync，由操作系统保证数据同步到磁盘，速度最快。
• always表示每次写入都执行fsync，以保证数据同步到磁盘。
• everysec表示每秒执行一次fsync，可能会导致丢失这1s数据。

5.redis的事务

5.1理论

redis单条命令是保证原子性的，但是事务不保证原子性！！！

Redis 事务的本质是一组命令的集合。事务支持一次执行多个命令，一个事务中所有命令都会被序列化。在事务执行过程，会按照顺序串行化执行队列中的命令，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。
总结说：redis事务就是一次性、顺序性、排他性的执行一个队列中的一系列命令。

Redis事务没有隔离级别的概念：

批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存，并不会被实际执行！

Redis不保证原子性：

Redis中，单条命令是原子性执行的，但事务不保证原子性，且没有回滚。事务中任意命令执行失败，其余的命令仍会被执行。

Redis事务的三个阶段：

• 开始事务multi
• 命令入队
• 执行事务exec

Redis事务相关命令如下：

watch key1 key2 ... #监视一个或多个key,如果在事务执行之前，被监视的key被其他命令改动，则事务被打断 （ 类似乐观锁 ）
multi # 标记一个事务块的开始（ queued ）
exec # 执行所有事务块的命令 （ 一旦执行exec后，之前加的监控锁都会被取消掉 ）
discard # 取消事务，放弃事务块中的所有命令
unwatch # 取消watch对所有key的监控

Watch命令详解：

watch监控指令类似于乐观锁，在事务提交时，如果watch监控的多个KEY中任何KEY的值已经被其他客户端更改，则使用EXEC执行事务时，事务队列将不会被执行，同时返回Nullmulti-bulk应答以通知调用者事务执行失败。

测试watch命令的使用！！！

转账，A转给B100元，A有1000，B有0

正常执行成功！

127.0.0.1:6379> set A 1000
OK
127.0.0.1:6379> set B 0
OK
127.0.0.1:6379> watch A
OK
#事务正常结束，数据期间没有发生变动，这个时候就正常执行成功！！！
127.0.0.1:6379> multi  
OK
127.0.0.1:6379> decrby A 100
QUEUED
127.0.0.1:6379> incrby B 100
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 900
2) (integer) 100

场景：小明去给账户充钱（A），充到1000；小红用账户的钱（A）给小李转账（B）100；俩人同时进行！！！

127.0.0.1:6379> get A
"900"
127.0.0.1:6379> set A 1000
OK

127.0.0.1:6379> watch A # 加锁
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decrby A 100
QUEUED
127.0.0.1:6379> incrby B 100
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(nil)

在小红转账期间，加上watch乐观锁，小明给账户充钱了，小红转账失败！！！

注：一但执行 EXEC 开启事务的执行后，无论事务使用执行成功， WARCH 对变量的监控都将被取消。
故当事务执行失败后，需重新执行WATCH命令对变量进行监控，并开启新的事务进行操作。

6.Java与redis整合

6.1Jedis

Jedis是Redis官方推荐的Java连接开发工具！！！

API与Linux的redis命令一致，不重复了。

6.2SpringBoot整合redis

在SpringBoot2.x之后，jedis被替换为了lettuce
jedis：采用的直连，多个线程操作的话，是不安全的，如果想要避免不安全，使用jedis pool连接池！更像BIO模式！！！
lettuce：采用netty，实例可以再多个线程种进行共享，不存在线程不安全的情况，可以减少线程数据，更像NIO模式！！！

在SpringBoot中一般使用RedisTemplate提供的方法来操作Redis。

导入pom依赖

<dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

配置文件properties或者yaml

spring:
	redis:
		host: 127.0.0.1
		port: 6379
		password: 123456
		lettuce:
			shutdown-timeout: 0ms

使用RedisTemplate来操作

@SpringBootTest
class SpringdataRedisApplicationTests {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void contextLoads() {
        //操作String类型
        redisTemplate.opsForValue().set("hello","redis");
        System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("hello"));
    }
}

当然，RedisTemplate也可以根据需求自己封装，命名为RedisTemplate即可！！！