redis基础知识、常用命令、知识点总结

什么是Redis？

redis是一个高性能的key-value数据库。
特点：
1、Redis 支持数据的持久化 。
2、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。
3、Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
优点：
1、性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
2、丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
3、原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也4、支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
5、丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

常提到的名词解释：

1、什么是守护进程？

---

守护进程（Daemon Process），也就是通常说的 Daemon 进程（精灵进程），是 Linux 中的后台服务进程。它是一个生存期较长的进程，通常独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。

守护进程是个特殊的孤儿进程，这种进程脱离终端，为什么要脱离终端呢？之所以脱离于终端是为了避免进程被任何终端所产生的信息所打断，其在执行过程中的信息也不在任何终端上显示。由于在 linux 中，每一个系统与用户进行交流的界面称为终端，每一个从此终端开始运行的进程都会依附于这个终端，这个终端就称为这些进程的控制终端，当控制终端被关闭时，相应的进程都会自动关闭。

---

一、启动和停止redis服务器的步骤如下：

1、我们可以使用默认配置来启动一个Redis实例：

redis-server

2、启动redis服务端时指定配置文件

redis-server redis.conf

3、如果是从操作系统的软件仓库中安装的Redis，那么可以使用init.d脚本启动Redis：

/etc/init.d/redis-server start

4、如果要以redis-server守护进程的方式在后台启动Redis，那么可以编辑配置文件redis.conf并将daemonize参数设置为yes并用该配置文件启动：

vim redis.conf

redis-server redis.conf

如提示信息 Configuration loaded 说明配置文件已经生效了。
5、相应地如果我们使用CTRL+C（前台模式启动Redis） 或kill+PID（后台模式启动Redis）来停止Redis服务

kill PID

6、 推荐使用 通过redis-cli调用shutdown命令停止Redis服务

cd redis/bin
redis-cli shutdown

7、如果Redis是从软件仓库中安装的话，可以通过inti.d脚本关闭

/etc/init.d/redis-server stop

二、Redis 数据类型：

支持以下5种类型：
String: 字符串
注意： 一个键最大能存储512MB。

#存值
SET name(key) "nameValue"(value)
#取值
GET name

#返回
"nameValue"

Hash: 散列
hash 是一个键值(key=>value)对 集合。
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。
注意： 每个 hash 可以存储 2^32 -1 键值对（40多亿）。

#存值
HMSET myhash field1 "Hello" field2 "Redis"
#取值
HGET myhash field1

HGET myhash field2

#返回
"Hello"
"Redis"

List: 列表
简单的字符串列表，按照插入顺序排序。
注意： 列表最多可存储 2^32 - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

#存值
lpush key value
lpush name redis
#取值
lrange name 0 10

#返回
1) "redis"

Set: 集合
Set是string类型的无序集合。
集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。
集合内元素的唯一性，第二次插入的元素将被忽略。
添加一个 string 元素到 key 对应的 set 集合中，成功返回1，如果元素已经在集合中返回 0，
如果 key 对应的 set 不存在则返回错误。
注意： 集合中最大的成员数为 2^32 - 1

#存值
sadd key member
sadd name redis
#取值
smembers key
smembers name

#返回
1) "redis"
2) "rabitmq"
3) "mongodb"

Sorted Set: 有序集合（zset）
也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数（我理解为权重）。
redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

#存值
zadd key score member 
zadd name 0 redis
#取值
zrangebyscore name 0 1000

#返回
1) "redis"

各个数据类型应用场景：

三、常见命令

1、在远程服务上执行命令

redis-cli -h host -p port -a password
# 注意：有时候会有中文乱码。要在 redis-cli 后面加上 --raw
redis-cli --raw

redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a "mypass"

注： 更多命令参考：

 https://redis.io/commands

四、redis事务

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：
开始事务。
命令入队。
执行事务。

redis 127.0.0.1:7000> multi
OK
redis 127.0.0.1:7000> set a aaa
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set b bbb
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set c ccc
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> exec
1) OK
2) OK
3) OK

1 DISCARD
取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。
2 EXEC
执行所有事务块内的命令。
3 MULTI
标记一个事务块的开始。
4 UNWATCH
取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。
5 WATCH key [key …]
监视一个(或多个) key ，如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断。

五、redis客户端连接
通过密码验证连接到 redis 服务，并检测服务是否在运行：

redis 127.0.0.1:6379> AUTH "password"
OK
redis 127.0.0.1:6379> PING
PONG

1 验证密码是否正确
AUTH password
2 打印字符串
ECHO message
3 查看服务是否运行
PING
4 关闭当前连接
QUIT
5 切换到指定的数据库
SELECT index

六、Redis性能测试

$ redis-benchmark -h 127.0.0.1 -p 6379 -t set,lpush -n 10000 -q

SET: 146198.83 requests per second
LPUSH: 145560.41 requests per second

拓展知识

Redis 在 2.8.9 版本添加了 HyperLogLog 结构。
Redis HyperLogLog 是用来做基数统计的算法。
那么 什么是基数?
比如数据集 {1, 3, 5, 7, 5, 7, 8}， 那么这个数据集的基数集为 {1, 3, 5 ,7, 8}, 基数(不重复元素)为5。 基数估计就是在误差可接受的范围内，快速计算基数。

1	PFADD key element [element ...] 
添加指定元素到 HyperLogLog 中。
2	PFCOUNT key [key ...] 
返回给定 HyperLogLog 的基数估算值。
3	PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey ...] 
将多个 HyperLogLog 合并为一个 HyperLogLog

----------------------------------------------------------------------------华丽的分割线--------------------------------------------------------------------------------
（1）redis在单机模式下redis.conf配置文件中默认的数据库数量是16个，

#Set the number of databases. The default database is DB 0, you can select
#a different one on a per-connection basis using SELECT  where
#dbid is a number between 0 and 'databases'-1
databases 16

（2）在集群模式下这个配置是不起作用的，集群客户端是不支持多数据库db的，只有一个数据库默认是SELECT 0;

127.0.0.1:7005> SELECT 0
OK
127.0.0.1:7005> SELECT 1
(error) ERR SELECT is not allowed in cluster mode

（3）集群slave从节点默认是不支持读写操作的，但是在执行过readonly命令后可以执行读操作；

配置文件（参数说明）：

1. Redis默认不是以守护进程的方式运行，可以通过该配置项修改，使用yes启用守护进程

    daemonize no

2. 当Redis以守护进程方式运行时，Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件，可以通过pidfile指定

    pidfile /var/run/redis.pid		（"pidfile"		"/var/run/redis_6379.pid"）
3. 指定Redis监听端口，默认端口为6379，作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用6379作为默认端口，因为6379在手机按键上MERZ对应的号码，而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字

    port 7001

4. 绑定的主机地址

    bind 127.0.0.1（bind  IP地址）

5.当 客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为0，表示关闭该功能

    timeout 300

6. 指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose

    loglevel verbose

7. 日志记录方式，默认为标准输出，如果配置Redis为守护进程方式运行，而这里又配置为日志记录方式为标准输出，则日志将会发送给/dev/null

    logfile stdout

8. 设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT 命令在连接上指定数据库id

    databases 16

9. 指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合

    save  

    Redis默认配置文件中提供了三个条件：

    save 900 1

    save 300 10

    save 60 10000

    分别表示900秒（15分钟）内有1个更改，300秒（5分钟）内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

 

10. 指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为yes，Redis采用LZF压缩，如果为了节省CPU时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大

    rdbcompression yes

11. 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb

    dbfilename dump.rdb

12. 指定本地数据库存放目录

    dir ./

13. 设置当本机为slav服务时，设置master服务的IP地址及端口，在Redis启动时，它会自动从master进行数据同步

    slaveof  

14. 当master服务设置了密码保护时，slav服务连接master的密码

    masterauth 

15. 设置Redis连接密码，如果配置了连接密码，客户端在连接Redis时需要通过AUTH 命令提供密码，默认关闭

    requirepass foobared

16. 设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis可以同时打开的客户端连接数为Redis进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis会关闭新的连接并向客户端返回max number of clients reached错误信息

    maxclients 128
    

17. 指定Redis最大内存限制，Redis在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis会先尝试清除已到期或即将到期的Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis新的vm机制，会把Key存放内存，Value会存放在swap区

    maxmemory 

18. 指定是否在每次更新操作后进行日志记录，Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘，如果不开启，可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的，所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no

    appendonly no

19. 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof

     appendfilename appendonly.aof

20. 指定更新日志条件，共有3个可选值： 
    no：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快） 
    always：表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘（慢，安全） 
    everysec：表示每秒同步一次（折中，默认值）

    appendfsync everysec

21. 指定是否启用虚拟内存机制，默认值为no，简单的介绍一下，VM机制将数据分页存放，由Redis将访问量较少的页即冷数据swap到磁盘上，访问多的页面由磁盘自动换出到内存中（在后面的文章我会仔细分析Redis的VM机制）

     vm-enabled no

22. 虚拟内存文件路径，默认值为/tmp/redis.swap，不可多个Redis实例共享

     vm-swap-file /tmp/redis.swap

23. 将所有大于vm-max-memory的数据存入虚拟内存,无论vm-max-memory设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis的索引数据 就是keys),也就是说,当vm-max-memory设置为0的时候,其实是所有value都存在于磁盘。默认值为0

     vm-max-memory 0

24. Redis swap文件分成了很多的page，一个对象可以保存在多个page上面，但一个page上不能被多个对象共享，vm-page-size是要根据存储的 数据大小来设定的，作者建议如果存储很多小对象，page大小最好设置为32或者64bytes；如果存储很大大对象，则可以使用更大的page，如果不 确定，就使用默认值

     vm-page-size 32

25. 设置swap文件中的page数量，由于页表（一种表示页面空闲或使用的bitmap）是在放在内存中的，，在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存。

     vm-pages 134217728

26. 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的，可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4

     vm-max-threads 4

27. 设置在向客户端应答时，是否把较小的包合并为一个包发送，默认为开启

    glueoutputbuf yes

28. 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时，采用一种特殊的哈希算法

    hash-max-zipmap-entries 64

    hash-max-zipmap-value 512

29. 指定是否激活重置哈希，默认为开启（后面在介绍Redis的哈希算法时具体介绍）

    activerehashing yes

30. 指定包含其它的配置文件，可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件，而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

    include /path/to/local.conf

注：以上部分参考网址：https://www.runoob.com 下的redis介绍。