认识redis

认识redis

1、什么是redis?

• Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务。

• 是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

2、redis能干什么

• 高效率、用于高速缓冲
• 内存存储，持久化（内存是断电即失，为了数据长时间保存，因此需要持久化）
• 地图位置信息分析
• 用于计数器等等

3、Linux环境下的安装

1.官网下载redis

2.解压安装包

tar -zxvf redis***

3.基本环境安装

yum install gcc-c++
#进入到redis目录下执行
make 
make install

4.redis默认的安装路径 /usr/local/bin

5.将redis的配置文件redis.conf 复制到程序安装目录下/usr/local/bin/kcongif下

6.设置后台启动，修改vim redis.conf配置文件

7.通过指定的配置文件启动redis服务

8.使用redis-cli连接指定的端口号测试,默认是6379

9.查看redis进程是否开启

ps -ef|grep redis

10.关闭redis服务

shutdown

redis 的基本操作命令

keys * ：查看当前数据库中所有的key

flushdb：清空当前数据库中的键值对

flushall :清空所有数据库的键值对

redis的知识

• redis默认有16个数据库

• redis每秒可读11万条数据，每秒可写8万条数据

• 使用select n可以切换到指定的数据库

• dbsize可以查看当前数据库的大小，数据库的大小和key数量有关

• 不同数据库之间，数据是不能互通的，即在数据库2中，无法直接访问数据库1中的key值

• redis是单线程的，且是基于内存操作的

• redis的性能是瓶颈是基于机器内存和带宽的，与cpu的性能无关

4、redis的五大基本类型

Redis-key

在redis中无论什么数据类型，在数据库中都是以key-value形式保存，通过进行对Redis-key的操作，来完成对数据库中数据的操作.

String （字符串）

List（列表）

• redis列表时=是简单的字符串列表，按照插入的顺序排序，可以添加一些元素到列表的左边（头部）或者右边（尾部）
• 经过规定可以将list变为队列、栈、消息队列
• list中允许value的值重复、但是在set方法中不允许value的值重复

Set（集合）

• - reids的set是string类型的无序集合，因为集合成员是唯一的，因此不能出现重复的元素

• Redis中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)

• 集合最大成员数2^32 -1

Hash（哈希）

• redis hash是一个是string 类型的field和value的映射表，Hash适合用于存储对象。

• set是一种简化的hash，只要变动key,value的值就会默认的变动

常用的命令

命令	描述
hset key field value	将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。重复设置同一个field会覆盖,返回0
HMSET key field1 value1 [field2 value2…]	同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。
HSETNX key field value	只有当字段field不存在时，设置该字段
HSETNX key field value	查看当前hash表中，指定的字段值是否存在
HGET key field value	获取存储在hash表中的字段值
HMGET key field1	取所有给定字段的值
HDEL key field1	删除哈希表key中一个/多个field字段
HINCRBY key field n	为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量n
HLEN key	获取哈希表中字段的数量

Zset（有序集合）

应用案例:

5、redis三种特殊数据类型

Hyperloglog(基数统计)

什么是基数?

a{1,2,3,4,4,5,6,7,8}

b{3,4,5,6,6,8.4,7}

a集合基数（不重复元素的个数）=8

b集合基数（不重复元素的个数）=5

优点

• 输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定 的、并且是很小的。

方法

pfadd key element #添加指定元素到 HyperLogLog中
PFCOUNT key [key ...] #返回给定 HyperLogLog 的基数估算值

Geospatial(地理位置)

1.相关命令参数

genadd # 添加地理位置（地理经纬度）
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 121.47 31.23 shanghai
(integer) 1
geopos # 获取指定城市的经度和纬度
GEOPOS china:city beijing chongqi
1) 1) "116.39999896287918091"
geodis # 获取两人之间的距离
GEODIST china:city beijing shanghai km 
georadius # 以给定的经纬度为中心， 找出某一半径内的元素
GEODIST china:city beijing shanghai km # 查看上海到北京的直线距离
"1067.3788"
georadlusbymember  # 找出位于指定元素周围的其他元素！
GEORADIUSBYMEMBER china:city beijing 1000 km
1) "beijing"
2) "xian"

知识扩展:

geo的底层原理是zset，可以用zset命令操作geo

3.作用：（获得地理位置的信息）

• 百度地图定位
• 附近人的获取
• 打车计算距离

BitMaps(位图)

什么是bitmaps

bitmap就是通过最小的单位bit来进行0或者1的设置，表示某个元素对应的值或者状态。

用法

setBit key 0  1  #  给一个指定key的值得第offset位 赋值为value。
getbit key offset  # 返回一个指定key的二进制信息 

应用

• 上班是否按时打卡
• 用户签到

6、事务

MULTI 、 EXEC 、 DISCARD 和 WATCH 是 Redis 事务相关的命令。事务可以一次执行多个命令， 并且带有以下两个重要的保证：

• 事务是一个单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。

  • 一次性
  • 顺序性
  • 排他性

• 事务是一个原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。

redis是否是原子性的解释

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。

redis事务的操作过程

• 开启事务 （multi）
• 命令入队（set …get）
• 执行事务（exec）
• 放弃事务（discard）

事务中所有的命令操作都是序列化、顺序执行

127.0.0.1:6379> multi  #开启事务
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set key1 v1 #命令入队
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set key2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set key3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> get key2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set key4 v4
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec #执行事务
1) OK
2) OK
3) OK
4) "v2"
5) OK
127.0.0.1:6379> exec
(error) ERR EXEC without MULTI #当前未开启事务

执行discard时，事务将会被阻断不被执行

127.0.0.1:6379> multi #开启事务
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k 2 #命令入队
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 4
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> DISCARD #放弃事务
OK
127.0.0.1:6379> get k2
(nil)
127.0.0.1:6379> exec #执行事务出错
(error) ERR EXEC without MULTI
127.0.0.1:6379> 

事务错误

编译时错误：代码语法错误，所有的命令都不会执行

127.0.0.1:6379> multi #开启事务
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k 1 #命令入队
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> error #执行一个错误的命令
(error) ERR unknown command `error`, with args beginning with: 
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 4
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec # 执行事务出现异常
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> 

运行时异常，代码逻辑错误，其他命令正常执行

所以不保证事务原子性操作

127.0.0.1:6379> multi#开启事务
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1 #命令入队
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2 
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr k1 #对字符串进行自增操作（该命令逻辑错误）
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) OK
2) OK
3) OK
4) (error) ERR value is not an integer or out of range #命令报错
5) "v2"
#该结果说明 redis单条指令保证原子性操作，但是redis事务不能保证原子性

监控

悲观锁

• 认为什么时候都会出错，无论做什么都会加锁
• 共享资源的时候每次只能给一个线程使用，其他线程会被阻塞，用完后再把资源转让给其他线程

乐观锁

• 认为什么时候都不会出问题，所以不会上锁，但是在更新数据的时候去判断一下，在此期间是否有人修改过这个数据
• 一般多用于多读场景，写场景很少被使用
• 获取versio
• 更新的时候比较version

使用watch key监控指定数据，相当于乐观锁加锁。

基于单线程正常执行

127.0.0.1:6379> set money 100 #设置Money 100
OK
127.0.0.1:6379> set use 0 #设置use 0
OK
127.0.0.1:6379> watch money #监视money 上锁 
OK
127.0.0.1:6379> multi  #开启事务
OK 
127.0.0.1:6379(TX)> decrby money 30  
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incrby use 30
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec #监视数据是否被修改
1) (integer) 70
2) (integer) 30
127.0.0.1:6379>

测试多线程修改值，使用watch可以当做redis的乐观锁操作

# 线程1
27.0.0.1:6379> set money 100
OK
127.0.0.1:6379> set use 0
OK
127.0.0.1:6379> watch money
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> decrby money 50
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incrby use 50
QUEUED

#开启线程2
[root@gitShile bin]# redis-server kconfig/redis.conf 
[root@gitShile bin]# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> incrby money 500
(integer) 600
127.0.0.1:6379>

#继续操作线程1
127.0.0.1:6379(TX)> exec  #执行事务
(nil)
127.0.0.1:6379> get money
"600"
127.0.0.1:6379> get use
"0"

7、redis 持久化

RDB

1.什么是RDB?

在指定的时间间隔内，将内存的数据集快照(Snapshot)写入磁盘，它恢复时是将快照文件写入到内存中。

2.RBD怎样持久化？

rbd保存的文件以dump.rbd二进制的形式快照中进行配置的

redis会单独创建（folk)一个进程来实现持久化，将数据写入到一个临时文件中，待持久化结束后，再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。

3.dump.rbd触发机制

• save的规则满足时，触发rdb规则
• 执行flushall命令时，触发rdb规则
• 退出redis时，触发rdb规则
• 备份中会自动产生dump.rdb文件

优点：

• 对于大规模数据恢复时，RBD比AOF恢复的方式快
• RDB可以最大化Redis性能，父进程做的就是fork子进程，然后继续接受客户端请求，让子进程负责持久化操作，父进程无需进行IO操作。

缺点：

• fork进程的时候，会占用一定的内容空间

• 需要一定的时间间隔进程操作！如果redis意外宕机了，这个最后一次修改数据就没有的了！

AOF

1.什么是AOF？

以日志的形式记录redis每一个写操作，将redis执行的过程记录下来（不追加读操作），只需追加不可改写文件

2.AOF怎样持久化？

redis启动之后会读取appendonly.aof文件来实现重新恢复数据，完成恢复数据的工作。默认不开启，需要将redis.conf中的appendonly no改为yes启动Redis。

appendfsync always:#每修改同步，每一次发生数据变更都会持久化到磁盘上，性能较差，但数据完整性较好。

appendfsync everysec: #每秒同步，每秒内记录操作，异步操作，如果一秒内宕机，有数据丢失。

appendfsync no:#不同步。

3.数据恢复

重启Redis时，如果dump.rdb与appendfsync.aof同时都存在时，Redis会自动读取appendfsync.aof文件，通过该文件中对数据库的日志操作，来实现数据的恢复。当然如果该文件被破坏，我们可以通过redis-check-aof工具来修复，如redis-check-aof --fix能修复破损的appendfsync.aof文件，当然如果dump.rdb文件有破损，我们也可以用redis-check-rdb工具来修复，如果appendfsync.aof文件破损了，是启动不客户端的，也就是无法完成数据的恢复。

优点：

• 每一次修改都同步，文件的完整会更加好！
• Redis可以在AOF文件变得过大时，会自动地在后台对AOF进行重写
• 从不同步，效率最高的！

缺点：

• 对于相同的数据集来说，AOF文件要比RDB文件大。
• AOF的运行效率要比RBD慢

学习资源来自：https://www.bilibili.com/video/BV1S54y1R7SB?t=348&p=36

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