Redis笔记(一)


Redis概述

  • Redis是一个开源的key-value存储系统。

  • 和Memcached类似,它支持存储的value类型相对更多,包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set –有序集合)和hash(哈希类型)。

  • 这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作,而且这些操作都是原子性的。

  • 在此基础上,Redis支持各种不同方式的排序。

  • 与memcached一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。

  • 区别的是Redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件。

  • 并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

多样的数据结构存储持久化数据

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Redis安装

1.安装版本

6.2.1 for Linux(redis-6.2.1.tar.gz)
不用考虑在windows环境下对Redis的支持

2.安装步骤

准备工作:下载安装最新版的gcc编译器
安装C 语言的编译环境

yum install centos-release-scl scl-utils-build
yum install -y devtoolset-8-toolchain
scl enable devtoolset-8 bash

3.测试 gcc版本

gcc --version

4.详细安装步骤

  1. 下载redis-6.2.1.tar.gz放/opt目录

  2. 解压命令:tar -zxvf redis-6.2.1.tar.gz

  3. 解压完成后进入目录:cd redis-6.2.1

  4. 在redis-6.2.1目录下再次执行make命令(只是编译好)

  5. 如果没有准备好C语言编译环境,make 会报错—Jemalloc/jemalloc.h:没有那个文件

  6. 解决方案:运行make distclean

  7. 在redis-6.2.1目录下再次执行make命令(只是编译好)

  8. 跳过make test 继续执行: make install

  9. 安装目录:/usr/local/bin
    查看默认安装目录:
    redis-benchmark:性能测试工具,可以在自己本子运行,看看自己本子性能如何
    redis-check-aof:修复有问题的AOF文件,rdb和aof后面讲
    redis-check-dump:修复有问题的dump.rdb文件
    redis-sentinel:Redis集群使用
    redis-server:Redis服务器启动命令
    redis-cli:客户端,操作入口

  10. 前台启动(不推荐)
    前台启动,命令行窗口不能关闭,否则服务器停止

    image-20220618170509333

  11. 后台启动(推荐)备份redis.conf
    拷贝一份redis.conf到其他目录

    cp  /opt/redis-3.2.5/redis.conf  /myredis

    后台启动设置daemonize no改成yes
    修改redis.conf(128行)文件将里面的daemonize no 改成 yes,让服务在后台启动
    Redis启动

    redis-server /myredis/redis.conf
  12. 用客户端访问:redis-cli

  13. 多个端口可以:redis-cli -p6379

  14. 测试验证: ping

  15. Redis关闭

  16. 单实例关闭:redis-cli shutdown

  17. 也可以进入终端后再关闭

  18. 多实例关闭,指定端口关闭:

    redis-cli -p 6379 shutdown

关于key的一些命令

命令 作用
keys * 查看当前库所有key
exists key 判断某个key是否存在
type key 查看你的key是什么类型
del key 删除指定的key数据
unlink key 根据value选择非阻塞删除 仅将keys从keyspace元数据中删除,真正的删除会在后续异步操作
expire key 10 10秒钟:为给定的key设置过期时间
ttl key 查看还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期
selec id 命令切换数据库
dbsize 查看当前数据库的key的数量
flushdb 清空当前库
flushall 通杀全部库

运行图:

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image-20220618173611642

Redis 字符串(String)

概述

  • String是Redis最基本的类型,你可以理解成与Memcached一模一样的类型,一个key对应一个value。

  • String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

  • String类型是Redis最基本的数据类型,一个Redis中字符串value最多可以是512M

常用命令

image-20220618175411770

image-20220618235457537

普通字符串的基本操作:

127.0.0.1:6379> set key value #设置 key-value 类型的值
OK
127.0.0.1:6379> get key # 根据 key 获得对应的 value
"value"
127.0.0.1:6379> exists key  # 判断某个 key 是否存在
(integer) 1
127.0.0.1:6379> strlen key # 返回 key 所储存的字符串值的长度。
(integer) 5
127.0.0.1:6379> del key # 删除某个 key 对应的值
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get key
(nil)

批量设置 :

127.0.0.1:6379> mset key1 value1 key2 value2 # 批量设置 key-value 类型的值
OK
127.0.0.1:6379> mget key1 key2 # 批量获取多个 key 对应的 value
1) "value1"
2) "value2"

计数器(字符串的内容为整数的时候可以使用):

127.0.0.1:6379> set number 1
OK
127.0.0.1:6379> incr number # 将 key 中储存的数字值增一
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get number
"2"
127.0.0.1:6379> decr number # 将 key 中储存的数字值减一
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get number
"1"

过期(默认为永不过期)

127.0.0.1:6379> expire key  60 # 数据在 60s 后过期
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setex key 60 value # 数据在 60s 后过期 (setex:[set] + [ex]pire)
OK
127.0.0.1:6379> ttl key # 查看数据还有多久过期
(integer) 56

Redis(List)

  1. 介绍list 即是 链表。链表是一种非常常见的数据结构,特点是易于数据元素的插入和删除并且可以灵活调整链表长度,但是链表的随机访问困难。许多高级编程语言都内置了链表的实现比如 Java 中的 LinkedList,但是 C 语言并没有实现链表,所以 Redis 实现了自己的链表数据结构。Redis 的 list 的实现为一个 双向链表,即可以支持反向查找和遍历,更方便操作,不过带来了部分额外的内存开销。
  2. 常用命令: rpush,lpop,lpush,rpop,lrange,llen 等。
  3. 应用场景: 发布与订阅或者说消息队列、慢查询。

通过 rpush/lpop 实现队列

127.0.0.1:6379> rpush myList value1 # 向 list 的头部(右边)添加元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> rpush myList value2 value3 # 向list的头部(最右边)添加多个元素
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpop myList # 将 list的尾部(最左边)元素取出
"value1"
127.0.0.1:6379> lrange myList 0 1 # 查看对应下标的list列表, 0 为 start,1为 end
1) "value2"
2) "value3"
127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1 # 查看列表中的所有元素,-1表示倒数第一
1) "value2"
2) "value3"

通过 rpush/rpop 实现栈

127.0.0.1:6379> rpush myList2 value1 value2 value3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> rpop myList2 # 将 list的头部(最右边)元素取出
"value3"

redis list

通过 lrange 查看对应下标范围的列表元素

127.0.0.1:6379> rpush myList value1 value2 value3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange myList 0 1 # 查看对应下标的list列表, 0 为 start,1为 end
1) "value1"
2) "value2"
127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1 # 查看列表中的所有元素,-1表示倒数第一
1) "value1"
2) "value2"
3) "value3"

注意:可以通过lrange命令 ,基于list实现分页查询,性能非常好

通过 llen 查看 链表的长度

127.0.0.1:6379> llen myList
(integer) 3

Redis (Hash)

  1. 介绍 :hash 类似于 JDK1.8 前的 HashMap,内部实现也差不多(数组 + 链表)。不过,Redis 的 hash 做了更多优化。另外,hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,特别适合用于存储对象,后续操作的时候,你可以直接仅仅修改这个对象中的某个字段的值。 比如我们可以 hash 数据结构来存储用户信息,商品信息等等。
  2. 常用命令: hset,hmset,hexists,hget,hgetall,hkeys,hvals 等。
  3. 应用场景: 系统中对象数据的存储

使用案例:

127.0.0.1:6379> hmset userInfoKey name "zenghao" description "dev" age "21"
OK
127.0.0.1:6379> hexists userInfoKey name # 查看 key 对应的 value中指定的字段是否存在。
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget userInfoKey name # 获取存储在哈希表中指定字段的值。
"zenghao"
127.0.0.1:6379> hget userInfoKey age
"21"
127.0.0.1:6379> hgetall userInfoKey # 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
1) "name"
2) "zenghao"
3) "description"
4) "dev"
5) "age"
6) "21"
127.0.0.1:6379> hkeys userInfoKey # 获取 key 列表
1) "name"
2) "description"
3) "age"
127.0.0.1:6379> hvals userInfoKey # 获取 value 列表
1) "zenghao"
2) "dev"
3) "21"
127.0.0.1:6379> hset userInfoKey name "zenghao666" # 修改某个字段对应的值
127.0.0.1:6379> hget userInfoKey name
"zenghao666"

Redis (Set)

  1. 介绍 : set 类似于 Java 中的 HashSet 。Redis 中的 set 类型是一种无序集合,集合中的元素没有先后顺序。当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set 是一个很好的选择,并且 set 提供了判断某个成员是否在一个 set 集合内的重要接口,这个也是 list 所不能提供的。可以基于 set 轻易实现交集、并集、差集的操作。比如:你可以将一个用户所有的关注人存在一个集合中,将其所有粉丝存在一个集合。Redis 可以非常方便的实现如共同关注、共同粉丝、共同喜好等功能。这个过程也就是求交集的过程。
  2. 常用命令: sadd,spop,smembers,sismember,scard,sinterstore,sunion 等。
  3. 应用场景: 需要存放的数据不能重复以及需要获取多个数据源交集和并集等场景

set的常用命令使用

127.0.0.1:6379> sadd mySet value1 value2 # 添加元素进去
(integer) 2
127.0.0.1:6379> sadd mySet value1 # 不允许有重复元素
(integer) 0
127.0.0.1:6379> smembers mySet # 查看 set 中所有的元素
1) "value1"
2) "value2"
127.0.0.1:6379> scard mySet # 查看 set 的长度
(integer) 2
127.0.0.1:6379> sismember mySet value1 # 检查某个元素是否存在set 中,只能接收单个元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd mySet2 value2 value3
(integer) 2
127.0.0.1:6379> sinterstore mySet3 mySet mySet2 # 获取 mySet 和 mySet2 的交集并存放在 mySet3 中
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers mySet3
1) "value2"

Redis (sorted set)

  1. 介绍: 和 set 相比,sorted set 增加了一个权重参数 score,使得集合中的元素能够按 score 进行有序排列,还可以通过 score 的范围来获取元素的列表。有点像是 Java 中 HashMap 和 TreeSet 的结合体。
  2. 常用命令: zadd,zcard,zscore,zrange,zrevrange,zrem 等。
  3. 应用场景: 需要对数据根据某个权重进行排序的场景。比如在直播系统中,实时排行信息包含直播间在线用户列表,各种礼物排行榜,弹幕消息(可以理解为按消息维度的消息排行榜)等信息。

常用用法:

127.0.0.1:6379> zadd myZset 3.0 value1 # 添加元素到 sorted set 中 3.0 为权重
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myZset 2.0 value2 1.0 value3 # 一次添加多个元素
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zcard myZset # 查看 sorted set 中的元素数量
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zscore myZset value1 # 查看某个 value 的权重
"3"
127.0.0.1:6379> zrange  myZset 0 -1 # 顺序输出某个范围区间的元素,0 -1 表示输出所有元素
1) "value3"
2) "value2"
3) "value1"
127.0.0.1:6379> zrange  myZset 0 1 # 顺序输出某个范围区间的元素,0 为 start  1 为 stop
1) "value3"
2) "value2"
127.0.0.1:6379> zrevrange  myZset 0 1 # 逆序输出某个范围区间的元素,0 为 start  1 为 stop
1) "value1"
2) "value2"

Redis (Bitmap)

  1. 介绍: bitmap 存储的是连续的二进制数字(0 和 1),通过 bitmap, 只需要一个 bit 位来表示某个元素对应的值或者状态,key 就是对应元素本身 。我们知道 8 个 bit 可以组成一个 byte,所以 bitmap 本身会极大的节省储存空间。
  2. 常用命令: setbitgetbitbitcountbitop
  3. 应用场景: 适合需要保存状态信息(比如是否签到、是否登录…)并需要进一步对这些信息进行分析的场景。比如用户签到情况、活跃用户情况、用户行为统计(比如是否点赞过某个视频)。
常用用法:
# SETBIT 会返回之前位的值(默认是 0)这里会生成 7 个位
127.0.0.1:6379> setbit mykey 7 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit mykey 7 0
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit mykey 7
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit mykey 6 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit mykey 8 1
(integer) 0
# 通过 bitcount 统计被被设置为 1 的位的数量。
127.0.0.1:6379> bitcount mykey
(integer) 2

针对上面提到的一些场景,这里进行进一步说明。

使用场景一:用户行为分析 很多网站为了分析你的喜好,需要研究你点赞过的内容。

# 记录你喜欢过 001 号小姐姐
127.0.0.1:6379> setbit beauty_girl_001 uid 1

使用场景二:统计活跃用户

使用时间作为 key,然后用户 ID 为 offset,如果当日活跃过就设置为 1

那么我该如何计算某几天/月/年的活跃用户呢(暂且约定,统计时间内只要有一天在线就称为活跃),有请下一个 redis 的命令

# 对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作,并将结果保存到 destkey 上。
# BITOP 命令支持 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种参数
BITOP operation destkey key [key ...]

初始化数据:

127.0.0.1:6379> setbit 20210308 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit 20210308 2 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit 20210309 1 1
(integer) 0

统计 20210308~20210309 总活跃用户数: 1

127.0.0.1:6379> bitop and desk1 20210308 20210309
(integer) 1
127.0.0.1:6379> bitcount desk1
(integer) 1

统计 20210308~20210309 在线活跃用户数: 2

127.0.0.1:6379> bitop or desk2 20210308 20210309
(integer) 1
127.0.0.1:6379> bitcount desk2
(integer) 2

使用场景三:用户在线状态

对于获取或者统计用户在线状态,使用 bitmap 是一个节约空间且效率又高的一种方法。

只需要一个 key,然后用户 ID 为 offset,如果在线就设置为 1,不在线就设置为 0。


文章作者: zenghao
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