Redis 使用笔记
Nosql简介
特点
- 不支持SQL语法
- 存储结构跟传统关系型数据库中的那种关系表完全不同,nosql 中存储的数据都是K,V形式。
- NoSQL的世界中没有一种通用的语言,每种nosql 数据库都有自己的api和语法,以及擅长的业务场景。
- NoSQL 中的产品种类相当多:
- Mongodb
- Redis
- Hbase hadoop
- Cassandra hadoop
NoSQL 和SQL数据库的比较
- 适用场景不同:sql数据库适合用于关系特别复杂的数据查询场景,nosql 反之 。
- “事务”特性的支持:sql对事务的支持非常完善,而nosq基本不支持事务。
- 两者在不断地取长补短,呈现融合趋势。
Redis简介
Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、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。
它通常被称为数据结构服务器,因为值(value)可以是 字符串(String), 哈希(Hash), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等类型。
Redis特性
- Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保存在磁盘中,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。
Redis优势
- 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
- 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。
- 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。多个操作也支持事务,即原子性,通过MULTI和EXEC指令包起来。
- 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。
Redis应用场景
- 用来做缓存(ehcache /memcached )–redis的所有数据是放在内存中的(内存数据库)
- 可以在某些特定应用场景下替代传统数据库-比如社交类的应用
- 在一些大型系统中,巧妙地实现一些特定的功能:session 共享、购物车
- 只要你有丰富的想象力,redisp 可以用在可以给你无限的惊喜
Redis 安装
Linux 源码安装
下载地址:http://redis.io/download,下载最新稳定版本。
本教程使用的最新文档版本为 2.8.17,下载并安装:
# wget http://download.redis.io/releases/redis-6.0.8.tar.gz
# tar xzf redis-6.0.8.tar.gz
# cd redis-6.0.8
# make
执行完 make
命令后,redis-6.0.8 的 src
目录下会出现编译后的 redis 服务程序 redis-server,还有用于测试的客户端程序 redis-cli:
下面启动 redis 服务:
# cd src
# ./redis-server
注意这种方式启动 redis 使用的是默认配置。也可以通过启动参数告诉 redis 使用指定配置文件使用下面命令启动。
# cd src
# ./redis-server ../redis.conf
redis.conf 是一个默认的配置文件。我们可以根据需要使用自己的配置文件。
启动 redis 服务进程后,就可以使用测试客户端程序 redis-cli 和 redis 服务交互了。 比如:
# cd src
# ./redis-cli
redis> set foo bar
OK
redis> get foo
"bar"
Redis 配置
Redis 的配置文件位于 Redis 安装目录下,文件名为 redis.conf
参数说明
redis.conf 配置项说明如下:
序号 | 配置项 | 说明 |
---|---|---|
1 | daemonize no |
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(Windows 不支持守护线程的配置为 no ) |
2 | pidfile /var/run/redis.pid |
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 |
3 | port 6379 |
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 |
4 | bind 127.0.0.1 |
绑定的主机地址 |
5 | timeout 300 |
当客户端闲置多长秒后关闭连接,如果指定为 0 ,表示关闭该功能 |
6 | loglevel notice |
指定日志记录级别,Redis 总共支持四个级别:debug、verbose、notice、warning,默认为 notice |
7 | logfile stdout |
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 |
8 | databases 16 |
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 |
9 | save <seconds> <changes> |
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: 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 | rdbcompression yes |
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 |
11 | dbfilename dump.rdb |
指定本地数据库文件名,默认值为 dump.rdb |
12 | dir ./ |
指定本地数据库存放目录 |
13 | slaveof <masterip> <masterport> |
设置当本机为 slave 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 |
14 | masterauth <master-password> |
当 master 服务设置了密码保护时,slav 服务连接 master 的密码 |
15 | requirepass foobared |
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 |
16 | maxclients 128 |
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 |
17 | maxmemory <bytes> |
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 |
18 | appendonly no |
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 |
19 | appendfilename appendonly.aof |
指定更新日志文件名,默认为 appendonly.aof |
20 | appendfsync everysec |
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) |
21 | vm-enabled no |
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) |
22 | vm-swap-file /tmp/redis.swap |
虚拟内存文件路径,默认值为 /tmp/redis.swap,不可多个 Redis 实例共享 |
23 | vm-max-memory 0 |
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 |
24 | vm-page-size 32 |
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 |
25 | vm-pages 134217728 |
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。 |
26 | vm-max-threads 4 |
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 |
27 | glueoutputbuf yes |
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 |
28 | hash-max-zipmap-entries 64 hash-max-zipmap-value 512 |
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 |
29 | activerehashing yes |
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) |
30 | include /path/to/local.conf |
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 |
Redis 数据类型
Redis支持五种数据类型:string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合)。
String(字符串)
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。意思是 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,string 类型的值最大能存储 512MB。
实例
redis 127.0.0.1:6379> SET runoob "菜鸟教程"
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET runoob
"菜鸟教程"
在以上实例中我们使用了 Redis 的 SET 和 GET 命令。键为 runoob,对应的值为 菜鸟教程。
注意:一个键最大能存储 512MB。
Hash(哈希)
Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。
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。
实例
DEL runoob 用于删除前面测试用过的 key,不然会报错:(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> HMSET runoob field1 "Hello" field2 "World"
"OK"
redis 127.0.0.1:6379> HGET runoob field1
"Hello"
redis 127.0.0.1:6379> HGET runoob field2
"World"
实例中我们使用了 Redis HMSET, HGET 命令,HMSET 设置了两个 field=>value 对, HGET 获取对应 field 对应的 value。
每个 hash 可以存储 232 -1 键值对(40多亿)。
List(列表)
Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。
实例
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob mongodb
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob rabitmq
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> lrange runoob 0 10
1) "rabitmq"
2) "mongodb"
3) "redis"
redis 127.0.0.1:6379>
列表最多可存储 232 – 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。
Set(集合)
Redis 的 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)。
sadd 命令
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。
sadd key member
实例
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> smembers runoob
1) "redis"
2) "rabitmq"
3) "mongodb"
注意:以上实例中 rabitmq 添加了两次,但根据集合内元素的唯一性,第二次插入的元素将被忽略。
集合中最大的成员数为 232 – 1(4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。
zset(sorted set:有序集合)
Redis zset 和 set 一样也是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。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。
zadd 命令
添加元素到集合,元素在集合中存在则更新对应score
zadd key score member
实例
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> > ZRANGEBYSCORE runoob 0 1000
1) "mongodb"
2) "rabitmq"
3) "redis"
各个数据类型应用场景:
类型 | 简介 | 特性 | 场景 |
---|---|---|---|
String(字符串) | 二进制安全 | 可以包含任何数据,比如jpg图片或者序列化的对象,一个键最大能存储512M | — |
Hash(字典) | 键值对集合,即编程语言中的Map类型 | 适合存储对象,并且可以像数据库中update一个属性一样只修改某一项属性值(Memcached中需要取出整个字符串反序列化成对象修改完再序列化存回去) | 存储、读取、修改用户属性 |
List(列表) | 链表(双向链表) | 增删快,提供了操作某一段元素的API | 1,最新消息排行等功能(比如朋友圈的时间线) 2,消息队列 |
Set(集合) | 哈希表实现,元素不重复 | 1、添加、删除,查找的复杂度都是O(1) 2、为集合提供了求交集、并集、差集等操作 | 1、共同好友 2、利用唯一性,统计访问网站的所有独立ip 3、好友推荐时,根据tag求交集,大于某个阈值就可以推荐 |
Sorted Set(有序集合) | 将Set中的元素增加一个权重参数score,元素按score有序排列 | 数据插入集合时,已经进行天然排序 | 1、排行榜 2、带权重的消息队列 |
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