Redis简介

Redis简介

​ Redis是一个用C语言编写的、开源的、基于内存运行并支持持久化的、高性能的NoSQL数据库，也是当前热门的NoSQL数据库之一。

​ Redis中的数据以K-V模型存储数据，大部分时间都是存储内存中的，适合存储频繁访问、数据量比较小的数据，常用作缓存数据库。

• 关系型数据库：oracle、mysql、DB2、sqlserver、….

  • 数据模型：表

• 非关系型数据库(NoSql)： 彻底改变底层存储机制。不再采用关系数据模型，而是采用聚合数据结构存储数据： redis、mongoDB、HBase、….

  • 数据模型： 聚合模型—把一组相关联的数据作为一个整体进行存储和管理。

    • BSON：数据保存到键值对中、数据和数据之间用逗号隔开，{}表示对象，[]表示数组。

      • eg:

        {
         "student":{
           "id":1001,
           "name":"zhangsan",
           "addresses":{"province":"beijing","city":"daxingqu","street":"liangshuihe"},
           "courses":[
           		{
             		"id":01,
             		"name":"java"
             	},
                {
             		"id":02,
             		"name":"mybatis"
             	},
                {
             		"id":03,
             		"name":"spring"
             	}
            ]
          }
        }
        

    • K-V键值对、列簇、图表模型等。Redis采用的是K-V模型存储数据。

redis的特点

• 支持数据持久化：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

• 支持多种数据结构：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

• 支持数据备份：Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份

Redis中的操作命令

redis服务的启动与关闭

• ​ 启动redis服务
  • 前台启动：在任何目录下执行 redis-server
  • 后台启动：在任何目录下执行 redis-server &
  • 启动redis服务时，指定配置文件：redis-server reids.conf &
• ​ 关闭redis服务
  • 通过kill命令
    • ps-ef|grep redis 查看pid
    • kill -9 pid
  • 通过redis-cli命令关闭
    • redis-cli shutdown
• 启动redis客户端（用来连接redis服务，向redis服务端发送命令，并且显示redis服务处理结果。）
  • redis-cli：启动redis自带的客户端，默认连接127.0.0.1(本机)的6379端口上的redis服务）
  • redis-cli -p 端口号：连接127.0.0.1(本机)的指定端口上的redis服务
  • redis-cli -h ip地址 -p 端口：连接指定ip主机上的指定端口的redis服务
• 退出客户端
  • 在客户端执行命令：exit或者quit

redis的基本知识

• 测试redis服务的性能：redis-benchmark
• 查看redis服务是否正常运行：ping （如果正常返回-pong）
• 查看redis服务器的统计信息
  • info： 查看redis服务的所有统计信息
  • info [信息段]： 查看redis服务器的指定的统计信息
    • eg：info replication: 查看本端口的从属关系
• redis的数据库实例
  • 作用类似于mysql的数据库实例，redis中的数据库实例只能由redis服务来创建和维护，开发人员不能修改和自行创建数据库实例
  • 默认情况下，redis会自动创建16个数据库实例，并且给这些数据库实例进行编号，从0开始，一直到15，使用时通过编号来使用数据库
  • 可以通过配置文件，指定redis自动创建的数据库个数
  • redis的每一个数据库实例本身占用的存储空间是很少的，所以也不造成存储空间的太多浪费
  • 默认情况下，redis客户端连接的是编号是0的数据库实例；可以使用select index切换数据库实例
  • 对数据库实例的常用操作命令
    • dbsize：查看当前数据库实例中所有key的数量
    • keys *：查看当前数据库实例中所有的key
    • flushdb：清空当前数据库实例
    • flushall：清空所有的数据库实例
    • config get *：查看redis中所有的配置信息
    • config get parameter： 查看redis中的指定的配置信息

Redis的五种数据结构

​ 程序处理完的数据要存储到redis中，不同特点的数据要存储在Redis中不同类型的数据结构中。

• 字符串string——单key:单value
  • eg：username:zhangsan
• 列表list——单key:多有序value
  • 多个value之间有顺序，最左侧是表头，最右侧是表尾
  • 每一个元素都有下标，表头元素的下标是0，依次往后排序，最后一个元素下标是列表长度-1
  • 每一个元素的下标又可以用负数表示，负下标表示从表尾计算，最后一个元素下标用-1表示
  • 元素在列表中的顺序或者下标由放入的顺序来决定
  • 通过key和下标来操作数据
  • eg：contacts:13900009999,xxx,xxxx
• 集合set——单key:多无序value
  • 一个key对应多个vlaue， value之间没有顺序，并且不能重复
  • 通过业务数据直接操作集合
  • eg：city:bj sh cq tj
• hash——单key: 对象(属性:值)
  • eg：student:id:1001,name:zhangsan,age:20
• zset——单key:多有序vlaue
  • 有序集合， 本质上是集合，所有元素不能重复
  • 每一个元素都关联一个分数，redis会根据分数对元素进行自动排序，分数可以重复
  • 既然有序集合中每一个元素都有顺序，那么也都有下标
  • 有序集合中元素的排序规则和列表中元素的排序规则不一样
  • eg：city：1000 tj,1200 cq,1500 sh,2000 bj

Redis中对数据的操作命令

redis中有关key的操作命令

• 查看数据库中的key：keys pattern
  • *：匹配0个或者多个字符
    • keys *：查看数据库中所有的key
    • keys k*:查看数据库中所有以k开头的key
    • keys h*o：查看数据库中所有以h开头、以o结尾的key
  • ?: 匹配1个字符
    • keys h?o: 查看数据库中所有以h开头、以o结尾的、并且中间只有一个字符的key
  • []:匹配[]里边的1个字符
    • keys h[abc]llo：查看数据库中所有以h开头以llo结尾，并且h后边只能取abc中的一个字符的key
• 判断key在数据库中是否存在：exists key
  • 如果存在，则返回1；如果不存在，则返回0
  • exists key [key key ….] 返回值是存在的key的数量
• 移动指定key到指定的数据库实例：move key index
• 查看指定key的剩余生存时间：ttl key
  • 如果key没有设置生存时间，返回-1
  • 如果key不存在，返回-2
• 设置key的最大生存时间：expire key seconds
  • expire k2 20
• 查看指定key的数据类型：type key
  • type k1
• 重命名key： rename key newkey
  • rename hello k2
• 删除指定的key：del key [key key …..]
  • 返回值是实际删除的key的数量

redis中有关string类型数据的操作命令

• 将string类型的数据设置到redis中：set 键 值
  • 如果key已经存在，则后来的value会把以前的value覆盖掉
    • set zsname zhangsan
• 从redis中获取string类型的数据：get 键
• 追加字符串：append key value
  • 返回追加之后的字符串长度
  • 如果key不存在，则新创建一个key，并且把value值设置为value。
    • set phone 1389999 append phone 8888 get “phone”——“13899998888”
• 获取字符串数据的长度：strlen key
• 将字符串数值进行加1运算：incr key
  • 返回加1运算之后的数据
  • 如果key不存在，首先设置一个key，值初始化为0，然后进行incr运算。
  • 要求key所表示value必须是数值，否则，报错
• 将字符串数值进行减1运算：decr key
  • 返回减1运算之后的数据
  • 如果key不存在，首先设置一个key，值初始化为0，然后进行decr运算。
  • 要求key所表示value必须是数值，否则，报错
• 将字符串数值进行加offset运算：incrby key offset
  • 返回加offset运算之后的数据
  • 如果key不存在，首先设置一个key，值初始化为0，然后进行incrby运算。
  • 要求key所表示value必须是数值，否则，报错
• 将字符串数值进行减offset运算：decrby key offset
  • 返回减offset运算之后的数据
  • 如果key不存在，首先设置一个key，值初始化为0，然后进行decrby运算。
  • 要求key所表示value必须是数值，否则，报错
• 闭区间获取字符串key中从startIndex到endIndex的字符组成的子字符串：getrange key startIndex endIndex
  • 下标自左至右，从0开始，依次往后，最后一个字符的下标是字符串长度-1；
• 用value覆盖从下标为startIndex开始的字符串，能覆盖几个字符就覆盖几个字符：setrange key startIndex value
• 设置字符串数据的同时，设置它最大生命周期：setex key seconds value
• 设置string类型的数据value到redis数据库中，当key不存在时设置成功，否则，则放弃设置：setnx key value
• 批量将string类型的数据设置到redis中：mset 键1 值1 键2 值2 …..
• 批量从redis中获取string类型的数据：mget 键1 键2 键3…..
• 批量设置string类型的数据value到redis数据库中，当所有key都不存在时设置成功，否则(只要有一个已经存在)，则全部放弃设置：msetnx 键1 值1 键2 值2 …..

redis中有关list类型数据的操作命令

• 将一个或者多个值依次插入到列表的表头(左侧)：lpush key value [value value …..]
• 获取指定列表中指定下标区间的元素：lrange key startIndex endIndex
• 将一个或者多个值依次插入到列表的表尾(右侧)：rpush key value [value value …..]
• 从指定列表中移除并且返回表头元素：lpop key
• 从指定列表中移除并且返回表尾元素：rpop key
• 获取指定列表中指定下标的元素：lindex key index
• 获取指定列表的长度：llen key
• 根据count值移除指定列表中跟value相等的数据：lrem key count value
  • count>0：从列表的左侧移除count个跟value相等的数据
  • count<0：从列表的右侧移除count个跟vlaue相等的数据
  • count=0：从列表中移除所有跟value相等的数据
• 截取指定列表中指定下标区间的元素组成新的列表，并且赋值给key：ltrim key startIndex endIndex
  • lpush list04 1 2 3 4 5 ltrim list04 1 3 结果：5 4 3 2 1
• 将指定列表中指定下标的元素设置为指定值： lset key index value
• 将value插入到指定列表中位于pivot元素之前/之后的位置： linsert key before/after pivot vlaue

redis中有关set类型数据的操作命令

• 将一个或者多个元素添加到指定的集合中：sadd key value [value value ….]
  • 如果元素已经存在，则会忽略
  • 返回成功加入的元素的个数
• 获取指定集合中所有的元素：smembers key
• 判断指定元素在指定集合中是否存在:sismember key member
  • 存在，返回1
  • 不存在，返回0
• 获取指定集合的长度：scard key
• 移除指定集合中一个或者多个元素：srem key member [member …..]
  • 不存在的元素会被忽略
  • 返回成功成功移除的个数
• 随机获取指定集合中的一个或者多个元素：srandmember key [count]
  • count>0：随机获取的多个元素之间不能重复
  • count<0: 随机获取的多个元素之间可能重复
• 从指定集合中随机移除一个或者多个元素：spop key [count]
• 将指定集合中的指定元素移动到另一个元素:smove source dest member
• 获取第一个集合中有、但是其它集合中都没有的元素组成的新集合：sdiff key key [key key ….]
• 获取所有指定集合中都有的元素组成的新集合：sinter key key [key key ….]
• 获取所有指定集合中所有元素组成的大集合：sunion key key [key key …..]

redis中有关hash类型的操作命令

• 将一个或者多个field-vlaue对设置到哈希表中：hset key filed1 value1 [field2 value2 ….]
  • 如果key field已经存在，把value会把以前的值覆盖掉
• 获取指定哈希表中指定field的值：hget key field
• 批量将多个field-value对设置到哈希表中： hmset key filed1 value1 [field2 value2 ….]
• 批量获取指定哈希表中的field的值：hmget key field1 [field2 field3 ….]
• 获取指定哈希表中所有的field和value：hgetall key
• 从指定哈希表中删除一个或者多个field：hdel key field1 [field2 field3 ….]
• 获取指定哈希表中所有的filed个数：hlen key
• 判断指定哈希表中是否存在某一个field：hexists key field
• 获取指定哈希表中所有的value列表：hvals key
• 对指定哈希表中指定field值进行整数加法运算：hincrby key field int
• 对指定哈希表中指定field值进行浮点数加法运算：hincrbyfloat key field float
• 将一个field-vlaue对设置到哈希表中，当key-field已经存在时，则放弃设置；否则，设置file-value：hsetnx key field value

redis中有关zset类型数据的操作命令

• 将一个或者多个member及其score值加入有序集合：zadd key score member [score member ….]
  • 如果元素已经存在，则把分数覆盖
• 获取指定有序集合中指定下标区间的元素：zrange key startIndex endIndex [withscores]
• 获取指定有序集合中指定分数区间(闭区间)的元素：zrangebyscore key min max [withscores]
• 删除指定有序集合中一个或者多个元素：zrem key member [member……]
• 获取指定有序集合中所有元素的个数：zcard key
• 获取指定有序集合中分数在指定区间内的元素的个数：zcount key min max
• 获取指定有序集合中指定元素的排名(排名从0开始)： zrank key member
• 获取指定有序集合中指定元素的分数：zscore key member
• 获取指定有序集合中指定元素的排名(按照分数从大到小的排名):zrevrank key member

redis的配置文件

​ redis安装完成之后，在redis的根目录会提供一个配置文件(redis.conf)；redis服务可以参考配置文件中的参数进行运行；只有启动redis服务器指定使用的配置文件，参数才会生效；否则，redis会采用默认的参数运行

网络配置

• port：配置redis服务运行的端口号
  • 如果不配置port，则redis服务默认使用6379端口
    • redis-cli ：默认连接127.0.0.1本机上的6379端口服务
  • 强调：一旦redis服务配置了port和bind(如果port不是6379、bind也不是127.0.0.1)，客户端连接redis服务时，就要指定端口和ip
    • redis-cli -h bind绑定的ip地址 -p port设置的端口：连接bind绑定的ip地址主机上的port设置的端口redis服务
    • redis-cli -h bind绑定的ip地址 -p port设置的端口 shutdown：关闭redis服务
• bind: redis服务被客户端连接时，客户端所能使用的ip地址
  • 默认情况下，不配置bind，客户端连接redis服务时，通过服务器上任何一个ip都能连接到redis服务
  • 一旦配置了bind，客户端就只能通过bind指定的ip地址连接redis服务
  • 一般情况下，bind都是配置服务器上某一个真实ip
• tcp-keepalive:连接保活策略
  • 如果两端的 TCP 连接一直没有数据交互，达到了触发 TCP 保活机制的条件，那么内核里的 TCP 协议栈就会发送探测报文。
    • 如果对端程序是正常工作的。当 TCP 保活的探测报文发送给对端, 对端会正常响应，这样 TCP 保活时间会被重置，等待下一个 TCP 保活时间的到来
    • 如果对端主机崩溃，或对端由于其他原因导致报文不可达。当 TCP 保活的探测报文发送给对端后，没有响应，连续几次，达到保活探测次数后，TCP 会报告该 TCP 连接已经死亡

常规配置

• loglevel:配置日志级别,开发阶段配置debug,上线阶段配置notice或者warning
• logfile：指定日志文件。redis在运行过程中，会输出一些日志信息
  • 默认情况下，这些日志信息会输出到控制台
  • 使用logfile配置日志文件，使redis把日志信息输出到指定文件中

安全配置

• requirepass：设置访问redis服务时所使用的密码
  • 默认不使用
  • 此参数必须在protected-mode=yes时才起作用
  • 一旦设置了密码验证，客户端连接redis服务时，必须使用密码连接：redis-cli -h ip -p port -a pwd

redis的持久化

​ redis提供持久化策略，在适当的时机采用适当手段把内存中的数据持久化到磁盘中，每次redis服务启动时，都可以把磁盘上的数据再次加载内存中使用。

• RDB策略

  • 在指定时间间隔内，redis服务执行指定次数的写操作，会自动触发一次持久化操作，将内存中的数据写入到磁盘中
  • RDB策略是redis默认的持久化策略，redis服务开启时这种持久化策略就已经默认开启了。
  • 配置
    • save ：配置持久化策略
    • dbfilename：配置redis RDB持久化数据存储的文件
    • dir: 配置redis RDB持久化文件所在目录

• AOF策略

  • 采用操作日志来记录进行每一次写操作，每次redis服务启动时，都会重新执行一遍操作日志中的指令。
  • 效率低下，redis默认不开启AOF功能
  • 配置
    • appendonly:配置是否开启AOF策略
    • appendfilename：配置操作日志文件

​ 根据数据的特点决定开启哪种持久化策略， 一般情况，开启RDB足够了。

reids的事务

​ 事务：把一组数据库命令放在一起执行，保证操作原子性，要么同时成功，要么同时失败。
​ Redis的事务：允许把一组redis命令放在一起，把命令进行序列化，然后一起执行，保证部分原子性。

redis事务常用命令：

• 开启事务：multi

  • 事务开启后，redis会将后续的命令逐个放入队列中
  • 开启成功返回OK
  • 

• 执行事务中的命令：exec

  • 在一个事务中执行所有先前放入队列的命令，然后恢复正常的连接状态

  • 如果在把命令压入队列的过程中报错，则整个队列中的命令都不会执行，执行结果报错

  • 如果在压队列的过程中正常，在执行队列中某一个命令报错，则只会影响本条命令的执行结果，其它命令正常运行

  • 当使用WATCH命令时，只有当受监控的键没有被修改时，EXEC命令才会执行事务中的命令;而一旦执行了exec命令，之前加的所有watch监控全部取消

  • 命令时，如果事务执行中止，那么EXEC命令就会返回一个Null值

    

• 清除事务中的命令：discard

  • 清除所有先前在一个事务中放入队列的命令，并且结束事务
  • 如果使用了watch命令，那么discard命令就会将当前连接监控的所有键取消监控
  • 

• 监控事务：watch

  • 监控某一个键，当事务在执行过程中，此键代码的值发生变化，则本事务放弃执行；否则，正常执行
  • Watch命令相当于关系型数据库中的乐观锁
  • 

• 清除事务监控：unwatch

  • 清除所有先前为一个事务监控的键
  • 如果在watch命令之后调用了exec或d命discard令，那么就不需要手动调用unwatch命令

​ 单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、顺序地执行。事务在执行过程中，不会被其它客户端发来的命令请求所打断，除非使用watch命令监控某些键。

​ 不保证事务的原子性：redis同一个事务中如果一条命令执行失败，其后的命令仍然可能会被执行，redis的事务没有回滚。Redis已经在系统内部进行功能简化，这样可以确保更快的运行速度，因为Redis不需要事务回滚的能力。

redis消息的订阅与发布

​ redis客户端订阅频道，消息的发布者往频道上发布消息，所有订阅此频道的客户端都能够接受到消息。

​ 相关命令：

• subscrib：订阅一个或者多个频道的小溪
  • eg：subscribe ch1 ch2 ch3
• publish：将消息发布到指定频道
  • eg：publish ch1 hello
• psubcribe：订阅一个或者多个频道的消息，频道名支持通配符
  • eg：psubscribe news.*

消息的订阅与发布有更优秀的中间件来执行（activeMQ2….)

redis的主从复制

​ 主少从多、主写从读、读写分离、主写同步复制到从。

​ 相关命令：

• 查看当前redis服务在集群中的主从角色：info replication

  • 默认情况下，所有的redis服务都是主机，即都能写和读，但是都还没有从机

• 设置主从关系：slaveof 主机ip 端口号

  • 将当前主机设为主机ip 端口号的从机
  • 设从不设主

• 全量复制：一旦主从关系确定，会自动把主库上已有的数据同步复制到从库

• 增量复制：主库写数据会自动同步到从库

• 主写从读，读写分离

  • 主机宕机、从机原地待命
  • 主机恢复、一切恢复正常
  • 从机宕机、主机少一个从机、其它从机不变
  • 从机恢复、从机为主机，需要重新设置主从关系

• 从机上位

  • 主机宕机、从机原地待命
  • 从机断开原来主从关系：slaveof no one
  • 重新设置主从关系：slaveof 主机ip 主机port
  • 既是主机又是从机的只能读不能写

​ 一台主机配置多台从机，一台从机又可以配置多台从机，从而形成一个庞大的集群架构。减轻一台主机的压力，但是增加了服务间的延迟时间。

redis的哨兵模式

​ 主机宕机、从机上位的自动版。Redis提供了哨兵的命令，哨兵命令是一个独立的进程，哨兵通过发送命令，来监控主从服务器的运行状态，如果检测到master故障了根据投票数自动将某一个slave转换master，然后通过消息订阅模式通知其它slave，让它们切换主机。然而，一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题，为此，我们可以使用多哨兵进行监控。

相关命令：

• 创建哨兵文件sentinel.conf
• 启动哨兵：redis-sentinel 哨兵文件全路径
• 开启监控：sentinel monitor dc-redis 指定监控主机的ip地址 port端口 得到哨兵的投票数
  • 当哨兵投票数大于或者等于此数时切换主从关系
• 设置密码：sentinel auth-pass mymaster pwd

哨兵模式三大任务：监控，提醒，自动故障迁移。

Jedis操作Redis

​ jedis是redis官方提供的在java应用中操作redis数据的技术。 把所有的redis指令都定义成java工具类的方法，方法名和redis的指令名完全一样。

​ 开发通过程序访问redis，只需要使用工具类及其方法即可。

在java程序中访问redis：

1. 创建maven版的java工程

2. 添加jedis依赖

   <dependency>                   	      		
       <groupId>redis.clients</groupId>        
       <artifactId>jedis</artifactId>
         <version>3.3.0</version>
   </dependency>
   

​ 3.创建Jedis连接(关闭linux的防火墙)

//连接jedis
Jedis jedis=new Jedis("主机ip",主机port);

​

​ 4.使用Jedis类中的方法操作redis

//连接redis
Jedis jedis=new Jedis("192.168.148.132",6380);
//使用jedis对象
String res= jedis.ping();
System.out.println(res);

Set<String> keys = jedis.keys("*");
for (String key:keys)&#123;
    System.out.println(key);
&#125;

Boolean k2 = jedis.exists("k2");
System.out.println(k2);

Long k21 = jedis.move("k2", 1);
System.out.println(k21);

jedis.select(1);
//.......

遇到的问题及解决方法：

问题1： java.net.SocketTimeoutException: connect timed out

解决方法：

 1. 关闭服务器防火墙：systemctl stop firewalld
 2. 重启redis服务（可能之前改了配置没有重启服务，还存有缓存，导致客户端向服务器发送接口的时候没有得到响应）
  - 导致有缓存的原因：
    -  防火墙放开端口
    - 后台更改了ip配置等等

Redis安装

1. 官网下载redis到window上

2. 使用Xftp上传redis-5.0.2.tar.gz到Linux系统

3. 执行linux命令tar -zxvf redis-5.0.2.tar.gz -C /opt 解压redis-5.0.2.tar.gz到/opt目录

4. 联网情况下执行命令yum -y install gcc安装编译器gcc

   • 编译结果：在redis的安装目录下src目录中，生成redis的一系列可执行文件。

5. cd进入解压目录，执行命令make编译redis

   • 编译结果：在redis的安装目录下src目录中，生成redis的一系列可执行文件。

6. 执行命令make install 把redis的安装目录下src目录中生成redis的一系列可执行文件拷贝到/usr/local/bin中，在任何目录下都可以执行redis命令。