一文入门Redis

一文入门Redis

一、Redis简介

Redis:REmote DIctionary Server(远程字典服务)。是一款使用C语言编写的、开源的、基于内存的、高性能的、可持久化的非关系型Key-Value数据库。

二、常用数据类型

1、String（字符串）

string是redis最基本的数据类型，一个key对应一个value。string类型是二进制安全的，可以包含任何数据，包括图片、序列化的对象等，最大存储512MB。

常用命令：

命令	描述	用法
SET	1、将value关联到key；2、key已关联则覆盖；3、原本key带有TTL（生存时间），那么TTL被清楚	SET key value
GET	1、返回key所关联的字符串值；2、key不存在返回null；	GET key
SETEX	1、将value关联到key；2、设置key生存时间为seconds，单位为秒；3、如果key已关联则覆盖；4、原子操作，关联与设置生存时间同时完成	SETEX key seconds value
SETNX	1、将value关联到key，当且仅当key不存在；2、若key已存在，不做任何动作	SETNX key value

2、Hash（哈希）

hash是一个string类型的field和value的映射表，key 还是key，但是value是多个键值对（key-value），比较适合存储对象。

常用命令：

命令	描述	用法
HSET	1、将key中的field值设为value；2、filed已存在，被覆盖	HSET key field value
HGET	1、返回key中给定域field中的值	HGET key field
HDEL	1、删除key中的一个或多个指定域；2、不存在的域被忽略	HDEL key field
HEXISTS	1、查看key中，给定域field是否存在，存在返回1，否，返回0	HEXISTS key field
HGETALL	1、返回key中所有的域和值	HGETALL key
HLEN	1、返回key中域的数量	HLNE key

3、List（列表）

list 列表，它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），它的底层实际上是个链表。有序、可以重复。

常用命令：

命令	描述	用法
LPUSH	1、将一个或多个值value按顺序插入到key的表头；2、key不存在，则创建并插入；3、key存在但不是list类型，返回错误；	LPSUH key value
LPUSHX	1、将value插入到key的头部，当且仅当key存在且为list类型；2、key不存在，什么都不做;	LPUSHX key value
LPOP	1、移除并返回key的头元素;	LPOP key
LRANGE	1、返回key中指定区间的元素；2、可使用负数下标，-1表示list最后一个元素；3、start大于list最大下标，返回空列表；4、stop大于list最大下标，stop=list最大下标;	LRANG key start stop
LSET	1、将key下标为index的元素值设为value；2、index超出范围或list为空，返回错误;	LSET key index value
LINDEX	1、返回key中，下标为index的元素;	LINDEX key index
LLEN	1、返回key的长度；2、key不存在，返回0；	LLEN key
RPUSH	1、将一个或多个值value按顺序插入到key的表尾；	RPUSH key value
RPUSHX	1、将value插入到key的尾部，当且仅当key存在且为list类型；	RPUSHX key value
RPOP	1、移除并返回key的尾元素;	RPOP key

4、Set（集合）

set 是 string 类型的无序集合。无序、不可重复

常用命令：

命令	描述	用法
SADD	1、将一个或多个元素加入key中，已存在的元素将返回0；2、key不存在，则创建并添加；3、key不是集合类型时，返回错误	SADD key member
SCARD	1、返回key中对应的集合中的元素数量	SCARD key

5、Zset（有序集合）

Redis 有序集合和集合一样也是 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。

有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

命令	描述	用法
ZADD	1、将一个或多个元素及其score值加入key中；2、如果已存在元素，则更新score值并重新插入；	ZADD key score member
ZCARD	1、返回key中元素个数	ZCARD key
ZRANGE	1、返回key中指定区间类的成员，按score从小到大排序；2、相同score值按字典序排序；3、从大到小排序，使用ZREVRANGE命令；4、可通过WITHSCORES选项让成员和它的score值一并返回	ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
ZRANK	1、返回有序集中成员member的排名，按score从小到大排序；2、排名以0为底，score最小的排名0	ZRANK key member

三、持久化

Redis 是一个内存数据库将数据库中的内容保存在内存中，这与传统的MySQL等关系型数据库直接将内容保存到硬盘中相比，内存数据库的读写效率比传统数据库要快的多（内存的读写效率远远大于硬盘的读写效率），这也是Redis如此之快的原因。但是保存在内存中也随之带来了一个缺点，一旦断电或者宕机，那么内存数据库中的数据将会全部丢失。

为了解决这个缺点，Redis提供了将内存数据持久化到硬盘，以及用持久化文件来恢复数据库数据的功能。Redis 支持两种形式的持久化，分别是RDB(Redis DataBase)和AOF(Append Only File)。

1、持久化流程

客户端向服务端发送写操作(数据在客户端的内存中)。
数据库服务端接收到写请求的数据(数据在服务端的内存中)。
服务端调用write这个系统调用，将数据往磁盘上写(数据在系统内存的缓冲区中)。
操作系统将缓冲区中的数据转移到磁盘控制器上(数据在磁盘缓存中)。
磁盘控制器将数据写到磁盘的物理介质中(数据真正落到磁盘上)。

这5个过程是在理想条件下一个正常的保存流程，但是在大多数情况下，我们的机器等等都会有各种各样的故障，这里划分了两种情况：

Redis数据库发生故障，只要在上面的第三步执行完毕，那么就可以持久化保存，剩下的两步由操作系统替我们完成。
操作系统发生故障，必须上面5步都完成才可以。

2、RDB

RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘。即将内存中数据以快照的方式写入到二进制文件中,默认的文件名为dump.rdb。

将备份文件 (dump.rdb) 移动到 redis 安装目录并启动服务即可回复数据，redis就会自动加载文件数据至内存了。Redis 服务器在载入 RDB 文件期间，会一直处于阻塞状态，直到载入工作完成为止。

2.1、原理

把当前内存中的数据集快照写入磁盘，也就是 Snapshot 快照（数据库中所有键值对数据）。恢复时是将快照文件直接读到内存里。也是Redis默认的持久化方式。

2.2、触发方式

1、save

该命令会阻塞当前Redis服务器，执行save命令期间，Redis不能处理其他命令，直到RDB过程完成为止。执行完成时候如果存在老的RDB文件，就把新的替代掉旧的。我们的客户端可能都是几万或者是几十万，这种方式显然不可取。

“save m n”：表示m秒内数据集存在n次修改时，自动触发bgsave。

redis.conf中默认配置：

save 900 1：表示900 秒内如果至少有 1 个 key 的值变化，则保存

save 300 10：表示300 秒内如果至少有 10 个 key 的值变化，则保存

save 60 10000：表示60 秒内如果至少有 10000 个 key 的值变化，则保存

2、bgsave

执行该命令时，Redis会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。

具体操作是Redis进程执行fork操作创建子进程，RDB持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。阻塞只发生在fork阶段，一般时间很短。基本上 Redis 内部所有的RDB操作都是采用 bgsave 命令。

2.3、优缺点

优点

1.RDB是一个非常紧凑(compact)的文件，它保存了redis 在某个时间点上的数据集。这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。

2.生成RDB文件的时候，redis主进程会fork()一个子进程来处理所有保存工作，主进程不需要进行任何磁盘IO操作。

3.RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
缺点

1.RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为bgsave每次运行都要执行fork操作创建子进程，属于重量级操作，如果不采用压缩算法(内存中的数据被克隆了一份，大致2倍的膨胀性需要考虑)，频繁执行成本过高(影响性能)

2.RDB文件使用特定二进制格式保存，Redis版本演进过程中有多个格式的RDB版本，存在老版本Redis服务无法兼容新版RDB格式的问题(版本不兼容)

3.在一定间隔时间做一次备份，所以如果redis意外down掉的话，就会丢失最后一次快照后的所有修改(数据有丢失)

3、AOF

全量备份总是耗时的，AOF是一种更加高效的方式，工作机制很简单，redis会将每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。通俗的理解就是日志记录。

3.1、原理

通过保存Redis服务器所执行的写命令来记录数据库状态。

比如对于如下命令

set str1 "123"

sadd str2 "1" "2" "3"

lpush str3 "1" "2" "3"

RDB 持久化方式就是将 str1,str2,str3 这三个键值对保存到 RDB文件中，而 AOF 持久化则是将执行的 set,sadd,lpush 三个命令保存到 AOF 文件中。

3.2、配置

在redis.conf中，

appendonly：默认值no，也就是说redis 默认使用的是rdb方式持久化，如果想要开启 AOF 持久化方式，需要将 appendonly 修改为 yes。
appendfilename ：aof文件名，默认是"appendonly.aof"
appendfsync：aof持久化策略的配置：
1. no表示不执行fsync，由操作系统保证数据同步到磁盘，速度最快，但是不太安全；
2. always表示每次写入都执行fsync，以保证数据同步到磁盘，效率很低；
3. everysec表示每秒执行一次fsync，可能会导致丢失这1s数据。通常选择 everysec ，兼顾安全性和效率。

3.2、优缺点

优点

1.AOF可以更好的保护数据不丢失，一般AOF会每隔1秒，通过一个后台线程执行一次fsync操作，最多丢失1秒钟的数据。

2.AOF日志文件的命令通过非常可读的方式进行记录，这个特性非常适合做灾难性的误删除的紧急恢复。例如，如果我们不小心错用了 FLUSHALL 命令，在重写还没进行时，我们可以手工将最后的 FLUSHALL 命令去掉，然后再使用 AOF 来恢复数据。
缺点

1.对于具有相同数据的的 Redis，AOF 文件通常会比 RDF 文件体积更大。（当AOF文件的大小超过所设定的阈值时，Redis就会启动AOF文件的内容压缩，只保留可以恢复数据的最小指令集）

2.RDB 使用快照的形式来持久化整个 Redis 数据，而 AOF 只是将每次执行的命令追加到 AOF 文件中，因此从理论上说，RDB 比 AOF 方式更健壮。官方文档也指出，AOF 的确也存在一些 BUG，这些 BUG 在 RDB 没有存在。

4、如何选择持久化方式？

如果可以忍受一小段时间内数据的丢失，毫无疑问使用 RDB 是最好的，定时生成 RDB 快照（snapshot）非常便于进行数据库备份，并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快，而且使用 RDB 还可以避免 AOF 一些隐藏的 bug；否则就使用 AOF 重写。但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制，而是应该两种一起用，在这种情况下,当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据，因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整。Redis后期官方可能都有将两种持久化方式整合为一种持久化模型。

如果有学到东西，请点赞给予鼓励，谢谢。