导图社区 Redis

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。

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编辑于2022-09-26 20:52:58 四川省

redis

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蒋龙

Redis

介绍

问题现象

当用户比较多，并发量比较高时会造成服务器瘫痪。核心原因并非服务器，关系型数据库才是最终的罪魁祸首！

原因

性能瓶颈：磁盘IO性能低下

扩展瓶颈：数据关系复杂，扩展性差，不便于大规模集群

解决思路

降低磁盘IO次数，越低越好

内存存储

去除数据间关系，越简单越好

不存关系只存数据

NoSQL

NoSQL：即 Not-Only SQL（泛指非关系型的数据库），作为关系型数据库的补充

作用

应对基于海量用户和海量数据前提下的数据处理问题

特征

可扩容，可伸缩

大数据量下高性能

灵活的数据模型、高可用

常见 Nosql 数据库

Redis

HBase

MongoDB

应用场景(电商为例)

Redis

Redis (REmote DIctionary Server) 是用 C 语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库

特征

高性能

数据间没有必然的关联关系

内部采用单线程机制进行工作

多数据类型支持

字符串类型

列表类型

散列类型

集合类型

有序集合类型

zset/sorted_set

支持持久化，可以进行数据灾难恢复

应用场景

为热点数据加速查询（主要场景）

如热点商品、热点新闻、热点资讯、推广类等高访问量信息等

即时信息查询

如各位排行榜、各类网站访问统计、公交到站信息、在线人数信息（聊天室、网站）、设备信号等

时效性信息控制

如验证码控制、投票控制等

分布式数据共享

如分布式集群架构中的 session 分离消息队列

前期准备基于CentOS 7

下载

下载安装包

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.0.tar.gz

解压安装包

tar –xvf redis-5.0.0.tar.gz

编译（在解压的目录中执行）

make

安装（在解压的目录中执行）

make install

安装

redis-server

服务器启动命令

redis-cli

客户端启动命令

redis.conf

redis核心配置文件

redis-check-dump

RDB文件检查工具（快照持久化文件）

redis-check-aof

AOF文件修复工具

启动

服务器启动

参数启动

redis-server [--port port]

redis-server --port 6379

默认

配置文件启动

redis-server config_file_name

redis-server redis.conf

客户端启动

redis-cli [-h host] [-p port]

redis-cli –h 61.129.65.248 –p 6384

注意

服务器启动指定端口使用的是--port，客户端启动指定端口使用的是-p。-的数量不同。

基础环境设置约定

创建配置文件存储目录

mkdir conf

创建服务器文件存储目录（包含日志、数据、临时配置文件等）

mkdir data

创建快速访问链接

ln -s redis-5.0.0 redis

配置文件启动与设置

服务器端配置

设置服务器以守护进程的方式运行，开启后服务器控制台中将打印服务器运行信息（同日志内容相同）

daemonize yes|no

绑定主机地址

bind ip

设置服务器端口

port port

设置服务器文件保存地址

dir path

客户端配置

服务器允许客户端连接最大数量，默认0，表示无限制。当客户端连接到达上限后，Redis会拒绝新的连接

maxclients count

客户端闲置等待最大时长，达到最大值后关闭对应连接。如需关闭该功能，设置为 0

timeout seconds

日志配置

设置服务器以指定日志记录级别

loglevel debug|verbose|notice|warning

日志记录文件名

logfile filename

注意

日志级别开发期设置为verbose即可，生产环境中配置为notice，简化日志输出量，降低写日志IO的频度

基本操作

信息读写

设置 key，value 数据

set key value

set name itheima

根据 key 查询对应的 value，如果不存在，返回空（nil）

get key

get name

帮助信息

获取命令帮助文档

help [command]

help set

获取组中所有命令信息名称

help [@group-name]

help @string

退出命令行客户端模式

退出客户端

exit

quit

快捷键

Ctrl+C

清屏

clear

数据类型

介绍

业务数据的特殊性

原始业务功能设计

秒杀

618活动、双11活动

12306购票

运营平台监控到的突发高频访问数据

突发时政要闻

高频、复杂的统计数据

在线人数

投票排行榜

常用数据类型

字符串类型

string

列表类型

list

散列类型

hash

集合类型

set

有序集合类型

zset/sorted_set

应用较低

Redis数据存储格式

redis 自身是一个 Map，其中所有的数据都是采用 key : value 的形式存储

前面这一部分称为key。后面的一部分称为value，而数据类型，一定是修饰value的。

数据类型指的是存储的数据的类型，也就是 value 部分的类型，key 部分永远都是字符串

string

介绍

存储的数据

单个数据，最简单的数据存储类型，也是最常用的数据存储类型

存储数据的格式

一个存储空间保存一个数据

存储内容

通常使用字符串，如果字符串以整数的形式展示，可以作为数字操作使用

一个key对一个value，而这个itheima就是string类型，当然它也可以是一个纯数字的格式

操作

基础指令

添加/修改数据

set key value

添加/修改多个数据

mset key1 value1 key2 value2 …

m：Multiple

判定性添加数据

setnx key value

结果为0表失败，结果为1表成功

key不存在才能添加成功

获取数据

get key

获取多个数据

mget key1 key2 …

m：Multiple

删除数据

del key

获取数据字符个数（字符串长度）

strlen key

追加信息到原始信息后部（如果原始信息存在就追加，否则新建）

append key value

补充

单数据操作与多数据操作

当影响的数据比较少的时候，可以用单指令，也可以用多指令。但是一旦这个量大了，就要选择多指令了，效率会高一些

扩展指令

设置数值数据增加指定范围的值

incr key

每次加一

incrby key increment

每次加increment

incrbyfloat key increment

对小数

设置数值数据减少指定范围的值

decr key

每次减一

decrby key increment

每次减increment

设置数据具有指定的生命周期

setex key seconds value

设置存活时间，单位秒

psetex key milliseconds value

设置存活时间，单位毫秒

注意事项

数据操作不成功的反馈与数据正常操作之间的差异

表示运行结果是否成功

(integer) 0 → false

失败

(integer) 1 → true

成功

表示运行结果值

(integer) 3 → 3

3个

(integer) 1 → 1

1个

数据未获取到时，对应的数据为（nil），等同于null

数据最大存储量：512MB

string在redis内部存储默认就是一个字符串，当遇到增减类操作incr，decr时会转成数值型进行计算

按数值进行操作的数据，如果原始数据不能转成数值，或超越了redis 数值上限范围，将报错9223372036854775807（java中Long型数据最大值，Long.MAX_VALUE）

redis所有的操作都是原子性的，采用单线程处理所有业务，命令是一个一个执行的，因此无需考虑并发带来的数据影响

应用场景

string主要应用于主页高频访问信息显示控制

例子

新浪微博大V主页显示粉丝数与微博数量

解决

在redis中为大V用户设定用户信息，以用户主键和属性值作为key，后台设定定时刷新策略即可

json

数据库中的热点数据key命名惯例

hash

介绍

新的存储需求

对一系列存储的数据进行编组，方便管理，典型应用存储对象信息

需要的存储结构

一个存储空间保存多个键值对数据

hash类型

底层使用哈希表结构实现数据存储

这种结构叫做hash，左边一个key，对右边一个存储空间。右边这块儿存储空间叫hash，也就是说hash是指的一个数据类型，指的不是一个数据，是这里边的一堆数据，它底层是用hash表的结构来实现的

注意

如果field数量较少，存储结构优化为类数组结构

如果field数量较多，存储结构使用HashMap结构

操作

基本指令

添加/修改数据

hset key field value

添加/修改多个数据

hmset key field1 value1 field2 value2 …

获取数据

hget key field

hgetall key

获取多个数据

hmget key field1 field2 …

删除数据

hdel key field1 [field2]

设置field的值，如果该field存在则不做任何操作

hsetnx key field value

获取哈希表中字段的数量

hlen key

获取哈希表中是否存在指定的字段

hexists key field

扩展指令

获取哈希表中所有的字段名或字段值

hkeys key

字段名

hvals key

字段值

设置指定字段的数值数据增加或减少指定范围的值

hincrby key field increment

increment设置为负数则为减

hincrbyfloat key field increment

increment设置为负数则为减

注意事项

hash类型中value只能存储字符串，不允许存储其他数据类型，不存在嵌套现象。如果数据未获取到，对应的值为（nil）

每个 hash 可以存储 2^32 - 1 个键值对

hash类型十分贴近对象的数据存储形式，并且可以灵活添加删除对象属性。但hash设计初衷不是为了存储大量对象而设计的，切记不可滥用，更不可以将hash作为对象列表使用

hgetall 操作可以获取全部属性，如果内部field过多，遍历整体数据效率就很会低，有可能成为数据访问瓶颈

应用场景

例子

双11活动日，销售手机充值卡的商家对移动、联通、电信的30元、50元、100元商品推出抢购活动，每种商品抢购上限1000 张

解决

以商家id作为key，将参与抢购的商品id作为field，将参与抢购的商品数量作为对应的value，抢购时使用降值的方式控制产品数量

实际业务中还有超卖等实际问题，这里不做讨论

list

介绍

数据存储需求

存储多个数据，并对数据进入存储空间的顺序进行区分

需要的存储结构

一个存储空间保存多个数据，且通过数据可以体现进入顺序

list类型

保存多个数据，底层使用双向链表存储结构实现

操作

基本指令

添加/修改数据

lpush key value1 [value2] ……

rpush key value1 [value2] ……

获取数据

lrange key start stop

start、stop是起止索引位置

获取并移除数据

lpop key

rpop key

获取对应索引位置

lindex key index

获取长度

llen key

扩展指令

移除指定数据

lrem key count value

count指移除数量

规定时间内获取并移除数据

blpop key1 [key2] timeout

brpop key1 [key2] timeout

brpoplpush source destination timeout

从source取然后存入destination

注意事项

list中保存的数据都是string类型的，数据总容量是有限的，最多2^32 - 1 个元素(4294967295)

list具有索引的概念，但是操作数据时通常以队列的形式进行入队出队操作，或以栈的形式进行入栈出栈操作

获取全部数据操作结束索引设置为-1

list可以对数据进行分页操作，通常第一页的信息来自于list，第2页及更多的信息通过数据库的形式加载

应用场景

例子

企业运营过程中，系统将产生出大量的运营数据，如何保障多台服务器操作日志的统一顺序输出

解决

依赖list的数据具有顺序的特征对信息进行管理

使用队列模型解决多路信息汇总合并的问题

使用栈模型解决最新消息的问题

set

介绍

新的存储需求

存储大量的数据，在查询方面提供更高的效率

需要的存储结构

能够保存大量的数据，高效的内部存储机制，便于查询

set类型

与hash存储结构完全相同，仅存储键，不存储值（nil），并且值是不允许重复的

操作

基本指令

添加数据

sadd key member1 [member2]

获取全部数据

smembers key

删除数据

srem key member1 [member2]

获取集合数据总量

scard key

判断集合中是否包含指定数据

sismember key member

随机获取集合中指定数量的数据

srandmember key [count]

随机获取集中的某个数据并将该数据移除集合

spop key [count]

扩展指令

求两个集合的交、并、差集

sinter key1 [key2 …]

sunion key1 [key2 …]

sdiff key1 [key2 …]

求两个集合的交、并、差集并存储到指定集合中

sinterstore destination key1 [key2 …]

sunionstore destination key1 [key2 …]

sdiffstore destination key1 [key2 …]

将指定数据从原始集合中移动到目标集合中

smove source destination member

补充

注意事项

set 类型不允许数据重复，如果添加的数据在 set 中已经存在，将只保留一份

set 虽然与hash的存储结构相同，但是无法启用hash中存储值的空间

应用场景

例子

黑名单

资讯类信息类网站追求高访问量，但是由于其信息的价值，往往容易被不法分子利用，通过爬虫技术，快速获取信息，个别特种行业网站信息通过爬虫获取分析后，可以转换成商业机密进行出售。例如第三方火车票、机票、酒店刷票代购软件，电商刷评论、刷好评

白名单

对于安全性更高的应用访问，仅仅靠黑名单是不能解决安全问题的，此时需要设定可访问的用户群体，依赖白名单做更为苛刻的访问验证

解决

基于经营战略设定问题用户发现、鉴别规则

周期性更新满足规则的用户黑名单，加入set集合

用户行为信息达到后与黑名单进行比对，确认行为去向

黑名单过滤IP地址：应用于开放游客访问权限的信息源

黑名单过滤设备信息：应用于限定访问设备的信息源

黑名单过滤用户：应用于基于访问权限的信息源

常用指令

key

介绍

key是一个字符串，通过key获取redis中保存的数据

常用指令

基础

删除指定key

del key

获取key是否存在

exists key

获取key的类型

type key

排序

sort

改名

rename key newkey

renamenx key newkey

时效性控制

为指定key设置有效期

expire key seconds

pexpire key milliseconds

expireat key timestamp

pexpireat key milliseconds-timestamp

获取key的有效时间

ttl key

pttl key

切换key从时效性转换为永久性

persist key

查询模式

查询key

keys pattern

查询模式规则

匹配任意数量的任意符号

？

配合一个任意符号

[]

匹配一个指定符号

例子

keys *

查询所有

keys it*

查询所有以it开头

keys *heima

查询所有以heima结尾

keys ??heima

查询所有前面两个字符任意，后面以heima结尾

keys u[st]er:1

询所有以u开头，以er:1结尾，中间包含一个字母，s或t

数据库

介绍

key是由程序员，redis在使用过程中，伴随着操作数据量的增加，会出现大量的数据以及对应的key，数据不区分种类、类别混杂在一起，极易出现重复或中突

redis为每个服务提供有16个数据库编号从0到15，每个数据库之间的数据相互独立

在对应的数据库中划出一块区域，说他就是几，你就用几那块，同时，其他的这些都可以进行定义，一共是16个，这里边需要注意一点，他们这16个共用redis的内存。没有说谁大谁小，也就是说数字只是代表了一块儿区域，区域具体多大未知。这是数据库的一个分区的一个策略！

常用指令

切换数据库

select index

默认0号

服务器是否连通

ping

pong：连通

数据移动

move key db

数据总量

dbsize

数据清除

flushdb

清除当前库

flushall

全部清除

Jedis

介绍

Jedis用于Java语言连接redis服务，并提供对应的操作API

API文档

http://xetorthio.github.io/jedis/

前期准备

jar包导入

下载

https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis

maven

<dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>2.9.0</version></dependency>

基本操作

连接redis

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);

操作redis

jedis.set("name", "itheima");

jedis.get("name");

注意

方法名与redis操作基本一致，注意返回值即可

关闭redis连接

jedis.close();

简易工具类JedisUtils

基于连接池获取连接

JedisPool

Jedis提供的连接池技术

poolConfig

连接池配置对象

host

redis服务地址

port

redis服务端口号

封装连接参数

jedis.properties

加载配置信息

静态代码块初始化资源

获取连接

对外访问接口，提供jedis连接对象，连接从连接池获取

可视化客户端

Redis Desktop Manager

持久化

介绍

将文件由内存中保存到硬盘中的这个过程，叫做数据保存，也就叫做持久化。将硬盘的数据再读取出来，加载到内存中这个过程叫做数据恢复

利用永久性存储介质将数据进行保存，在特定的时间将保存的数据进行恢复的工作机制称为持久化。持久化用于防止数据的意外丢失，确保数据安全性。

持久化方式

快照存储

保存的是某一时刻的数据状态

将当前数据状态进行保存，快照形式，存储数据结果，存储格式简单，关注点在数据

日志存储

保存所有的操作过程

将数据的操作过程进行保存，日志形式，存储操作过程，存储格式复杂，关注点在数据的操作过程

RDB

介绍

RDB是Redis进行快照存储的一种方式

启动RDB

常用方式

save指令

bgsave指令

save配置自动执行

特殊方式

服务器运行过程中重启

debug reload

关闭服务器时指定保存数据

shutdown save

全量复制

优点

RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，存储效率较高

RDB内部存储的是redis在某个时间点的数据快照，非常适合用于数据备份，全量复制等场景

RDB恢复数据的速度要比AOF快很多

缺点

RDB方式无论是执行指令还是利用配置，无法做到实时持久化，具有较大的可能性丢失数据

bgsave指令每次运行要执行fork操作创建子进程，要牺牲掉一些性能

Redis的众多版本中未进行RDB文件格式的版本统一，有可能出现各版本服务之间数据格式无法兼容现象

宕机带来的数据丢失风险

应用

服务器中每X小时执行bgsave备份，并将RDB文件拷贝到远程机器中，用于灾难恢复

save指令

手动执行一次保存操作

save