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Redis 简介
Redis 简单介绍
Redis 是完全开源免费的，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库。
Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：
- 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 优势
- 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。 内存， C语言实现，单线程
- 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与其他key-value存储有什么不同？
- Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
- Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。
Redis的应用场景
- 缓存系统 （Http ——redis——storage）
- 任务队列，消息队列（kafka,rabbitMQ）
- 应用排行榜
- 网站访问统计（转发，评论）
- 数据过期处理
- 分布式集群架构中的session
一、Redis 的通用命令和数据结构
1.1 通用命令
| 通用命令 | 解释 |
| keys | 查看key，正则匹配也可以 |
| dbsize | 数据库的大小，时间复杂度O（1） |
| exists key | 判断key 是否存在，O（1） |
| del key | 删除key |
| expire key seconds | 设置过期时间 ttl, persist |
| type | 数据类型 |
启动 Redis（Window）
进入客户端窗口
keys * 的使用
- 热备从节点
- scan
1.2 数据结构和内部编码
1.3 单线程架构
串行的执行 ，就好比 过独木桥， 某个 时间只会执行一条命令。
单线程为什么这么快
- 纯内存
- 非阻塞 IO
- 避免线程切换和竟态消耗
使用 单线程要注意什么
- 一次只运行一条命令
- 拒绝长命令 keys ，flushall， flushdb , slow lua script , mutil/exec, operate big value (collection)
- 其实不是单线程
二、五种数据类型
2.1 字符串
value的 大小: 限制 为 512 M value的类型可以是 数字，字符串，二进制数
使用场景： 缓存、计算器、分布式锁
字符串API：get 、set 、setnx, del，incr，decr, mset, mget
获取多个 value
实现如下功能：
记录网站每个人的主页访问量：incr userid:pageview(单线程 ： 无竞争)
缓存视频的基本信息（数据源在MySQL中） 伪代码
通过一个 vid 获取视频信息，如果Redis 中存在 ，直接返回给 App Server ，不需要访问后端的服务器。如果Redis中没有取到则访问 MySQL，并将 数据会写到 Redis ，以便下次访问直接 到 Redis 中获取。
伪代码 实现：
public VideoInfo get (long id) {
String redisKey = redisPrefis + id;
VideoInfo videoInfo = redis.get(redisKey);
if(videoInfo == null) {
videoInfo = mysql.get(id);
if(videoInfo != null) {
// 序列化
redis.set(redisKey, serialize(videoInfo));
}
}
return videoInfo;
}分布式的 id 生成器
2.2 哈希
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。
Redis 中每个 hash 可以存储 232 - 1 键值对（40多亿）。
哈希值结构
数据 存储 逻辑图如下
其实 学过 Hbase的 同胞们 看了就感觉 颇深， Hbase 也是 非关系型的数据库包含Rowkey, ColumnFamily , column等 schema信息，Hbase 本身存储数据也是 KeyValue ，只不过 Hbase 的数据放在 HDFS中 ， Redis放在内存中。
哈希API：hget , hset , hdel , hexists , hlen ， hmget , hmset （O(n)）， hgetall （O(n)）, hvals , hkeys ，hincreby(hash key 对应的field 的value自增)
判断 name， age 是否存在（其实 这些命令都差不多）
多个 key ,value
key , value 分别获取
实现如下功能：
- 记录网站每个用户个人主页的访问量？
hincrby user:1:info pageview count- 缓存视频基本信息
public VideoInfo get(long id) {
String redisKey = redisPrefix + id; // key
Map<String, String> hashMap = redis.hgetAll(redisKey); // 获取 key 的所有 hash 值
VideoInfo videoInfo = transferMapToVideo(hashMap); // 将 hashMap 转为 vdieo
if( videoInfo == null ) {
videoInfo = mySql.get(id); // 从 MySQL中 获取
if ( videoInfo != null ) {
redis.hmset(redisKey, transferVideoToMap(videoInfo)); // 写回 Redis
}
}
return videoInfo;
}2.3 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）
一个列表最多可以包含 232 - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。
特点
有序，可重复， 左右两边可以弹出， 和Java的 List 相似，对 元素 可以的插入、删除可以做到精确的控制
列表API：rpush (右边) , lpush , lpop , rpop , lrem ， lrange(范围)， lindex(索引)、lset(改)
lrem 的使用 剖析
ltrim
简单示例
2.4 Set
Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。
Redis 中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)。
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)。
特点：无序、不重复
集合内API：sadd , srem , scard(计算) ， sismember（判断） , srandmember （随机取）, smembers（取所有）
2.5 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。
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)。 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)。 菜鸟教程 摘取
有序集合结构：
有序集合API：zadd, zrem , zcard(个数O（1）)， zrange (索引范围 升序 O（log(n)）) , zcount , zremrangebyrank , zrevrank , zrevrange , zrevrangebyscore
有序集合总结
| 操作类型 | 命令 |
| 基本操作 | zadd zrem zcard zincrby zscore |
| 范围操作 | zrange zrangebyscore zcount zremrangebyrank |
| 集合操作 | zunionstore zinterstore |
