redis 系列一（redis介绍-安装-数据结构）

Redis 的由来

Redis（全称：Remote Dictionary Server 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。从2010年3月15日起，Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始，Redis的开发由Pivotal赞助。

Redis 非关系型数据库，是互联网技术领域最为广泛使用的存储中间件是 Remote Dictionary Service 的缩写，超高的性能，完美的文档，和简洁的源码和丰富的（多语言）客户端库支持，在开源中间件领域受好评，还有目前发行版本是单线程所以是安全的所以减少了，许多需要考虑的地方。

使用的公司：

本人在国内Top3的支付公司也是使用的 Redis，但是redis 也有许多的漏洞，需要运维同学注意。

一、为什么使用 Redis

解决应用服务器的cpu和内存压力
减少io的读操作，减轻io的压力
关系型数据库的扩展性不强，难以改变表结构

二、优点：

nosql数据库没有关联关系，数据结构简单，拓展表比较容易
nosql读取速度快，对较大数据处理快

三、适用场景：

数据高并发的读写
海量数据的读写
对扩展性要求高的数据
防止刷接口
秒杀
字典值
控制开关
临时数据
计算附近的距离
记录点赞数（可以增加和减少）
快速显示用户的列表
缓存用户的历史数据
...... 还有许多，根据业务场景可以不同的扩展

四、不适场景：

需要事务支持（非关系型数据库）
基于sql结构化查询储存，关系复杂
单线程的能力有限，不能同时处理大量的数据的任务（好像是redis 6版本中加入了多线程）

安装redis

环境centos7

百度云

$ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.7.tar.gz
$ tar xzf redis-5.0.7.tar.gz
$ cd redis-5.0.7
$ make

$ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.7.tar.gz

内容有这些文件

第一步下载
解压
进入目标文件进行make 这里注意一下我的这个服务器是新的什么内容都没有这有一个报错
4步骤中没有出现可以执行6，有出现4的情况执行5 下载安装 gcc :直接通过命令：原因redis 是c语言写的编译需要使用到gcc
```
yum install gcc-c++ -y
```
进入文件夹执行命令 make 有可能会有报错
如果有7这样的错误执行 8，同理没有执行9 make MALLOC=libc
修改 redis.conf 文件改为yes
daemonize yes
注意版本不同进行启动的地方也不一样我的是最新的 5.0.7 版本 redis-server 是在 src / 下的
启动命令
./redis-server ./redis.conf &
启动好的土星是这样的

Redis 的安装还是非常的简单的。

后期有时间写一篇博客来具体说一下 redis 的集群是如何搭建的

Redis 数据结构：

redis 有5种数据结构分别是 String（字符串）,List（集合）,set（集合）,zset（有序集合）,hash(字典)是redis 的基础，也是最重要的地方。

Redis 的所有的数据结构都是这样的一个唯一的key作为名称，通过这个key来获取对应的数据（value）不同的是value的数据结构是不一样的。

String(字符串) ：String 是redis 中最简单的，字符串结构非常广泛，一般保存用户的信息，商品的信息，配置信息，key是设定的+id号， value是通过数据库的信息在json 转换一下保存到redis中来缓存，（注意DO对象需要序列化，通过实现Serializable）在通过redis 反序列化读取出来。Redis 的字符串是动态字符串，是可以进行修改的字符串，内部的实现类似java的ArrayList，采取的是预分配空间和动态扩容，目的是为了减少内存的频繁的分配。扩容的原理是小于1MBdouble空间，大于1MB加1MB，注意最大空间为512M。

举例通过命令的增加 key就是name 对应的value是xuxiaoguan 这是简单的一个key value的加入

127.0.0.1:6379> set name xuxiaoguan
OK
127.0.0.1:6379> get name
"xuxiaoguan"
127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> del name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name
(nil)

现在是批量的加入数据模板格式 mset mget

127.0.0.1:6379> mset name1 boy1 name2 boy2
OK
127.0.0.1:6379> mget name1 name2
1) "boy1"
2) "boy2"
127.0.0.1:6379>

对键值对进行设置过期时间这样利用空间，过期自动进行删除，一般用来控制缓存的过期的时间

127.0.0.1:6379> set name xuxiaoguan 
OK
127.0.0.1:6379> get name
"xuxiaoguan"
// 这里开始设置过期的时间为3秒需要指定的key
127.0.0.1:6379> expire name  3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name
(nil)

计数

value 是一个整数，可以进行自增的，但是有范围的，（signed long的最大值和最小值之间）超过了会报错的

127.0.0.1:6379> set SetAgeValue 60
OK
127.0.0.1:6379> incr SetAgeValue
(integer) 61
127.0.0.1:6379> incrby  SetAgeValue 9
(integer) 70
127.0.0.1:6379> incrby  SetAgeValue -20
(integer) 50

List （列表）

Redis 的list和Java的Arraylist 差不多，这里的list 是链表（java是数组）插入和删除的速度非常快时间复杂度是o(1) ,但是查找和指定插入就会浪费时间o(n),这会让许多人感到意外。 list使用的是双向指针。列表中没有了元素了，会进行自动的删除，节省空间。

redis 的队列结构通常用来做异步对列，先进先出，将需要处理的结构体序列化后放入对列中，另外一个线程进行读取（消费）

127.0.0.1:6379> rpush book python java go
(integer) 3
127.0.0.1:6379> llen book
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpop book
"python"
127.0.0.1:6379> lpop book
"java"
127.0.0.1:6379> lpop book
"go"
127.0.0.1:6379> lpop book
(nil)

数据结构中有一种类型是栈：格式是先进后出的，和队列是向反的

127.0.0.1:6379> rpush book python java go
(integer) 3
127.0.0.1:6379> rpop book
"go"
127.0.0.1:6379> rpop book
"java"
127.0.0.1:6379> rpop book
"python"
127.0.0.1:6379> rpop book
(nil)

Redis list 其实还不像linkedList 往下看更是一个zipList ，将所有的数据双向指针精密连接储存的，分配的是一块连续的内存。当数据量比较大的时候改为quickList, 所以说Redis的List是zipList+quickList组成的。 quickList 满足了快速的插入和删除的，

hash(字典)

Redis 的字典和java（1.7版本以前）的hashmap区别不大的，都是数组+链表，hash碰撞的使用链表串起来的。

Redis和java中的区别点：

java 中的key是可以任意类型支持自定义的，但是redis hash的key只可以是String类型的。
java 中的rehash 当hash很小或很大时，都是一次性的rehash 会很耗时，但是Redis因为是单线程的，为了高性成的，为了低耗时，不阻塞，所以采用了，渐进式rehash。

渐进式rehash：同时分配出新的空间出来，保持原有的，新加入的数据指向新的hash中，（查询的时候也会指向这两个hash），后续通过定时任务来合并这两个hash，一点点的迁移，这里不是用的单线程，使用的是子线程。数据迁移完成后，会自动的删除原来的hash，指向新的hash。

hash 可以保存数据类型挺多的，比如用户的信息，不同的字段对应不同的值。获取某一个值可以直接获取，不需要像String一样全部的获取到，浪费网络的流量。

但是hash也是有缺点的：hash 的结构存储高于单个字符串，所以我们在开发中使用hash还是String 我们自己需要衡量一下。

127.0.0.1:6379> hset javaSet java  "think in java"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset javaSet python CodePython
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset javaSet go CodeGo
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall javaSet             ## 注意这里key 和 value是隔行展示的
1) "java"
2) "think in java"
3) "python"
4) "CodePython"
5) "go"
6) "CodeGo"
127.0.0.1:6379> hlen javaSet
(integer) 3
127.0.0.1:6379> hget javaSet go
"CodeGo"
127.0.0.1:6379> hset javaSet go "happy code"
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hget javaSet go
"happy code"

hash 的操作命令有这些

Set(集合)

Redis 的set和 java中的hashSet 区别不大的，内部的键值对都是无序的。不同的是Redis 的set对应的value值都是Null。

当集合中最后一个元素被移除完，数据结构被自动的删除，内存收回。

127.0.0.1:6379> sadd books java
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd books go
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd books python
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers books
1) "go"
2) "python"
3) "java"
## 从这里就可以看的出来set
127.0.0.1:6379> scard books  ## 数据的长度
(integer) 3
127.0.0.1:6379> spop books   ## 弹出一个数据
"go"
127.0.0.1:6379> sismember books java   ## 数据中是否包含
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember books python
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember books gos
(integer) 0

Zset(有序列表)

类似java中的SortedSet 和 HashMap 的结合体。

保证了内部value 的唯一性，同时还给每个value 加入了Score，代表这个value 的权重（我个人认为和优先级的定义差不多的）
zset最后一个数据被删除，数据结构被删除，内存会自动的收回。
zset可以用来保存用户的收藏更具时间的顺序加入，对应文章#活动#商品的id号。
可以保存学生的数据比如学生的分数可以直接进行排序。

127.0.0.1:6379> zadd javaBook  9.0  "think code in java One"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd javaBook  8.9  "think code in java Two"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd javaBook  8.6  "think code in java Three"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange javaBook 0 -1   ## 正序的展示的  从小到大
1) "think code in java Three"
2) "think code in java Two"
3) "think code in java One"
127.0.0.1:6379> zrevrange javaBook 0 -1   ## 倒叙的展示 从大到小
1) "think code in java One"
2) "think code in java Two"
3) "think code in java Three"

Zset的内部使用的是 “跳跃列表”来实现的，比较特殊所以也就比较复杂。可以和世界地图差不多的，世界->中国->江苏->南通->某市->某街道->门牌号是一个道理的。应为这些元素可能身间数职。

定位插入数据的时候，先从顶层定位，然后潜伏到下一级，一直到最合适的层级然后将数据插入进去。

而Redis的索引被提取为多层。如图：