redis数据库的基础命令和一些问题

redis  有16个数据库 以key-value键值对存储
key相当于数据库中的表,存储类别有字符串、哈希值、列表、集合、有序集合组成。

各个类型命令和特性:
字符串类别示例(以字符串存储)
    set key value;//一个key只有一个值
    get key;//获取key的value值;
哈希类别示例(存储键值对)
    hmset key key1 value key2 value key3 value ...//[key1,value]、[key2,value]、[key3,value]..类似数据结构中
        的multimap中的key,value。但是数据存储无序,key不允许重复。
    hmset key field1 批量设置键值对
    hmget key field1批量获取指定key的value值
    hset key field设置某一键值的value值
    hget key field获取某一键值的value值
    hdel key field删除一个或多个键值
    hexists key field查看指定key是否存在
    hkeys key 获取所有fields(keys值)
    hvals key 获取多有values(值)
    hincrby key field increment //为哈希表中的指定字段的整数值加上increment
    HINCRBYFLOAT key field increment
    //为哈希表中的指定字段的浮点数值加上increment
列表类别示例(以字符串存储)
    列表是按插入顺序排序的字符串列表
    lpush key value1 value2 value3 是按先进后出类似栈的形式添加到列表中
    rpush key value1 value2 value3
    是按先进先出类似队列的形式添加到列表中
    blpop key 1
    删除列表第一个元素,没有元素阻塞1秒
    brpop key 1
    删除列表最后一个元素,没有元素阻塞1秒
    lindex key num
    通过索引num数获取位于索引的值类似vector
    linsert key after/before value1 value2
    插入指定value1元素的后面或者前面
    llen key
    查看列表的长度
    lpop key
    删除列表第一个元素并获取删除的元素值
    lrange key start stop
    获取列表从start 索引到stop索引的全部元素
    lrem key count value
    lrem 根据参数count值,移除列表中与参数value相等的元素
    COUNT 的值可以是以下几种:
        count > 0 : 从表头开始向表尾搜索,移除与 VALUE 相等的元素,数量为 COUNT 。
        count < 0 : 从表尾开始向表头搜索,移除与 VALUE 相等的元素,数量为 COUNT 的绝对值。
        count = 0 : 移除表中所有与 VALUE 相等的值。
    ltrim key start stop
    对一列表进行修剪,让列表只保留指定区间的元素,超过区间就不要了
    rpop key
    删除列表中最后一个元素
    rpoplpush sourcekey  destinationkey
    删除原列表最后一个元素添加到目的列表中
    brpoplpush source destination timeout
    从列表中弹出一个值,将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它;如果列表中没有则会阻塞等待超时或发现可弹出元素为止
集合 set
Set是string类型的无序集合。集合成员是唯一的,集合中不能出现重复的数据
    sadd key member1 member2
    向集合添加一个或多个成员
    scard key
    获取集合的成员数
    sdiff key1 key2
    返回第一个集合与其他集合之间的差异(非交集)
    sdiffstore destination key1 key2
    返回给定所有集合的差集(非交集)并存储在destination中
    sinter key1 key2
    返回给定所有集合的交集
    sinterstore destination key1 key2
    返回给定所有集合的交集并存储在 destination中
    sismember key member
    判断member元素是否是集合key成员
    smembers key
    返回集合中的所有成员
    smove source destination member
    将member元素从source集合移动到destination集合
    spop key
    移除并返回集合中的一个随机元素
    srandmember key count
    返回集合中一个或多个随机数
    srem key member1 member2
    移除集合中一个或多个成员
    sunion key1 key2
    返回所有给定集合的并集
    sunionstore destination key1 key2
    所有给定集合的并集存储在destination集合中
有序集合 sorted set
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排序,相同分数也是从小到大排序
有序集合的成员是唯一的,但分数却可以重复
集合是通过哈希表实现的,复杂度都是o(1)
    zadd key score1 member1 score2 member2
    向有序集合添加一个或多个成员,或者更新已存在成员的分数
    zcard key
    获取有序集合的成员数
    zcount key min max
    计算在有序集合中指定区间分数的成员数
    zincrby key increment member
    有序集合中对指定成员的分数加上增量increment
    zinterstore destination numkeys key1 key2
    计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合destination中
    zrange key start stop 
    通过索引区间返回有序集合指定区间内的成员
    zrangebyscore key min max
    通过分数返回有序集合指定区间内的成员
    zrank key member
    返回有序集合中指定成员的索引
    zrem key member1 member2
    移除有序集合中的一个或多个成员
    zremrangebyscore key min max
    移除有序集合中给定的分数区间的所有成员
    zrevrange key start stop
    返回有序集合中指定区间内的成员,通过索引,分数从高到低
    zscore key member
    返回有序集合指定成员的分数值
    zunionstore destination numkeys key1 key2
    计算给定的一个或多个有序集的并集,并存储在新的key中
redis 发布订阅
redis 发布订阅是一种消息通信模式:发送者pub发送消息,订阅者(sub)接收消息。
redis客户端可以订阅任意数量的频道.
    psubscribe pattern1 pattern2
    订阅一个或多个符合给定模式的频道。
    pubsub subcommand
    查看订阅与发布系统状态
    publish channel message
    将消息发送到指定的频道
    punsubscribe pattern1 pattern2
    退订所有给定模式的频道
    subscribe channel
    订阅给定的一个或多个频道的信息
    unsubscribe channel
    指退订给定的频道
redis 事务
redis 事务可以一次执行多个命令,并且带有以下三个重要的保证
 批量操作在发送exec 命令前被放入队列缓存
 收到exec命令后进入事务执行,事务中任意命令执行失败,其余的命令依然被执行。
 在事务执行过程,其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。
 一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段:
 开始事务
 命令入队
 执行事务
 discard
 取消事务,放弃执行事务块内的所有命令
 exec
 执行所有事务块内的命令
 multi
 标记一个事务块的开始
 unwatch
 取消watch命令对所有key的监视
 watch key key1。。
 监视一个或多个key,如果在事务执行之前这个key被其他命令所改动,那么事务将被打断。
redis 脚本
eval script numkeys key1 key2
执行lua脚本
evalsha sha1 numkeys key1 key2
执行lua脚本
script exists script
查看指定的脚本是否已经被保存在缓存当中。
script flush
从脚本缓存中移除所有脚本.
script kill
杀死当前正在运行的lua脚本
script load script
将脚本script添加到脚本缓存中,但并不立即执行这个脚本

疑问
redis 什么时候进行缓存,什么时候写入硬盘,为什么会这么快?
这些问题在redis服务的配置文件中是可以解释。
. Redis默认不是以守护进程的方式运行,可以通过该配置项修改,使用yes启用守护进程

    daemonize no

2. 当Redis以守护进程方式运行时,Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件,可以通过pidfile指定

    pidfile /var/run/redis.pid

3. 指定Redis监听端口,默认端口为6379,作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用6379作为默认端口,因为6379在手机按键上MERZ对应的号码,而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字

    port 6379

4. 绑定的主机地址

    bind 127.0.0.1

5.当 客户端闲置多长时间后关闭连接,如果指定为0,表示关闭该功能

    timeout 300

6. 指定日志记录级别,Redis总共支持四个级别:debug、verbose、notice、warning,默认为verbose

    loglevel verbose

7. 日志记录方式,默认为标准输出,如果配置Redis为守护进程方式运行,而这里又配置为日志记录方式为标准输出,则日志将会发送给/dev/null

    logfile stdout

8. 设置数据库的数量,默认数据库为0,可以使用SELECT <dbid>命令在连接上指定数据库id

    databases 16

9. 指定在多长时间内,有多少次更新操作,就将数据同步到数据文件,可以多个条件配合

    save <seconds> <changes>

    Redis默认配置文件中提供了三个条件:

    save 900 1

    save 300 10

    save 60 10000

    分别表示900秒(15分钟)内有1个更改,300秒(5分钟)内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

10. 指定存储至本地数据库时是否压缩数据,默认为yes,Redis采用LZF压缩,如果为了节省CPU时间,可以关闭该选项,但会导致数据库文件变的巨大

    rdbcompression yes

11. 指定本地数据库文件名,默认值为dump.rdb

    dbfilename dump.rdb

12. 指定本地数据库存放目录

    dir ./

13. 设置当本机为slav服务时,设置master服务的IP地址及端口,在Redis启动时,它会自动从master进行数据同步

    slaveof <masterip> <masterport>

14. 当master服务设置了密码保护时,slav服务连接master的密码

    masterauth <master-password>

15. 设置Redis连接密码,如果配置了连接密码,客户端在连接Redis时需要通过AUTH <password>命令提供密码,默认关闭

    requirepass foobared

16. 设置同一时间最大客户端连接数,默认无限制,Redis可以同时打开的客户端连接数为Redis进程可以打开的最大文件描述符数,如果设置 maxclients 0,表示不作限制。当客户端连接数到达限制时,Redis会关闭新的连接并向客户端返回max number of clients reached错误信息

    maxclients 128

17. 指定Redis最大内存限制,Redis在启动时会把数据加载到内存中,达到最大内存后,Redis会先尝试清除已到期或即将到期的Key,当此方法处理 后,仍然到达最大内存设置,将无法再进行写入操作,但仍然可以进行读取操作。Redis新的vm机制,会把Key存放内存,Value会存放在swap区

    maxmemory <bytes>

18. 指定是否在每次更新操作后进行日志记录,Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘,如果不开启,可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的,所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no

    appendonly no

19. 指定更新日志文件名,默认为appendonly.aof

     appendfilename appendonly.aof

20. 指定更新日志条件,共有3个可选值: 
    no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘(快) 
    always:表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘(慢,安全) 
    everysec:表示每秒同步一次(折衷,默认值)

    appendfsync everysec

21. 指定是否启用虚拟内存机制,默认值为no,简单的介绍一下,VM机制将数据分页存放,由Redis将访问量较少的页即冷数据swap到磁盘上,访问多的页面由磁盘自动换出到内存中(在后面的文章我会仔细分析Redis的VM机制)

     vm-enabled no

22. 虚拟内存文件路径,默认值为/tmp/redis.swap,不可多个Redis实例共享

     vm-swap-file /tmp/redis.swap

23. 将所有大于vm-max-memory的数据存入虚拟内存,无论vm-max-memory设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis的索引数据 就是keys),也就是说,当vm-max-memory设置为0的时候,其实是所有value都存在于磁盘。默认值为0

     vm-max-memory 0

24. Redis swap文件分成了很多的page,一个对象可以保存在多个page上面,但一个page上不能被多个对象共享,vm-page-size是要根据存储的 数据大小来设定的,作者建议如果存储很多小对象,page大小最好设置为32或者64bytes;如果存储很大大对象,则可以使用更大的page,如果不 确定,就使用默认值

     vm-page-size 32

25. 设置swap文件中的page数量,由于页表(一种表示页面空闲或使用的bitmap)是在放在内存中的,,在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存。

     vm-pages 134217728

26. 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的,可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4

     vm-max-threads 4

27. 设置在向客户端应答时,是否把较小的包合并为一个包发送,默认为开启

    glueoutputbuf yes

28. 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时,采用一种特殊的哈希算法

    hash-max-zipmap-entries 64

    hash-max-zipmap-value 512

29. 指定是否激活重置哈希,默认为开启(后面在介绍Redis的哈希算法时具体介绍)

    activerehashing yes

30. 指定包含其它的配置文件,可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件,而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

    include /path/to/local.conf
31 redis的过期策略以及内存淘汰机制,redis采用的是定期删除+惰性删除策略。
    为什么不用定时删除策略?
    定时删除,用一个定时器来负责监视key,过期则自动删除。虽然内存及时释放,但是十分消耗CPU资源。在大并发请求下,CPU要将时间应用在处理请求,而不是删除key,因此没有采用这一策略.
    定期删除+惰性删除是如何工作的呢?
    定期删除,redis默认每个100ms检查,是否有过期的key,有过期key则删除。需要说明的是,redis不是每个100ms将所有的key检查一次,而是随机抽取进行检查(如果每隔100ms,全部key进行检查,redis岂不是卡死)。因此,如果只采用定期删除策略,会导致很多key到时间没有删除。
    于是,惰性删除派上用场。也就是说在你获取某个key的时候,redis会检查一下,这个key如果设置了过期时间那么是否过期了?如果过期了此时就会删除。
        采用定期删除+惰性删除就没其他问题了么?
    不是的,如果定期删除没删除key。然后你也没及时去请求key,也就是说惰性删除也没生效。这样,redis的内存会越来越高。那么就应该采用内存淘汰机制。

    maxmemory-policy allkeys-lru
    该配置就是配内存淘汰策略的(什么,你没配过?好好反省一下自己)
    1)noeviction:当内存不足以容纳新写入数据时,新写入操作会报错。应该没人用吧。    
    2)allkeys-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最近最少使用的key。推荐使用。    
    3)allkeys-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,随机移除某个key。应该也没人用吧,你不删最少使用Key,去随机删。
    4)volatile-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,移除最近最少使用的key。这种情况一般是把redis既当缓存,又做持久化存储的时候才用。不推荐
    5)volatile-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,随机移除某个key。依然不推荐
    6)volatile-ttl:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中,有更早过期时间的key优先移除。不推荐
    ps:如果没有设置 expire 的key, 不满足先决条件(prerequisites); 那么 volatile-lru, volatile-random 和 volatile-ttl 策略的行为, 和 noeviction(不删除) 基本上一致。

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