关于redis:Redis学习笔记一-初遇篇

原本这篇文章叫三分钟入门 Redis 的，发现篇幅拉的太长，就不好意思叫三分钟入门 Redis 了，就当学习笔记了，我的学习笔记的话，个别就是三篇: 初遇、相识、甚欢。初遇讲根本思维和根本应用，相识讲高级个性和利用，甚欢篇讲思维与实现。如果哪一篇须要一点额定的常识，则会独立进去独自成一篇文章，像写 NIO 学习笔记的时候，须要用到操作系统和组成原理，我就写了《操作系统与通用计算机组成原理简论》。

是什么？

Redis 是 Remote Dictionary Server，直译为近程字典服务。

Redis is an open source (BSD licensed), in-memory data structure store, used as a database, cache and message broker
Redis 是一个开源的，存储在内存中的数据结构存储器，常被用来做数据库、缓存、音讯队列。

留神 Redis 本人认为本人是一个存储于内存中的数据结构构造存储器，再强调一遍，Redis 是一个内存中的数据结构存储器。
各位明确我在强调什么了吗? 我在强调数据结构，为什么强调这个呢? 以 java 为例，各种各样的框架和中间件层出不穷, 学着学着，就会有一种学不动的感觉了，这是失常的, 然而咱们肯定要重视领会它的设计思维，重视根底，这里的根底就包含数据结构，这个在大学时代重复被强调的课程。

回顾一下，工作中的数据结构呈现率也是很高的，MySQL 索引的 B + 树，图数据库中的图，所以我不倡议计算机专业的学生太过谋求框架和潮流的技术，感觉学校不交框架就是和社会脱节了，你根底学的好，会发现学这些框架非常的简略。

有什么长处?

• 快

内存速度十分快，而 Redis 将数据存储在内存中，天然也快。

• 文档全

当初我学习一项新技术，个别都先去官网先看看文档，Redis 的文档真是丰盛，我想晓得的，文档上都有。

• 构造丰盛

截止以后，Redis 提供的数据结构就有九种。

• 性能齐备

  • 多机性能:

    1. 复制
    2. Sentinel(哨兵)
    3. 集群
  • 数据库治理
  • 主动过期
  • 流水线
  • 事务
  • Lua 脚本

  • 模块

    • 长久化
    • 公布与订阅

多级性能、Lua 脚本、模块、公布与订阅属于高级个性，本篇不讲。

举荐的学习材料:
Redis 官网中文网站

先装置在说

Redis 举荐在 Linux 装置部署，其余操作系统上也能跑，只是性能不佳而已。
目前 Redis 最新版本是 6.0.7，个别风行都落后于最新版本，咱们本次抉择的是 5.0.9。
怎么装置，官网曾经讲得很分明了，不信你能够去看。

而后咱们依照官网讲的步骤，来装置一下:

wget http://download.redis.io/rele…

tar redis-5.0.9.tar.gz // 解压

mv redis-5.0.9 redis // 文件重命名
cd redis
make // 编译

make test // 测试编译是否胜利

src/redis-server // 启动 redis 服务端 这个是前台启动，不改配置文件的话, 启动后就始终卡这里，

Redis 的官网文档真的是非常丰盛，你能够轻松的在 Documentation 中找到如何配置 Redis

个别咱们改配置文件，也就改三处:

• 对应的是 正文 bind 127.0.0.1

网上的很多解释是 bind 是用来限度 IP 拜访的，我尝试过发现是有效的，我找到了 Redis 对这个属性的解释:
If the computer running Redis is directly exposed to the internet, binding to all the interfaces is dangerous and will expose the instance to everybody on the internet. So by default we uncomment the following bind directive, that will force Redis to listen only into the IPv4 loopback interface address (this means Redis will be able to accept connections only from clients running into the same computer it is running).
IF YOU ARE SURE YOU WANT YOUR INSTANCE TO LISTEN TO ALL THE INTERFACES JUST COMMENT THE FOLLOWING LINE.
如果运行在服务器上的 redis 并且间接向互联网裸露，绑定所有的接口是危险的，将会裸露给互联网上的所有人。
这里的接口咱们能够了解为网卡，每个网卡领有一个 mac 地址与 IP 地址绝对应，bind 指定 IP 就是指监听这个该 IP 对应网卡的申请(一台服务器能够领有多个网卡)。默认状况下，咱们没有正文这段，这将会强制 Redis 只容许本机上的客户端连贯（意思是客户端和服务端必须运行在一台主机上）

• 设置明码 搜寻 requirepass 属性

Warning: since Redis is pretty fast an outside user can try up to
150k passwords per second against a good box. This means that you should
use a very strong password otherwise it will be very easy to break.
内部用户每秒能够尝试 15 万个明码，因为 Redis 非常快，如果你的明码不够强壮，他将很容易被攻破。
看到这里的我，流下来眼泪，当初 Redis 明码不够强壮，老是被挖矿的盯上，而后服务器 CPU 跑满。

• 后盾启动 daemonize no 改为 yes

设置我明码，我打算产生一个 16 位的随机字符串，保障我的明码足够强壮:

而后让 Redis 服务端启动的时候按咱们批改的配置文件走:

src/redis-server redis.conf   
redis-cli  连贯服务端
auth 明码 登陆 

可能有的教程，在装 Redis 的时候会让你关掉防火墙，但我不倡议你这么做，之前我的阿里云服务器血与泪的教训。
防火墙对 6379 端口放行。
firewall-cmd –query-port=6379/tcp

如果你不想装置

redis 官网提供了在线版本:

根本数据类型和主动过期

大体上咱们学习如何应用数据结构的时候，个别也就是能存什么，怎么取，怎么存。所以上面也是讲怎么取，怎么存的。
然而我不筹备对 Redis 的命令做百科全书式的介绍，这有违本文的初衷。
截止目前为止，共提供了九种数据类型, 本文只讲八种:

• Binary-safe strings 字符串.
• Lists 列表
• Sets 汇合
• Sorted sets 有序汇合
• Hashes 散列
• Bit arrays 位图
• HyperLogLogs (临时想不到好的译名)
• GEO(地理坐标)

流属于高级一点的数据结构，须要配合音讯队列来讲，所以本篇不讲。

字符串

能存什么?

尽管这种数据类型叫字符串，然而可不是不同那种一般的字符串，因为这种数据类型还能够存数字、图片、视频、音频、压缩文件等更为简单的二进制数据。

如何存？

个别操纵 redis 字符串命令格局如下:
单个新增:

    set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

批量新增

mset key1 value1 key2 value2......

中括号内的代表的是可选参数，其余是必选参数。
EX 和 PX 代表存活工夫，超出这个工夫就无奈获取了，EX 是秒 XX 是毫秒
NX 代表如果不存在有变量名为 name(一般来说 Redis 称之为键，下文咱们也称之为键)，
XX 则示意相同，存在了我也给你笼罩。
批量新增是 MX
默认状况下为 XX。
例子:
单个新增:
我向 Redis 申请新增一个名为 name 的字符串，如果数据库不存在则新增胜利，新增胜利后，保留工夫为 6 秒，超过 6 秒后会被 Redis 主动清理

set name 'zs' ex 6 NX 

批量新增:

 mset name1 zs  name2 lisi

如何取

取命令操作格局:
单个取:

get key 

批量取

mget key1 key2

基本操作

操纵整数

下面讲字符串能够存存数字，有同学可能会说，那必定能啊，字符串不是蕴含所有嘛。
我的意思是 Redis 存储的字符串还能够实现自增，
咱们先来做一下操作数字:
个别的命令格局:
递增

incr age 

 set  age 20 
 incr age 
 get age 
 会发现 age 变成 21 了 
 decr age 
 get age
 age 又变成 20 了

做过几个之后，你会发现 Redis 的命令非常简略直观，齐全是英语单词的缩写。
下面的增长幅度是 1，咱们能够本人设定增长幅度

incrby key number
decrby key number

例子:

incrby age 2
加 2
decrby age 2
减去 2 

操作浮点数的命令差不多: 整数是 incrby 浮点数是 incrbyfloat。

对字符串的操作

• 获取字符串的长度

strlen age

• 截取字符串

getrange key start end

• 替换字符串上指定地位的字符

setrange  key offset value

List

• Lists collections of string elements sorted according to the order of insertion. They are basically linked lists.

存储字符串元素的汇合，程序和插入程序统一，通常基于链表
这个 list 像 java 中的 List 然而又不齐全是。

从右边存

lpush mylist a b c d e f

创立一个名为 mylist 的汇合，并将 a b c d e f 从左侧顺次放入
为什么强调从左侧呢? 因为取的时候也分左右，你能够从右边取，也能够从左边开始取。

lpush 从右边存，rpush 就是从左边存。

从右边取 lpop

咱们下面说 List 的程序和插入程序统一，那么你从右边开始存，最初一个字符是 f，那么我依照插入的程序从右边取，也是 f。
这里的从右边取是间接字面上的翻译 left pop，如果你比拟相熟数据结构，应该会记得 pop 是指出栈操作。lpop 也继承了出栈操作指令，返回最右端的元素，并移除该元素。

个别命令格局:

lpop key

例子:

lpop mylist 

返回 f。
lpop 返回最右端的元素，rpop 就是返回最左端的元素。

Set 无序汇合

• Sets: collections of unique, unsorted string elements.

汇合元素惟一，无程序
根本命令:

• 新增 存

sadd key member

• 获取全副的元素 取

smembers key

• 查看该元素在汇合中是不是存在的，不存在返回 0

sismember  key number

sorted Set 序汇合

similar to Sets but where every string element is associated to a floating number value, called score. The elements are always taken sorted by their score, so unlike Sets it is possible to retrieve a range of elements (for example you may ask: give me the top 10, or the bottom 10).
与无序汇合相似，有序汇合中的元素都和一个浮点数相连，称作权值，元素按权值排序。
根本命令:

• 新增 存

zadd key score member score member

• 取

zscore key score

散列

• Hashes, which are maps composed of fields associated with values. Both the field and the value are strings. This is very similar to Ruby or Python hashes.

hash 是由值和相关联的字段组成的映射，值和相关联的字段都是字符串。和 Ruby、python 中的 hashes 十分像。

• 新增 存

hmset key filed value filed value

• 取

hmget key filed field

位图

• Bit arrays (or simply bitmaps): it is possible, using special commands, to handle String values like an array of bits: you can set and clear individual bits, count all the bits set to 1, find the first set or unset bit, and so forth.

位数组(由 1 和 0 组成的数组)，初始状态数组的长度为 8，全为 0，会主动进行扩大。

• 新增

setbit key offset value
offset 是地位, 如果你给的是 10，会主动再扩大一字节，也就是 8 个地位 

• 取

getbit key offset 
offset 只容许为负数

HyperLogLogs

HyperLogLogs: this is a probabilistic data structure which is used in order to estimate the cardinality of a set. Don’t be scared, it is simpler than it seems… See later in the HyperLogLog section of this tutorial.
这是一种预计经常用来预计汇合的基数的数据结构，听起来很高端对不对，他非常简单。

通常状况下，博客网站经常会记录访客 IP，这能够用来计算博客的浏览量等等。咱们当然也能够用下面讲的汇合来做，然而这比拟耗费内存，为了高效的计算惟一访客 IP 这类问题，钻研人员开发了很多不同的办法，其中高效的一种就是 HyperLogLog，

HyperLogLog 是一个专门为了计算汇合的基数而创立的概率算法，对于一个给定的汇合，HyperLogLog 能够返回近似的基数，近似基数可能会比理论的基数小一点或大一点，然而估算基数和理论基数的误差会处在一个正当的范畴。

HyperLogLogs 的长处是它计算汇合近似基数的内存并不会因为汇合的大小而扭转。具体到实现上 Redis 的每个 HyperLogLog 只须要应用 12KB 的内存空间，就能够对高达 2 的 64 次方个元素进行计数，而算法的标准误差仅为 0.81%。
上面咱们次要介绍的就是
对汇合的元素进行计数
返回汇合的近似基数

个别命令格局:
创立一个 HyperLogLog 并对元素进行计数

pfadd key element

返回 HyperLogLog 的近似基数

pfcount key 

坐标

RedisGEO 是 Redis 在 3.2 版本新增加的个性，通过这一个性，用户能够将经纬度格局的地理坐标存储到 Redis 中，并对这些坐标执行间隔计算、范畴查找等操作。
惯例操作:

• 存
• 取
• 算间隔

存命令的个别格局:

geoadd key longitude latitude  member 

longitude 是经度
latitude 是度纬

取命令的个别格局:

getpos key member

算间隔的命令格局:

geodist key  member1  member2

例子:

GEOADD  HENAN 113.2099647 23.965 pingdingshan 110.12 110.24 nanyang
-- 创立了 henan 这个坐标，并向外面增加了两个城市对应的经纬度
-- geopos HENAN pingdingshan
获取 pingdingshan 的经纬度
-- 计算 nanyang 和 pingdingshan 之间的直线间隔
geodist HENAN pingdingshan nanyang

流水线

留神到下面在介绍 Redis 的数据结构时，都是独自的执行每个命令，也就是说，先将一个命令发送至服务器，等服务器执行结束并将后果返回至客户端之后，再执行下一个命令。这种执行命令的形式和批量插入有点相似，批量插入通常有两种思路:

• 遍历，每个对象是一条 SQL 语句
• 还是遍历，将所有的要插入到数据库的对象组成一条 SQL 语句(咱们经常采纳这种，这种性能最优)

你能够将流水线了解为批量执行命令。
尽管 Redis 服务器提供了流水线个性，侥幸的是绝大多数 Redis 客户端都提供了对流水线的反对，在 java 操纵 Redis 这一节会具体介绍。

事务

通过 MULTI 开启一个事务，这个命令在胜利开启之后将返回 ok。

当一个 Redis 客户端执行 MULTI 命令之后，就进入了事务模式，所有的命令会按程序放入一个事务队列中，当执行 exec(咱们能够了解为提交事务时)，所有的命令才会对立执行。

Redis 也容许你抛弃事务，命令是 discard。discard 命令会抛弃事务队列中所有的命令。

具体的说 Redis 的事务具备 ACID 性质的 A、C、I 性质:

• 原子性(Atomic) : 事务中的所有命令要么全副胜利，如果有一个失败，则全副失败。
• 一致性(consistent) : Redis 服务器会对事务及其蕴含的命令进行查看，确保无论事务是否执行胜利，事务自身都不会对数据库造成毁坏
• 隔离性: 每个 Redis 客户端都领有本人独立的事务队列，并且每个 Redis 事务都是独立执行的，不同的事务之间不会相互影响。

为啥 Redis 的事务可能不具备 D(持久性呢)？因为 Redis 是存储在内存中，当 Redis 服务器运行在特定的长久化模式之下时，Redis 的事务也具备持久性。

长久化

留神 Redis 将数据存储在内存中，存储在内存中的危险就是当零碎断电，存储于 Redis 中的数据就没了，当咱们将 Redis 当做数据库来用时，这是咱们不违心看到的，为了解决这个问题，Redis 向用户提供了长久化性能，也就是说 Redis 能够将存储于内存的数据以文件的模式存储到硬盘上。

为了满足不同的长久化需要，Redis 提供了 RDB 长久化、AOF 长久化个 RDB-AOF 混合长久化等多种长久化形式供用户抉择，如果你不喜爱，Redis 也能够齐全敞开长久化性能。

RDB-AOF 属于高级一点的个性，本篇不讲。

粗略的说 RDB 是全量长久化，AOF 是增量长久化。

当客户端向 Redis 服务端发送 save 命令时，此时 Redis 会执行 RDB 长久化，Redis 会遍历所有的数据库并将各个数据蕴含的键值对全副记录到 RDB 文件中。在 save 命令执行期间，Redis 服务器不再对外提供服务，如果在 Redis 在之前曾经执行过 save 命令，那么 redis 会用新的笼罩旧的。

咱们显然是难以承受在 Redis 长久化的时候，Redis 不再提供服务，Redis 提供了另一个异步的 RDB 长久化形式，命令是 BGSAVE，该命令会让 Redis 服务器创立一个子过程来做长久化，尽管是异步的，然而如果 Redis 自身曾经占用了大量的内存，那么创立子过程就会破费更多的工夫，因而在执行 BGSAVE 时，Redis 服务端依然会因为创立子线程而回绝对外提供服务。

RDB 的毛病是每次都是扫描全副，然而这会耗费大量的计算资源和内存资源。

AOF 是增量的，服务器在每次执行结束之后，都会以协定文本的形式将被执行的命令追加到 AOF 的文件开端。
然而 AOF 还是不完满的，咱们考虑一下，随着服务器的一直运行，被执行的命令将变得越来越多，而负责记录这些命令的 AOF 也会变得越来越大。
AOF 通过 APPENDONLY yes 命令来关上。

这也是 Redis 引入 ADB 和 AOF 混合长久化的起因。

java 操纵 Redis

java 操纵 Redis 也就是通过 Redis 客户端来做的，相似于 mysql 驱动一样，只不过 Redis 这里叫客户端。
举荐应用的客户端会标上星，
客户端在六个月内有更新的将会被标上一个笑脸。

惯例操作咱们还是用 maven 工程，引入依赖。
jedis 提供的 API 非常简略，原先 redis 的命令变成了办法。

  JedisShardInfo jedisShardInfo = new JedisShardInfo("ip 地址" , 6379);
        jedisShardInfo.setPassword("明码");
        Jedis jedis = new Jedis(jedisShardInfo);
        // 操纵 Hy
        jedis.pfadd("hycount","ddd");
        // 操纵字符串
        jedis.set("name","zs");
        // 获取字符串
        jedis.get("name");
        Pipeline piple = jedis.pipelined();

总结一下

本文次要介绍了 Redis 的简略应用，心愿能对大家有所帮忙。

参考资料:

• 《Redis 使用手册》黄健宏
• Redis 的官网文档