Redis学习--API的理解和使用

全局命令

1.查看所有键 keys*命令会将所有的键输出,遍历O(n),线上禁用

keys *

2.键总数 dbsize命令会返回当前数据库中键的总数(利用Redis内置的键总数变量O(1))。

dbsize

3.检查键是否存在 如果键存在则返回1，不存在则返回0

exists key

4.删除键 返回结果为成功删除键的个数

del key [key ...]

5.键过期 当超过过期时间后，会自动删除键

expire key seconds

ttl命令会返回键的剩余过期时间,大于等于0的整数：键剩余的过期时间,-1：键没设置过期时间,-2：键不存在
6.键的数据结构类型

type key

数据结构和内部编码

string（字符串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、zset（有序集合）

五种数据结构

单线程架构

Redis使用了单线程架构和I/O多路复用模型来实现高性能的内存数据库服务
为什么速度会很快?

第一，纯内存访问，Redis将所有数据放在内存中，内存的响应时长大约为100纳秒，这是Redis达到每秒万级别访问的重要基础。
第二，非阻塞I/O，Redis使用epoll作为I/O多路复用技术的实现，再加上Redis自身的事件处理模型将epoll中的连接、读写、关闭都转换为事件，不在网络I/O上浪费过多的时间(可以参考Netty的EventLoop实现)
第三，单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗。

Redis使用IO多路复用和自身事件模型

字符串

字符串类型是Redis最基础的数据结构,值最大不能超过512MB。
1.命令

set key value [ex seconds] [px milliseconds] [nx|xx]

ex seconds：为键设置秒级过期时间
px milliseconds：为键设置毫秒级过期时间
nx：键必须不存在，才可以设置成功，用于添加(衍生setex和setnx两个命令)
xx：与nx相反，键必须存在，才可以设置成功，用于更新

分布式锁:setnx可以实现分布式锁.

get key

获取值.

mset key value [key value ...]

批量设置值

mget key [key ...]

批量获取值
批量操作命令可以有效提高开发效率(可以节省n-1次网络请求时间)

incr key

incr命令用于对值做自增操作，返回结果分为三种情况,值不是整数，返回错误,值是整数，返回自增后的结果,键不存在，按照值为0自增，返回结果为1
除了incr命令，Redis提供了decr（自减）、incrby（自增指定数字）、decrby（自减指定数字）、incrbyfloat（自增浮点数）：
2.典型使用场景

• 缓存功能
• 计数(可以实现快速计数、查询缓存的功能，同时数据可以异步落地到其他数据源。)
• 共享Session(可以使用Redis将用户的Session进行集中管理)
• 限速(ip访问频率限制,短信频率限制)

哈希

形如value={{field1，value1}，...{fieldN，valueN}}
1.命令

hset key field value

设置值.Redis提供了hsetnx命令，它们的关系就像set和setnx命令一样，只不过作用域由键变为field。

hget key field

获取值,不存在返回nil

hdel key field [field ...]

hdel会删除一个或多个field，返回结果为成功删除field的个数.

hlen key

计算field个数

hmget key field [field ...]
hmset key field value [field value ...]

批量设置或获取field-value

hexists key field

判断field是否存在

hkeys key

获取所有field

hvals key

获取所有value

hgetall key

获取所有的field-value

使用场景

三种方法缓存用户信息优缺点
1）原生字符串类型：每个属性一个键。

优点：简单直观，每个属性都支持更新操作。
缺点：占用过多的键，内存占用量较大，同时用户信息内聚性比较差，所以此种方案一般不会在生产环境使用。

2）序列化字符串类型：将用户信息序列化后用一个键保存。

优点：简化编程，如果合理的使用序列化可以提高内存的使用效率。
缺点：序列化和反序列化有一定的开销，同时每次更新属性都需要把全部数据取出进行反序列化，更新后再序列化到Redis中。

3）哈希类型：每个用户属性使用一对field-value，但是只用一个键保存。

优点：简单直观，如果使用合理可以减少内存空间的使用。
缺点：要控制哈希在ziplist和hashtable两种内部编码的转换，hashtable会消耗更多内存。

列表

1.命令

rpush key value [value ...]

从右边插入元素

lrange key 0 -1

可以从左到右获取列表的所有元素

lpush key value [value ...]

从左边插入元素

linsert key before|after pivot value

向某个元素前或者后插入元素,linsert命令会从列表中找到等于pivot的元素，在其前（before）或者后（after）插入一个新的元素value

lindex key index

获取列表指定索引下标的元素

llen key

获取列表长度

lpop key

从列表左侧弹出元素

lrem key count value

删除指定元素

ltrim key start end

按照索引范围修剪列表

lset key index newValue

修改指定索引下标的元素

blpop key [key ...] timeout
brpop key [key ...] timeout

阻塞式弹出 key[key...]：多个列表的键 timeout：阻塞时间（单位：秒）

内部编码

ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数小于list-max-ziplist-entries配置（默认512个），同时列表中每个元素的值都小于list-max-ziplist-value配置时（默认64字节）
linkedlist（链表）：当列表类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用linkedlist作为列表的内部实现.

使用场景

1.消息队列
Redis的lpush+brpop命令组合即可实现阻塞队列，生产者客户端使用lrpush从列表左侧插入元素，多个消费者客户端使用brpop命令阻塞式的“抢”列表尾部的元素，多个客户端保证了消费的负载均衡和高可用性。
2.文章列表

·lpush+lpop=Stack（栈）
·lpush+rpop=Queue（队列）
·lpsh+ltrim=Capped Collection（有限集合）
·lpush+brpop=Message Queue（消息队列）

集合

一个集合最多可以存储23平方-1个元素,无序不重复。

命令

sadd key element [element ...]

添加元素

srem key element [element ...]

删除元素

scard key

计算元素个数.不会遍历集合所有元素，而是直接用Redis内部的变量

sismember key element

判断元素是否在集合中

srandmember key [count]

随机从集合返回指定个数元素 [count]是可选参数，如果不写默认为1

spop key

从集合随机弹出元素

smembers key

获取所有元素,返回结果是无序的

sinter key [key ...]
suinon key [key ...]
sdiff key [key ...]

求多个集合的交集/求多个集合的并集/多个集合的差集

sinterstore destination key [key ...]
suionstore destination key [key ...]
sdiffstore destination key [key ...]

将交集、并集、差集的结果保存

内部编码

intset（整数集合）：当集合中的元素都是整数且元素个数小于set-maxintset-entries配置（默认512个）时，Redis会选用intset来作为集合的内部实现，从而减少内存的使用。
hashtable（哈希表）：当集合类型无法满足intset的条件时，Redis会使用hashtable作为集合的内部实现。

使用场景

sadd=Tagging集合类型比较典型的使用场景是标签（tag）
spop/srandmember=Random item（生成随机数，比如抽奖）
sadd+sinter=Social Graph（社交需求,寻找共同爱好）

有序集合

保留了集合不能有重复成员的特性,给每个元素设置一个分数（score）作为排序的依据.

列表、集合和有序集合三者的异同点

命令

zadd key score member [score member ...]

添加成员

·Redis3.2为zadd命令添加了nx、xx、ch、incr四个选项：
·nx：member必须不存在，才可以设置成功，用于添加。
·xx：member必须存在，才可以设置成功，用于更新。
·ch：返回此次操作后，有序集合元素和分数发生变化的个数
·incr：对score做增加，相当于后面介绍的zincrby。

zcard key

计算成员个数

zscore key member

计算某个成员的分数

zrank key member
zrevrank key member(反着来)

计算成员的排名

zrem key member [member ...]

删除成员

zincrby key increment member

增加成员的分数

zrange key start end [withscores]
zrevrange key start end [withscores]

zrange是从低到高返回，zrevrange反之。

zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]
zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]

返回指定分数范围的成员,同时min和max还支持开区间（小括号）和闭区间（中括号），-inf和+inf分别代表无限小和无限大

内部编码

ziplist（压缩列表）：当有序集合的元素个数小于zset-max-ziplistentries配置（默认128个），同时每个元素的值都小于zset-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会用ziplist来作为有序集合的内部实现，ziplist可以有效减少内存的使用。
skiplist（跳跃表）：当ziplist条件不满足时，有序集合会使用skiplist作为内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降。

使用场景

有序集合比较典型的使用场景就是排行榜系统。

键管理

rename key newkey

键重命名,如果在rename之前，键java已经存在，那么它的值也将被覆盖,为了防止被强行rename，Redis提供了renamenx命令，确保只有newKey不存在时候才被覆盖

randomkey

随机返回一个键

·expire key seconds：键在seconds秒后过期。
·expireat key timestamp：键在秒级时间戳timestamp后过期。

对于字符串类型键，执行set命令会去掉过期时间，这个问题很容易在开发中被忽视。
Redis不支持二级数据结构（例如哈希、列表）内部元素的过期功能，例如不能对列表类型的一个元素做过期时间设置。
setex命令作为set+expire的组合，不但是原子执行，同时减少了一次网络通讯的时间。

move key db 用于在Redis内部进行数据迁移
dump key dump+restore可以实现在不同的Redis实例之间进行数据迁移的功能
restore key ttl value
migrate host port key|"" destination-db timeout [copy] [replace] [keys key [key 用于在Redis实例间进行数据迁移

1）在源Redis上，dump命令会将键值序列化，格式采用的是RDB格式。
2）在目标Redis上，restore命令将上面序列化的值进行复原，其中ttl参数代表过期时间，如果ttl=0代表没有过期时间。

move、dump+restore、migrate三个命令比较

keys pattern
eg. redis-cli keys video* | xargs redis-cli del 删除所有以video字符串开头的键(不要在线上操作,可以在不对外提供服务的Redis从节点上执行,但会影响主从复制)

全量遍历键

scan cursor [match pattern] [count number]

渐进式遍历,每次scan命令的时间复杂度是O（1），但是要真正实现keys的功能，需要执行多次scan。
为解决诸如hgetall、smembers、zrange可能产生的阻塞问题，redis对应的命令分别是hscan、sscan、zscan
存在问题:在扫描的时候插入新值.新增的键可能没有遍历到，遍历出了重复的键等情况

select dbIndex

切换数据库(默认配置中是有16个数据库),不建议使用该功能.

flushdb 清除当前数据库
flushall 清除所有数据库