Redis介绍、安装以及数据结构(操作命令)

2019-10-31 本文已影响0人 TurboSnail

Redis介绍

什么是Redis

Redis是用C语言开发的一个开源（BSD许可）的高性能键值对（key-value）内存数据库，可以用作数据库、缓存和消息中间件。它是一种NoSQL（NOT-Only Sql，泛指非关系型数据库）数据库

性能优秀，数据在内存中，读写速度非常快，支持并发10W QPS
单进程单线程，是线程安全的，采用IO多路复用
丰富数据类型：字符串（strings），散列（hashes），列表（lists），集合（sets），有序集合（sorted sets）等
支持数据持久化，可以将内存中数据保存在磁盘中，重启时加载
主从复制

Redis应用场景

内存数据库（登录信息、购物车信息、用户浏览记录等）
缓存服务器（商品数据、广告数据等等）（最多使用）
解决分布式集群架构中的 session 分离问题（ session 共享）
任务队列（秒杀、抢购、12306等等）
分布式锁的实现
支持发布订阅的消息模式
应用排行榜(有序集合)
网站访问统计
数据过期处理（可以精确到毫秒）

Redis安装启动(单机)

Redis没有官方的Windows版本，建议在Linux系统上安装运行

Linux下安装启动

安装

Redis的官网为redis.io，在官网上可以获取最新的版本

下载解压

$ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.5.tar.gz
$ tar xzf redis-5.0.5.tar.gz

进入目录、编译

$ cd redis-5.0.5
$ make

编译完成的二进制文件是在src目录下，其中redis-server为服务端程序，redis-cli为客户端程序

安装

还可以通过make install命令安装到指定目录，通过PREFIX指定安装目录

$ make install PREFIX=/usr/local/redis

命令说明

redis-server：启动 redis 服务
redis-cli：进入 redis 命令客户端
redis-benchmark：性能测试的工具
redis-check-aof： aof 文件进行检查的工具
redis-check-dump： rdb 文件进行检查的工具
redis-sentinel：启动哨兵监控服务

启动

启动Redis的命令为redis-server，运行安装目录下的redis-server

$ /usr/local/redis/bin/redis-server

关闭ctrl+c，这种方式启动，我们的连接窗口关闭，Redis也会关闭，我们会希望它在后台一直运行着，就需要后端启动

后端启动（守护进程启动）‘

1）从解压文件中redis-5.0.5复制redis.conf配置文件到安装目录下的bin目录

$ cp /root/redis-5.0.5/redis.conf /usr/local/redis/bin/

2）修改redis.conf配置文件

$ vim redis.conf

# 将`daemonize`由`no`改为`yes`
daemonize yes
# 默认绑定的是回环地址，默认不能被其他机器访问
# bind 127.0.0.1
# 是否开启保护模式，由yes该为no
protected-mode no

3）启动redis-server服务

./redis-server redis.conf

4）关闭服务

./redis-cli shutdown

命令行客户端

启动客户端的命令是redis-cli，它有两个参数

-h：redis服务器的ip地址（默认为127.0.0.1）
-p：redis实例的端口号（默认为6379）

./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

Windows安装

虽然官方并没有Windows版本，但是Microsoft有开发和维护64位的Redis，下载地址为https://github.com/microsoftarchive/redis/releases

这里下载Redis-x64-xxx.zip并解压，进入解压后的目录，以下命令是启动redis

redis-server redis.windows.conf

客户端连接为

redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379

Redis数据结构及操作命令

Redis是通过key-value的格式来存储数据的，key是二进制安全的字符串，其中value是支持多种数据类型的，我们需要了解和掌握如下5种数据类型

字符串（String）：二进制安全的字符串，可以是字符串、整数或浮点数
散列（Hash）：一个String类型的field和value的映射表，适合存储对象
列表（List）：字符串列表，按插入顺序排序
集合（Set）：字符串无序集合，去重
有序集合（Sorted Set，zset）：与Set相同，不同的是根据score排序

字符串（String）

命令

set/get 赋值/取值

语法

# 赋值
SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
# 取值 
GET key
# 设置新值，返回旧值
GETSET key value

EX seconds：键过期时间
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
XX：键必须存在，才可以设置成功，用于更新

示例：

127.0.0.1:6379> set test 123
OK
127.0.0.1:6379> get test
"123"

incr/incrby/decr/decrby 数值增减

当value值为整数时，才可以使用数值增减命令，incr/decr为增加/减少1，incrby/decrby为增加/减少具体的数值，数值的增减是原子操作

127.0.0.1:6379> set counter 100
OK
127.0.0.1:6379> incr counter
(integer) 101
127.0.0.1:6379> incrby counter 20
(integer) 121
127.0.0.1:6379> decr counter
(integer) 120
127.0.0.1:6379> decrby counter 10
(integer) 110

mset/mget 同时设置/获取多个键值

在单个命令中设置/获取多个键值是可以减少延迟的

127.0.0.1:6379> mset k1 10 k2 20 k3 30
OK
127.0.0.1:6379> mget k1 k2 k3
1) "10"
2) "20"
3) "30"

使用场景

常规的key-value缓存
计数：微博数、粉丝数等
应用INCR原子计数生产全局唯一id或单号

散列（Hash）

命令

hset/hget/hmset/hmget 设置/取值

# 设置一个字段值
HSET key field value 
# 设置多个字段值
HMSET key field value [field value ...]
# 字段不存在时赋值
HMSETNX key field value
# 获取一个字段值
HGET key field 
# 获取多个字段值
HMGET key field [field ...] 
# 获取所有字段值
HGETALL key

127.0.0.1:6379> hmset user name zou age 23
OK
127.0.0.1:6379> hset user location Guangzhou
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget user name
"zou"
127.0.0.1:6379> hgetall user
1) "name"
2) "zou"
3) "age"
4) "23"
5) "location"
6) "Guangzhou"

hincrby 增加数字

# 增加数字
HINCRBY key field increment

127.0.0.1:6379> hincrby user age 1
(integer) 24

其他命令

# 判断字段是否存在
HEXISTS key field
# 只获取字段名
HKEYS key
# 只获取字段值
HVALS key
# 获取字段数量
HLEN key
# 获取所有字段和值
HGETALL key

String和Hash的区别

Hash类型适合存储那些对象数据，特别是对象属性经常发生【增删改】操作的数据。 String类型也可以存储对象数据，将Java对象转成json字符串或序列化进行存储，这种存储适合【查询】操作

使用场景

存储结构化数据对象，如用户信息、商品信息

列表（List）

Redis的列表是链表结构的，可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表两端添加元素，或者获得列表的某一个片段

列表类型内部是使用双向链表（double linked list）实现的，所以向列表两端添加元素的时间复杂度为0(1) ，获取越接近两端的元素速度就越快。这意味着即使是一个有几千万个元素的列表，获取头部或尾部的10条记录也是极快的

命令

lpush/rpush 添加新元素到列表

# 列表的左端添加元素
LPUSH key value [value ...]
# 列表的右端添加元素
RPUSH key value [value ...]

127.0.0.1:6379> lpush list:1 1 2 3 
(integer) 3 
127.0.0.1:6379> rpush list:1 4 5 6 
(integer) 3

lrange 获取列表片段

获取列表中的某一片段，返回start、stop之间的所有元素（包含两端的元素），索引从0开始，索引可以是负数，表明从结尾开始计数：所以-1是最后一个元素，-2是列表的倒数第二个元素

LRANGE key start stop

127.0.0.1:6379> lrange  list:1 0 2 
1) "2" 
2) "1" 
3) "4"

lpop/rpop 从列表两端弹出元素

从列表两端弹出一个元素，会分两步完成：

第一步是将列表左边的元素从列表中移除
第二步是返回被移除的元素值

LPOP key
RPOP key

127.0.0.1:6379>lpop list:1 
"3“ 
127.0.0.1:6379>rpop list:1 
"6“

其他命令

# 获取列表中元素的个数
LLEN key
# 删除列表中指定个数的值
# - 当count>0时， LREM会从列表左边开始删除。
# - 当count<0时， LREM会从列表后边开始删除。
# - 当count=0时， LREM删除所有值为value的元素
LREM key count value
# 获取指定索引的元素值
LINDEX key index
# 只保留列表指定片段,指定范围和lrange一致
LTRIM key start stop
# 向列表中插入元素
LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value
# 将元素从一个列表转移到另一个列表中
RPOPLPUSH source destination

使用场景

各种列表：关注列表、粉丝列表、评论
消息队列，可以利用Lists的PUSH操作，将任务存在Lists中，然后工作线程再用POP操作将任务取出执行
利用LRANGE可以很方便的实现list内容分页的功能
取最新N个数据的操作

集合（Set）

Set是字符串的无序集合，其中的数据是不重复且没有顺序，集合类型的常用操作是向集合中加入或删除元素、判断某个元素是否存在等，由于集合类型的Redis内部是使用值为空的散列表实现，所有这些操作的时间复杂度都为 0(1)，Redis 还提供了多个集合之间的交集、并集、差集的运算

命令

sadd/srem 添加/删除元素

SADD key member [member ...]
SREM key member [member ...]

127.0.0.1:6379> sadd set a b c 
(integer) 3 
127.0.0.1:6379> sadd set a 
(integer) 0 
127.0.0.1:6379> srem set c d 
(integer) 1

smembers 获取所有元素

SMEMBERS key

127.0.0.1:6379> smembers set 
1)  "b" 
2)  "a”

sismember 判断元素是否在集合中

# 判断元素是否在集合中, 返回1为在，0为不在
SISMEMBER key member

127.0.0.1:6379>sismember set a 
(integer)  1 
127.0.0.1:6379>sismember set h 
(integer)  0

sdiff/sinter/sunion 差集/交集/并集运算命令

SDIFF - 集合的差集运算 A-B：属于A并且不属于B的元素构成的集合

SDIFF key [key ...]

127.0.0.1:6379> sadd setA 1 2 3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sadd setB 2 3 4
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sdiff setA setB
1) "1"
127.0.0.1:6379> sdiff setB setA
1) "4"

SINTER - 集合的交集运算 A ∩ B：属于A且属于B的元素构成的集合
```
SINTER key [key ...]
```
```
127.0.0.1:6379> sinter setA setB
1) "2"
2) "3"
```
SUNION - 集合的并集运算 A ∪ B：属于A或者属于B的元素构成的集合
```
SUNION key [key ...]
```
```
127.0.0.1:6379> sunion setA setB
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
```

其它命令

# 获得集合中元素的个数
SCARD key
# 从集合中随机弹出一个元素
SPOP key

使用场景

需要去重的列表
提供了求交集、并集、差集等操作，可以非常方便的实现如共同关注、共同喜好、二度好友等功能

有序集合（Sorted Set，zset）

有序集合（Sorted Set，zset）在Set集合类型的基础上，有序集合类型为集合中的每个元素都关联一个分数(score) ，这使得我们不仅可以完成插入、删除和判断元素是否存在在集合中，还能够获得分数最高或最低的前N个元素、获取指定分数范围内的元素等与分数有关
的操作

SortedSet和List的区别

相似点

二者都是有序的，List是按数据插入顺序，SortedSet是根据score自然排序
二者都可以获得某一范围的元素

区别

列表类型是通过链表实现的，获取靠近两端的数据速度极快，而当元素增多后，访问中间数据的速度会变慢
有序集合类型使用散列表实现，所有即使读取位于中间部分的数据也很快
列表中不能简单的调整某个元素的位置，但是有序集合可以（通过更改分数实现）
有序集合要比列表类型更耗内存

命令

zadd/zrem 添加/删除元素

ZADD key score member [score member ...]
ZREM key member [member ...]

127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 80 zhangsan 89 lisi 94 wangwu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 97 lisi
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zrem scoreboard lisi
(integer) 1

zrange/zrevrange 获取范围元素列表

获得排名在某个范围的元素列表。

ZRANGE：按照元素分数从小到大的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素）
ZREVRANGE：按照元素分数从大到小的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素）

# 如果需要获得元素的分数的可以在命令尾部加上 WITHSCORES 参数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

127.0.0.1:6379> zrange scoreboard 0 2
1) "zhangsan"
2) "wangwu"
3) "lisi“
127.0.0.1:6379> zrevrange scoreboard 0 2
1) "lisi"
2) "wangwu"
3) "zhangsan“

zscore 获取元素的分数

ZSCORE key member

127.0.0.1:6379> zscore scoreboard lisi
"97"

其它命令

# 获得指定分数范围的元素
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] 
# 增加某个元素的分数
ZINCRBY key increment member
# 获得集合中元素的数量
ZCARD key
# 获得指定分数范围内的元素个数
ZCOUNT key min max
# 按照排名范围删除元素
ZREMRANGEBYRANK key start stop
# 按照分数范围删除元素
ZREMRANGEBYSCORE key min max
# 获取元素的排名 
# - ZRANK：从小到大
# - ZREVRANK：从大到小
ZRANK key member
ZREVRANK key member

使用场景

存放一个有序的并且不重复的集合列表
排行榜相关，取TOP N操作

通用命令

keys 返回满足规则键值

# 返回满足规则的key-value
KEYS pattern

127.0.0.1:6379> keys k*
1) "k1"
2) "k3"
3) "k2"
4) "key"

del 删除

DEL key [key ...]

127.0.0.1:6379> del k1 k2 k3
(integer) 3

exists 是否存在

EXISTS key [key ...]

127.0.0.1:6379> exists test
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists mytest
(integer) 0

expires 生存时间设置（重要）

Redis在实际的使用过程中，更多的是作为缓存，而缓存的数据一般都是要设置生存时间的，到期后数据自动销毁

# 设置过期时间（单位：秒）
EXPIRES key seconds  
# 设置过期时间（单位：毫秒）
PEXPIRES key milliseconds 
# 查看key剩余的生存时间
TTL key
PTTL key
# 清除生存时间
PERSIST key

127.0.0.1:6379> expire test 5
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl test
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ttl test
(integer) -2
127.0.0.1:6379> get test
(nil)

rename 重命名

RENAME key newkey

127.0.0.1:6379> keys *
1) "counter"
127.0.0.1:6379> rename counter coounter_new
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "coounter_new"

type 查看数据类型

TYPE key

redis 127.0.0.1:6379> type addr
string
redis 127.0.0.1:6379> type myzset2
zset
redis 127.0.0.1:6379> type mylist
list

Redis介绍、安装以及数据结构(操作命令)

Redis介绍

什么是Redis

Redis应用场景

Redis安装启动(单机)

Linux下安装启动

安装

命令说明

启动

命令行客户端

Windows安装

Redis数据结构及操作命令

字符串（String）

命令

使用场景

散列（Hash）

命令

String和Hash的区别

使用场景

列表（List）

命令

使用场景

集合（Set）

命令

使用场景

有序集合（Sorted Set，zset）

SortedSet和List的区别

命令

使用场景

通用命令

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