Redis简明教程
一直想写一篇关于Redis的教程，给自己对Redis的学习做个总结。这里写一个简明教程，大概简述下Redis是什么，有什么特性，可以做什么，怎么去运维和监控。
1. Redis是什么
初次接触Redis大概是在18年，那时候只知到Redis是一套缓存系统，可以缓存数据库的查询结果，可以缓存session，可以用来替换memcached。深入学习之后才发现Redis可以做的事情可多了，但是最常见的应用场景估计还是缓存。
1.1 Redis的定义
Redis是一个开源（BSD许可），内存存储的数据结构服务器，可用作数据库，高速缓存和消息队列代理。
这是从Redis中文网找到的Redis的定义。这里分开来解析下：
- Redis是基于内存的，所以它很快。
- Redis有多种数据结构，这就是它和memcached的一个不同，memcached只支持string类型，而Redis还支持哈希、列表、集合、有序集合以及在这个基础上衍生的更多的数据类型。
- 因为多样的数据类型，Redis可以用来做数据库、高速缓存甚至是消息队列。
1.2 Redis的特性
- Redis是单线程的，虽然是单线程，但是它很快。并且因为它的单线程特性，所以服务端处理模型也非常简单，不用考虑并发的冲突。
- 比起memcache，Redis支持多种的数据机构，并且还可以做持久化。持久化的方式有RDB和AOF两种。
- Redis还支持主从复制，可以做集群。
- 快，非常快。主要是由于基于内存以及单线程的特性，官方给出的读写性能可以达到10万/秒。
1.3 Redis的应用场景
- 缓存：和Memcached一样，用来缓存数据库查询的结果。
- 排行榜系统：这是由于其有序集合的数据类型。
- 社交网络：这是由于集合类型，可以做集合运算。
- 消息队列：Redis提供了发布订阅功能和阻塞队列的功能。虽然在功能性上比不上专业的消息队列，但是基本的需求还是可以满足的。
2. Redis的数据结构
Redis支持多种的数据结构，这里做个大概的介绍。
2.1 string（字符串）
字符串是Redis中最基础的数据类型，可以简单认为这是一个键值对。字符串类型的值可以是字符串、数字甚至是二进制，最大不能超过512M。常用的命令包括：
##设置及获取键值
set key value
get key
#删除
del key
##批量设置和获取键值
mset key value
mget key
##自增自减
incr key
decr key
字符串类型的应用常见通常为缓存系统，这就是和memcached一样的地方。此外，Redis还适合做计数器，因为它的自增和自减的性能非常高。
2.2 hash（哈希）
Redis的哈希数据类型与python中的字典基本一致，这是一个键值对的结构，形如value={{field1，value1}，...{fieldN，valueN}}。在这里说的value指的是field（字段）的值，而不是key的值，需要和前面的字符串类型做区别。常用的命令包括：
##设置和获取键值
hset key field value
hget key field
##删除
hdel key field
##计算field个数
hlen key
##批量设置和获取键值
hmget key field
hmset key field
##获取所有的键、值和键值
hkeys key
hvals key
hgetall key
哈希数据类型可以明显看出是基于字符串类型的，所以哈希也可以用在缓存的场景下的，并且有更高的压缩率。此外由于哈希数据类型增加字段非常简单，如果用来替换关系型数据库，最大的优点就是增加字段几乎不花时间。
2.3 list（列表）
这是一个双向的链表，两端都可以pop和push数据。就是说它可以充当栈和队列的角色。LPUSH然后LPOP那就是后进先出，这就是栈，LPUSH然后RPOP那就是先进先出，这就是队列，这是消息队列的基础。常见的命令如下：
##增、删、查、改
lpush key value
rpush key value
lpop key
rpop key
lrange key start end
lset key index newValue
##阻塞操作
blpop key [key ...] timeout
brpop key [key ...] timeout
blpop和brpop是lpop和rpop的阻塞版本，在列表为空的时候：如果timeout=3，那么客户端要等到3秒后返回，如果timeout=0，那么客户端一直阻塞等下去。这种情况是不是很容易想到消息队列呢？
列表类型的应用场景如上面多次提到的消息队列，另外它还很适合做文章的列表，毕竟本来就叫做列表类型嘛。
2.4 set（集合）
集合就是和数学中的集合一样，就是说它能够支持对应的集合运算。对比列表类型，集合类型最大的不同就是它里面的数据是乱序的，不能通过索引下标获取元素，并且要求里面的所有数据都不能重复，必须唯一。常见的命令如下：
2.4.1 集合内操作
#增、删
sadd key element
srem key element
#计算元素个数
scard key
#判断元素是否在集合中
sismember key element
#随机返回元素
srandmember key [count]
#从集合随机弹出元素
spop key
#获取所有元素
smembers key
2.4.2 集合间操作
#交集
sinter key [key ...]
#并集
suinon key [key ...]
#差集
sdiff key [key ...]
很明显的数据特点，我们可以用集合运算来发现不同用户的相同兴趣。
2.5 sorted set（有序集合）
在集合的基础上，我们给每个元素加上分数，然后就可以用分数来做排序了。在有序集合中，元素不可以重复，但是元素可以重复，毕竟一个班级里面考试分数相同也很正常。有序集合的常用命令如下：
2.5.1 集合内
#添加成员
zadd key score member
#计算成员个数
zcard key
#计算某个成员的分数
zscore key member
#计算成员的排名
zrank key member
zrevrank key member
#删除成员
zrem key member #
#增加成员的分数
zincrby key increment member
#返回指定排名范围的成员
zrange key start end [withscores]
zrevrange key start end [withscores]
#返回指定分数范围的成员
zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]
zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]
2.5.2 集合间的操作
#交集
zinterstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]
#并集
zunionstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]
有了分数，这很明显用来做排行榜就很合适了。
2.6 其他数据类型
Redis在这几个基础数据类型的上衍生了其他的数据结构，比如位图，hyperloglogs 等等，这里不做介绍。有兴趣可以点击链接查看。
