Redis详解

~小安同学

4655人浏览 · 2023-05-08 13:28:01

~小安同学 · 2023-05-08 13:28:01 发布

1.3 Redis/Memcache/MongoDB对比

课程目标：

1 、 Redis 概述

2 、下载与安装

3 、使用 Redis

1. 概述

1.1 互联网架构的演变历程

● 第1阶段

○ 数据访问量不大，简单的架构即可搞定！

● 第2阶段

○ 数据访问量大，使用缓存技术来缓解数据库的压力。

○ 不同的业务访问不同的数据库

● 第3阶段

○ 主从读写分离。

○ 之前的缓存确实能够缓解数据库的压力，但是写和读都集中在一个数据库上，压力又来了。

○ 一个数据库负责写，一个数据库负责读。分工合作。愉快！

○ 让master（主数据库）来响应事务性 （增删改） 操作，让 slave （从数据库）来响应非事务性 （查询） 操作，然后再采用主从复制来把 master 上的事务性操作同步到 slave 数据库中

○ mysql的master/slave 就是网站的标配！

● 第4阶段

○ mysql的主从复制，读写分离的基础上，mysql 的主库开始出现瓶颈

○ 由于MyISAM使用表锁，所以并发性能特别差

○ 分库分表开始流行，mysql也提出了表分区，虽然不稳定，但我们看到了希望

○ 开始吧，mysql集群

1.2 Redis入门介绍

● 互联网需求的3高

○ 高并发，高可扩，高性能。

● Redis 是一种运行速度很快，并发性能很强，并且运行在内存上的 NoSql （ not only sql ）数据库

● NoSQL数据库和传统数据库相比的优势

○ NoSQL数据库无需事先为要存储的数据建立字段，随时可以存储自定义的数据格式。

○ 而在关系数据库里，增删字段是一件非常麻烦的事情。如果是非常大数据量的表，增加字段简直就是一个噩梦。

● Redis的常用使用场景

○ 缓存，毫无疑问这是 Redis 当今最为人熟知的使用场景。在提升服务器性能方面非常有效；一些频繁被访问的数据，经常被访问的数据如果放在关系型数据库，每次查询的开销都会很大，而放在redis 中，因为 redis 是放在内存中的可以很高效的访问；

○ 排行榜 ，在使用传统的关系型数据库（ mysql oracle 等）来做这个事儿，非常的麻烦，而利用 Redis 的 SortSet( 有序集合 ) 数据结构能够简单的搞定；

○ 计算器/ 限速器 ，利用 Redis 中原子性的自增操作，我们可以统计类似用户点赞数、用户数等，这类操作如果用 MySQL ，频繁的读写会带来相当大的压力；限速器比较典型的使用场景是限制某个用户访问某个API 的频率，常用的有抢购时，防止用户疯狂点击带来不必要的压力；

○ 好友关系 ，利用集合的一些命令，比如求交集、并集、差集等。可以方便搞定一些共同好

友、共同爱好之类的功能；

○ 简单消息队列 ，除了 Redis 自身的发布 / 订阅模式，我们也可以利用 List 来实现一个队列机制，比如：到货通知、邮件发送之类的需求，不需要高可靠，但是会带来非常大的DB 压力，完全可以用 List来完成异步解耦；

○ Session共享 ，以 jsp 为例，默认 Session 是保存在服务器的文件中，如果是集群服务，同一个用户过来可能落在不同机器上，这就会导致用户频繁登陆；采用Redis 保存 Session 后，无论用户落在那台机器上都能够获取到对应的 Session 信息。

1.3 Redis/Memcache/MongoDB对比

都是 nosql 数据库的著名代表

1.3.1 Redis和Memcache

● Redis和 Memcache 都是内存数据库。不过 memcache 还可用于缓存其他，例如图片、视频等。

● memcache 数据结构单一 kv ， redis 更丰富一些，还提供 list ， set ， hash 等数据结构的存储，有

效的减少网络 IO 的次数。

● 虚拟内存–Redis 当物理内存用完时，可以将一些很久没用到的 value 交换到磁盘。

● 存储数据安全 –memcache 挂掉后，数据没了（没有持久化机制）； redis 可以定期保存到磁盘（持久化）。

● 灾难恢复–memcache 挂掉后，数据不可恢复 ; redis 数据丢失后可以通过 RBD 或 AOF 恢复。

1.3.2 Redis和MongoDB

● redis和 mongodb 并不是竞争关系，更多的是一种 协作共存 的关系。

● mongodb本质上还是硬盘数据库，在复杂查询时仍然会有大量的资源消耗，而且在处理复杂逻辑

时仍然要不可避免地进行多次查询。

● 这时就需要redis 或 Memcache 这样的内存数据库来作为中间层进行缓存和加速。

● 比如在某些复杂页面的场景中，整个页面的内容如果都从mongodb 中查询，可能要几十个查询语

句，耗时很长。如果需求允许，则可以把整个页面的对象缓存至 redis 中，定期更新。这样 mongodb和 redis 就能很好地协作起来。

1.4 分布式数据库CAP原理

● 传统的关系型数据库事务具备ACID ：

○ A：原子性

○ C：一致性

○ I：独立性

○ D：持久性

● 分布式数据库的CAP：

○ C（Consistency ）：强一致性

■ “all nodes see the same data at the same time”,即更新操作成功并返回客户端后，所

有节点在同一时间的数据完全一致 ，这就是分布式的一致性。一致性的问题在并发系统中不可避免，对于客户端来说，一致性指的是并发访问时更新过的数据如何获取的问题。从服务端来看，则是更新如何复制分布到整个系统，以保证数据最终一致。

○ A（Availability ）：高可用性

■ 可用性指“Reads and writes always succeed”，即 服务一直可用 ，而且要是正常的响应时间。好的可用性主要是指系统能够很好的为用户服务，不出现用户操作失败或者访问超时等用户体验不好的情况。

○ P（Partition tolerance ）：分区容错性

■ 即分布式系统在遇到 某节点或网络分区故障时，仍然能够对外提供满足一致性或可用性 的服务 。

■ 分区容错性要求能够使应用虽然是一个分布式系统，而看上去却好像是在一个可以运转正常的整体。比如现在的分布式系统中有某一个或者几个机器宕掉了，其他剩下的机器还能够正常运转满足系统需求，对于用户而言并没有什么体验上的影响。

1.4.2 CAP理论

● CAP理论提出就是针对分布式数据库环境的，所以， P 这个属性必须容忍它的存在，而且是必须具备的。

● 因为P 是必须的，那么我们需要选择的就是 A 和 C 。

● 大家知道，在分布式环境下，为了保证系统可用性，通常都采取了复制的方式，避免一个节点损

坏，导致系统不可用。那么就出现了每个节点上的数据出现了很多个副本的情况，而数据从一个节点复制到另外的节点时需要时间和要求网络畅通的，所以，当P 发生时，也就是无法向某个节点复制数据时，这时候你有两个选择：

○ 选择可用性 A，此时，那个失去联系的节点依然可以向系统提供服务，不过它的数据就不能保证是同步的了（失去了C 属性）。

○ 选择一致性C，为了保证数据库的一致性，我们必须等待失去联系的节点恢复过来，在这个过程中，那个节点是不允许对外提供服务的，这时候系统处于不可用状态( 失去了 A 属性 ) 。

● 最常见的例子是读写分离，某个节点负责写入数据，然后将数据同步到其它节点，其它节点提供读取的服务，当两个节点出现通信问题时，你就面临着选择A （继续提供服务，但是数据不保证准确），C （用户处于等待状态，一直等到数据同步完成）。

1.4.3 CAP总结

● 分区是常态，不可避免，三者不可共存

● 可用性和一致性是一对冤家

○ 一致性高，可用性低

○ 一致性低，可用性高

● 因此，根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三大类：

○ CA - 单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常在可扩展性上不太强大。

○ CP - 满足一致性，分区容忍性的系统，通常性能不是特别高。

○ AP - 满足可用性，分区容忍性的系统，通常可能对一致性要求低一些。

2. 下载与安装

2.1 下载

● redis： http://www.redis.net.cn/

● 图形工具：https://redisdesktop.com/download

2.2 安装

虽然可以在安装在 windows 操作系统，但是官方不推荐，所以我们一如既往的安装在 linux 上

1. 上传 tar.gz 包，并解压

tar -zxvf redis-5.0.4.tar.gz

2. 安装 gcc （必须有网络）

yum -y install gcc

忘记是否安装过，可以使用 gcc -v 命令查看gcc版本，如果没有安装过，会提示命令不存在

3. 进入redis 目录，进行编译

make

4. 编译之后，开始安装

make install

2.3 安装后的操作

2.3.1 后台运行方式

● redis默认不会使用后台运行，如果你需要，修改配置文件 daemonize=yes ，当你后台服务启动的

时候，会写成一个进程文件运行。

vim /opt/redis-5.0.4/redis.conf

daemonize yes

● 以配置文件的方式启动

cd /usr/local/bin
redis-server /opt/redis-5.0.4/redis.conf

2.3.2 关闭数据库

● 单实例关闭

redis-cli shutdown

● 多实例关闭

redis-cli -p 6379 shutdown

2.3.3 常用操作

● 检测6379 端口是否在监听

netstat -lntp | grep 6379

端口为什么是 6379 ？

6379 在是手机按键上 MERZ 对应的号码，

而 MERZ 取自意大利歌女 Alessia Merz 的名字。

MERZ 长期以来被 antirez （ redis 作者）及其朋友当作愚蠢的代名词。

● 检测后台进程是否存在

ps -ef|grep redis

2.3.4 连接redis并测试

redis-cli
ping

2.3.5 HelloWorld

# 保存数据
set k1 china
# 获取数据
get kl

2.3.6 测试性能

● 先 ctrl+c ，退出 redis 客户端

redis-benchmark

● 执行命令后，命令不会自动停止，需要我们手动ctrl+c 停止测试

[root@localhost bin]# redis-benchmark
====== PING_INLINE ======
100000 requests completed in 1.80 seconds # 1.8秒处理了10万个请求，性能要看笔记
本的配置高低
50 parallel clients
3 bytes payload
keep alive: 1
87.69% <= 1 milliseconds
99.15% <= 2 milliseconds
99.65% <= 3 milliseconds
99.86% <= 4 milliseconds
99.92% <= 5 milliseconds
99.94% <= 6 milliseconds
99.97% <= 7 milliseconds
100.00% <= 7 milliseconds
55524.71 requests per second # 每秒处理的请求数量

2.3.7 默认16个数据库

vim /opt/redis-5.0.4/redis.conf

127.0.0.1:6379> get k1 # 查询k1
"china"
127.0.0.1:6379> select 16 # 切换16号数据库
(error) ERR DB index is out of range # 数据库的下标超出了范围
127.0.0.1:6379> select 15 # 切换15号数据库
OK
127.0.0.1:6379[15]> get k1 # 查询k1
(nil)
127.0.0.1:6379[15]> select 0 # 切换0号数据库
OK
127.0.0.1:6379> get k1 # 查询k1
"china

2.3.8 数据库键的数量

dbsize

redis 在 linux 支持命令补全（ tab ）

2.3.9 清空数据库

● 清空当前库

flushdb

● 清空所有（16个）库，慎用！！

flushall

2.3.10 模糊查询（key）

模糊查询 keys 命令，有三个通配符：

● *：通配任意多个字符

# 查询所有的键
keys *
# 模糊查询k开头，后面随便多少个字符
keys k*
# 模糊查询e为最后一位，前面随便多少个字符
keys *e
# 双 * 模式，匹配任意多个字符：查询包含k的键
keys *k*

● ?：通配单个字符

# 模糊查询k字头，并且匹配一个字符
keys k?
# 你只记得第一个字母是k，他的长度是3
keys k??

● []：通配括号内的某一个字符

# 记得其他字母，就第二个字母可能是a或e
keys r[ae]dis

2.3.11 键（key）

● exists key：判断某个key是否存在

127.0.0.1:6379> exists k1
(integer) 1 # 存在
127.0.0.1:6379> exists y1
(integer) 0 # 不存在

● move key db：移动（剪切，粘贴）键到几号库

127.0.0.1:6379> move x1 8 # 将x1移动到8号库
(integer) 1 # 移动成功
127.0.0.1:6379> exists x1 # 查看当前库中是否存在x1
(integer) 0 # 不存在（因为已经移走了）
127.0.0.1:6379> select 8 # 切换8号库
OK
127.0.0.1:6379[8]> keys * # 查看当前库中的所有键
1) "x1"

● ttl key：查看键还有多久过期（-1 永不过期， -2 已过期）

● time to live 还能活多久

127.0.0.1:6379[8]> ttl x1
(integer) -1 # 永不过期

● expire key 秒：为键设置过期时间（生命倒计时）

127.0.0.1:6379[8]> set k1 v1 # 保存k1
OK
127.0.0.1:6379[8]> ttl k1 # 查看k1的过期时间
(integer) -1 # 永不过期
127.0.0.1:6379[8]> expire k1 10 # 设置k1的过期时间为10秒（10秒后自动销毁）
(integer) 1 # 设置成功
127.0.0.1:6379[8]> get k1 # 获取k1
"v1"
127.0.0.1:6379[8]> ttl k1 # 查看k1的过期时间
(integer) 2 # 还有2秒过期
127.0.0.1:6379[8]> get k1
(nil)
127.0.0.1:6379[8]> keys * # 从内存中销毁了
(empty list or set)

● type key：查看键的数据类型

127.0.0.1:6379[8]> type k1
string # k1的数据类型是会string字符串

3. 使用Redis

3.1 五大数据类型

● 操作文档： http://redisdoc.com/

3.1.1 字符串String

● set/get/del/append/strlen

127.0.0.1:6379> set k1 v1 # 保存数据
OK
127.0.0.1:6379> set k2 v2 # 保存数据
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k1"
2) "k2"
127.0.0.1:6379> del k2 # 删除数据k2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k1"
127.0.0.1:6379> get k1 # 获取数据k1
"v1"
127.0.0.1:6379> append k1 abc # 往k1的值追加数据abc
(integer) 5 # 返回值的长度（字符数量）
127.0.0.1:6379> get k1
"v1abc"
127.0.0.1:6379> strlen k1 # 返回k1值的长度（字符数量）
(integer) 5

● incr/decr/incrby/decrby：加减操作，操作的必须是数字类型

○ incr：意思是increment，增加

○ decr：意思是decrement，减少

127.0.0.1:6379> set k1 1 # 初始化k1的值为1
OK
127.0.0.1:6379> incr k1 # k1自增1（相当于++）
(integer) 2
127.0.0.1:6379> incr k1
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get k1
"3"
127.0.0.1:6379> decr k1 # k1自减1（相当于--）
(integer) 2
127.0.0.1:6379> decr k1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get k1
"1"
127.0.0.1:6379> incrby k1 3 # k1自增3（相当于+=3）
(integer) 4
127.0.0.1:6379> get k1
"4"
127.0.0.1:6379> decrby k1 2 # k1自减2（相当于-=2）
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get k1
"2"

● getrange/setrange：类似between...and...

○ range：范围

127.0.0.1:6379> set k1 abcdef # 初始化k1的值为abcdef
OK
127.0.0.1:6379> get k1
"abcdef"
127.0.0.1:6379> getrange k1 0 -1 # 查询k1全部的值
"abcdef"
127.0.0.1:6379> getrange k1 0 3 # 查询k1的值，范围是下标0~下标3（包含0和3，共
返回4个字符）
"abcd"
127.0.0.1:6379> setrange k1 1 xxx # 替换k1的值，从下标1开始提供为xxx
(integer) 6
127.0.0.1:6379> get k1
"axxxef

● setex/setnx

○ set with ex pir ：添加数据的同时设置生命周期

127.0.0.1:6379> setex k1 5 v1 # 添加k1 v1数据的同时，设置5秒的声明周期
OK
127.0.0.1:6379> get k1
"v1"
127.0.0.1:6379> get k1
(nil) # 已过期，k1的值v1自动销毁

○ set if n ot e x ist ：添加数据的时候判断是否已经存在，防止已存在的数据被覆盖掉

127.0.0.1:6379> setnx k1 sun
(integer) 0 # 添加失败，因为k1已经存在
127.0.0.1:6379> get k1
"laosun"
127.0.0.1:6379> setnx k2 sun
(integer) 1 # k2不存在，所以添加成功

● mset/mget/msetnx

● m： more 更多

127.0.0.1:6379> set k1 v1 k2 v2 # set不支持一次添加多条数据
(error) ERR syntax error
127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3 # mset可以一次添加多条数据
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k1"
2) "k2"
3) "k3"
127.0.0.1:6379> mget k2 k3 # 一次获取多条数据
1) "v2"
2) "v3"
127.0.0.1:6379> msetnx k3 v3 k4 v4 # 一次添加多条数据时，如果添加的数据
中有已经存在的，则失败
(integer) 0
127.0.0.1:6379> msetnx k4 v4 k5 v5 # 一次添加多条数据时，如果添加的数据
中都不存在的，则成功
(integer) 1

● getset：先get 后 set

127.0.0.1:6379> getset k6 v6
(nil) # 因为没有k6，所以get为null，然后将k6v6的值添加到数据库
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k4"
2) "k1"
3) "k2"
4) "k3"
5) "k5"
6) "k6"
127.0.0.1:6379> get k6
"v6"
127.0.0.1:6379> getset k6 vv6 # 先获取k6的值，然后修改k6的值为vv6
"v6"
127.0.0.1:6379> get k6
"vv6"

3.1.2 列表List

push和pop，类似机枪AK47：push，压子弹，pop，射击出子弹
        ● lpush/rpush/lrange
        ○ l：left 自左向右→添加（从上往下添加）
        ○ r：right 自右向左←添加（从下往上添加）

127.0.0.1:6379> lpush list01 1 2 3 4 5 # 从上往下添加
(integer) 5
127.0.0.1:6379> keys *
1) "list01"
127.0.0.1:6379> lrange list01 0 -1 # 查询list01中的全部数据0表示开
始，-1表示结尾
1) "5"
2) "4"
3) "3"
4) "2"
5) "1"
127.0.0.1:6379> rpush list02 1 2 3 4 5 # 从下往上添加
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"

● lpop/rpop：移除第一个元素（上左下右）

127.0.0.1:6379> lpop list02 # 从左（上）边移除第一个元素
"1"
127.0.0.1:6379> rpop list02 # 从右（下）边移除第一个元素
"5"

● lindex：根据下标查询元素（从左向右，自上而下）

127.0.0.1:6379> lrange list01 0 -1
1) "5"
2) "4"
3) "3"
4) "2"
5) "1"
127.0.0.1:6379> lindex list01 2 # 从上到下数，下标为2的值
"3"
127.0.0.1:6379> lindex list01 1 # 从上到下数，下标为1的值
"4"

● llen：返回集合长度

127.0.0.1:6379> llen list01
(integer) 5

● lrem：删除n个value

127.0.0.1:6379> lpush list01 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4
(integer) 10
127.0.0.1:6379> lrem list01 2 3 # 从list01中移除2个3
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lrange list01 0 -1
1) "4"
2) "4"
3) "4"
4) "4"
5) "3"
6) "2"
7) "2"
8) "1"

● ltrim：截取指定范围的值，别的全扔掉
○ ltrim key begindex endindex

127.0.0.1:6379> lpush list01 1 2 3 4 5 6 7 8 9
(integer) 9
127.0.0.1:6379> lrange list01 0 -1
1) "9" # 下标0
2) "8" # 下标1
3) "7" # 下标2
4) "6" # 下标3
5) "5" # 下标4
6) "4" # 下标5
7) "3" # 下标6
8) "2" # 下标7
9) "1" # 下标8
127.0.0.1:6379> ltrim list01 3 6 # 截取下标3~6的值，别的全扔掉
OK
127.0.0.1:6379> lrange list01 0 -1
1) "6"
2) "5"
3) "4"
4) "3"

● rpoplpush：从一个集合搞一个元素到另一个集合中（右出一个，左进一个）

127.0.0.1:6379> rpush list01 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange list01 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
127.0.0.1:6379> rpush list02 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
127.0.0.1:6379> rpoplpush list01 list02 # list01右边出一个，从左进入到
list02的第一个位置
"5"
127.0.0.1:6379> lrange list01 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "5"
2) "1"
3) "2"
4) "3"
5) "4"
6) "5"

● lset：改变某个下标的某个值
● lset key index value

127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "5"
2) "1"
3) "2"
4) "3"
5) "4"
6) "5"
127.0.0.1:6379> lset list02 0 x # 将list02中下标为0的元素修改成x
OK
127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "x"
2) "1"
3) "2"
4) "3"
5) "4"
6) "5"

● linsert：插入元素（指定某个元素之前/之后）
● linsert key before/after oldvalue newvalue

127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "x"
2) "1"
3) "2"
4) "3"
5) "4"
6) "5"
127.0.0.1:6379> linsert list02 before 2 java # 从左边进入，在list02中的
2元素之前插入java
(integer) 7
127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "x"
2) "1"
3) "java"
4) "2"
5) "3"
6) "4"
7) "5"
127.0.0.1:6379> linsert list02 after 2 redis # 从左边进入，在list02中的
2元素之后插入redis
(integer) 8
127.0.0.1:6379> lrange list02 0 -1
1) "x"
2) "1"
3) "java"
4) "2"
5) "redis"
6) "3"
7) "4"
8) "5"

● 性能总结：类似添加火车皮一样，头尾操作效率高，中间操作效率惨；

3.1.3 集合Set

和java中的set特点类似，不允许重复
● sadd/smembers/sismember：添加/查看/判断是否存在

127.0.0.1:6379> sadd set01 1 2 2 3 3 3 # 添加元素（自动排除重复元素）
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers set01 # 查询set01集合
1) "1"
2) "2"
3) "3"
127.0.0.1:6379> sismember set01 2
(integer) 1 # 存在
127.0.0.1:6379> sismember set01 5
(integer) 0 # 不存在

○ 注意：1和0可不是下标，而是布尔。1：true存在，2：false不存在

● scard：获得集合中的元素个数

127.0.0.1:6379> scard set01
(integer) 3 # 集合中有3个元素

● srem：删除集合中的元素
○ srem key value

127.0.0.1:6379> srem set01 2 # 移除set01中的元素2
(integer) 1 # 1表示移除成功

● srandmember：从集合中随机获取几个元素
○ srandmember 整数（个数）

127.0.0.1:6379> sadd set01 1 2 3 4 5 6 7 8 9
(integer) 9
127.0.0.1:6379> smembers set01
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
7) "7"
8) "8"
9) "9"
127.0.0.1:6379> srandmember set01 3 # 从set01中随机获取3个元素
1) "8"
2) "2"
3) "3"
127.0.0.1:6379> srandmember set01 5 # 从set01中随机获取5个元素
1) "5"
2) "8"
3) "7"
4) "4"
5) "6"

● spop：随机出栈（移除）

127.0.0.1:6379> smembers set01
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
7) "7"
8) "8"
9) "9"
127.0.0.1:6379> spop set01 # 随机移除一个元素
"8"
127.0.0.1:6379> spop set01 # 随机移除一个元素
"7"

● smove：移动元素：将key1某个值赋值给key2

127.0.0.1:6379> sadd set01 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> sadd set02 x y z
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smove set01 set02 3 # 将set01中的元素3移动到set02中
(integer) 1 # 移动成功

        ● 数学集合类
                ○ 交集：sinter
                ○ 并集：sunion
                ○ 差集：sdiff

127.0.0.1:6379> sadd set01 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> sadd set02 2 a 1 b 3
(integer) 5
127.0.0.1:6379> sinter set01 set02 # set01和set02共同存在的元素
1) "1"
2) "2"
3) "3"
127.0.0.1:6379> sunion set01 set02 # 将set01和set02中所有元素合并起来（排除
重复的）
1) "5"
2) "4"
3) "3"
4) "2"
5) "b"
6) "a"
7) "1"
127.0.0.1:6379> sdiff setr01 set02
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> sdiff set01 set02 # 在set01中存在，在set02中不存在
1) "4"
2) "5"
127.0.0.1:6379> sdiff set02 set01 # 在set02中存在，在set01中不存在
1) "b"
2) "a"

3.1.4 哈希Hash

类似java里面的Map<String,Object>
KV模式不变，但V是一个键值对
● hset/hget/hmset/hmget/hgetall/hdel：添加/得到/多添加/多得到/得到全部/删除属性

127.0.0.1:6379> hset user id 1001 # 添加user，值为id=1001
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget user
(error) ERR wrong number of arguments for 'hget' command
127.0.0.1:6379> hget user id # 查询user，必须指明具体的字段
"1001"
127.0.0.1:6379> hmset student id 101 name tom age 22 # 添加学生student，属
性一堆
OK
127.0.0.1:6379> hget student name # 获取学生名字
"tom"
127.0.0.1:6379> hmget student name age # 获取学生年龄
1) "tom"
2) "22"
127.0.0.1:6379> hgetall student # 获取学生全部信息
1) "id"
2) "101"
3) "name"
4) "tom"
5) "age"
6) "22"
127.0.0.1:6379> hdel student age # 删除学生年龄属性
(integer) 1 # 删除成功
127.0.0.1:6379> hgetall student
1) "id"
2) "101"
3) "name"
4) "tom"

● hlen：返回元素的属性个数

127.0.0.1:6379> hgetall student
1) "id"
2) "101"
3) "name"
4) "tom"
127.0.0.1:6379> hlen student
(integer) 2 # student属性的数量，id和name，共两个属性

● hexists：判断元素是否存在某个属性

127.0.0.1:6379> hexists student name # student中是否存在name属性
(integer) 1 # 存在
127.0.0.1:6379> hexists student age # student中是否存在age属性
(integer) 0 # 不存在

● hkeys/hvals：获得属性的所有key/获得属性的所有value

127.0.0.1:6379> hkeys student # 获取student所有的属性名
1) "id"
2) "name"
127.0.0.1:6379> hvals student # 获取student所有属性的值（内容）
1) "101"
2) "tom"

● hincrby/hincrbyfloat：自增（整数）/自增（小数）

127.0.0.1:6379> hmset student id 101 name tom age 22
OK
127.0.0.1:6379> hincrby student age 2 # 自增整数2
(integer) 24
127.0.0.1:6379> hget student age
"24"
127.0.0.1:6379> hmset user id 1001 money 1000
OK
127.0.0.1:6379> hincrbyfloat user money 5.5 # 自增小数5.5
"1005.5"
127.0.0.1:6379> hget user money
"1005.5"

● hsetnx：添加的时候，先判断是否存在

127.0.0.1:6379> hsetnx student age 18 # 添加时，判断age是否存在
(integer) 0 # 添加失败，因为age已存在
127.0.0.1:6379> hsetnx student sex 男 # 添加时，判断sex是否存在
(integer) 1 # 添加成功，因为sex不存在
127.0.0.1:6379> hgetall student
1) "id"
2) "101"
3) "name"
4) "tom"
5) "age"
6) "24"
7) "sex"
8) "\xe7\x94\xb7" # 可以添加中文，但是显示为乱码（后期解决）

3.1.5 有序集合Zset

真实需求：
充10元可享vip1；
充20元可享vip2；
充30元可享vip3；
以此类推...

● zadd/zrange （withscores）：添加/查询

127.0.0.1:6379> zadd zset01 10 vip1 20 vip2 30 vip3 40 vip4 50 vip5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> zrange zset01 0 -1 # 查询数据
1) "vip1"
2) "vip2"
3) "vip3"
4) "vip4"
5) "vip5"
127.0.0.1:6379> zrange zset01 0 -1 withscores # 带着分数查询数据
1) "vip1"
2) "10"
3) "vip2"
4) "20"
5) "vip3"
6) "30"
7) "vip4"
8) "40"
9) "vip5"
10) "50"

        ● zrangebyscore：模糊查询
                ○ ( ：不包含
                ○ limit：跳过几个截取几个

127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset01 20 40 # 20 <= score <= 40
1) "vip2"
2) "vip3"
3) "vip4"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset01 20 (40 # 20 <= score < 40
1) "vip2"
2) "vip3"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset01 (20 (40 # 20 < score < 40
1) "vip3"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset01 10 40 limit 2 2 # 10 <= score <=
40，共返回四个，跳过前2个，取2个
1) "vip3"
2) "vip4"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset01 10 40 limit 2 1 # 20 <= score <=
40，共返回四个，跳过前2个，取1个
1) "vip3"

● zrem：删除元素

127.0.0.1:6379> zrem zset01 vip5 # 移除vip5
(integer) 1

● zcard/zcount/zrank/zscore：集合长度/范围内元素个数/得元素下标/通过值得分数

127.0.0.1:6379> zcard zset01 # 集合中元素的个数
(integer) 4
127.0.0.1:6379> zcount zset01 20 30 # 分数在20~40之间，共有几个元素
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrank zset01 vip3 # vip3在集合中的下标（从上向下）
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zscore zset01 vip2 # 通过元素获得对应的分数
"20"

● zrevrank：逆序找下标（从下向上）

127.0.0.1:6379> zrevrank zset01 vip3
(integer) 1

● zrevrange：逆序查询

127.0.0.1:6379> zrange zset01 0 -1 # 顺序查询
1) "vip1"
2) "vip2"
3) "vip3"
4) "vip4"
127.0.0.1:6379> zrevrange zset01 0 -1 # 逆序查询
1) "vip4"
2) "vip3"
3) "vip2"
4) "vip1"

● zrevrangebyscore：逆序范围查找

127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore zset01 30 20 # 逆序查询分数在30~20之间的
（注意，先写大值，再写小值）
1) "vip3"
2) "vip2"
127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore zset01 20 30 # 如果小值在前，则结果为null
(empty list or set)

3.3 持久化

3.3.1 RDB

Redis DataBase
● 在指定的时间间隔内，将内存中的数据集的快照写入磁盘；
● 默认保存在/usr/local/bin中，文件名dump.rdb;

3.3.1.1 自动备份

         ● redis是内存数据库，当我们每次用完redis，关闭linux时，按道理来说，内存释放，redis中的数据也会随之消失。
        ● 为什么我们再次启动redis的时候，昨天的数据还在，并没有消失呢？
        ● 正是因为，每次关机时，redis会自动将数据备份到一个文件中：/usr/local/bin/dump.rdb
        ● 接下来我们就来全方位的认识自动备份机制

1. 默认的自动备份策略不利于我们测试，所以修改redis.conf文件中的自动备份策略

vim redis.conf
/SNAP  # 搜索
save 900 1   # 900秒内，至少变更1次，才会自动备份
save 120 10 # 120秒内，至少变更10次，才会自动备份
save 60 10000 # 60秒内，至少变更10000次，才会自动备份

当然如果你只是用Redis的缓存功能，不需要持久化，那么你可以注释掉所有的 save 行来停用保存功能。可以直接一个空字符串来实现停用：save ""

2. 使用shutdown模拟关机，关机之前和关机之后，对比dump.rdb文件的更新时间
注意：当我们使用shutdown命令，redis会自动将数据库备份，所以，dump.rdb文件创建时间更新了。
3. 开机启动redis，我们要在120秒内保存10条数据，再查看dump.rdb文件的更新时间（开两个终端窗口，方便查看）。
4. 120秒内保存10条数据这一动作触发了备份指令，目前，dump.rdb文件中保存了10条数据，将dump.rdb拷贝一份dump10.rdb，此时两个文件中都保存10条数据。
5. 既然有数据已经备份了，那我们就肆无忌惮的将数据全部删除flushall，再次shutdown关机
6. 再次启动redis，发现数据真的消失了，并没有按照我们所想的将dump.rdb文件中的内容恢复到
redis中。为什么？

因为，当我们保存10条以上的数据时，数据备份起来了；
然后删除数据库，备份文件中的数据，也没问题；
但是，问题出在shutdown上，这个命令一旦执行，就会立刻备份，将删除之后的空数据库
生成备份文件，将之前装10条数据的备份文件覆盖掉了。所以，就出现了上图的结果。自动恢复失败。
怎么解决这个问题呢？要将备份文件再备份

7. 将dump.rdb文件删除，将dump10.rdb重命名为dump.rdb
8. 启动redis服务，登录redis，数据10条，全部恢复！

3.3.1.2 手动备份

        ● 之前自动备份，必须更改好多数据，例如上边，我们改变了十多条数据，才会自动备份；
        ● 现在，我只保存一条数据，就想立刻备份，应该怎么做？
        ● 每次操作完成，执行命令 save 就会立刻备份

3.3.1.3 与RDB相关的配置

        ● stop-writes-on-bgsave-error：进水口和出水口，出水口发生故障与否
                ○ yes：当后台备份时候反生错误，前台停止写入
                ○ no：不管死活，就是往里怼
        ● rdbcompression：对于存储到磁盘中的快照，是否启动LZF压缩算法，一般都会启动，因为这点性能，多买一台电脑，完全搞定N个来回了。
                ○ yes：启动
                ○ no：不启动（不想消耗CPU资源，可关闭）
        ● rdbchecksum：在存储快照后，是否启动CRC64算法进行数据校验；
                ○ 开启后，大约增加10%左右的CPU消耗；
                ○ 如果希望获得最大的性能提升，可以选择关闭；
        ● dbfilename：快照备份文件名字
        ● dir：快照备份文件保存的目录，默认为当前目录

优势and劣势
● 优：适合大规模数据恢复，对数据完整性和一致行要求不高；
● 劣：一定间隔备份一次，意外down掉，就失去最后一次快照的所有修改

3.3.2 AOF

Append Only File
        ● 以日志的形式记录每个写操作；
        ● 将redis执行过的写指令全部记录下来（读操作不记录）；
        ● 只许追加文件，不可以改写文件；
        ● redis在启动之初会读取该文件从头到尾执行一遍，这样来重新构建数据；

3.3.2.1 开启AOF

1. 为了避免失误，最好将redis.conf总配置文件备份一下，然后再修改内容如下：

appendonly yes
appendfilename appendonly.aof

2. 重新启动redis，以新配置文件启动

redis-server /usr/local/redis5.0.4/redis.conf

3. 连接redis，加数据，删库，退出
4. 查看当前文件夹多一个aof文件，看看文件中的内容,保存的都是写操作
○ 文件中最后一句要删除，否则数据恢复不了
○ 编辑这个文件，最后要 :wq! 强制执行
5. 只需要重新连接，数据恢复成功

3.3.2.2 共存？谁优先？

我们查看redis.conf文件，AOF和RDB两种备份策略可以同时开启，那系统会怎样选择？
        1. 动手试试，编辑appendonly.aof，胡搞乱码，保存退出
        2. 启动redis 失败，所以是AOF优先载入来恢复原始数据！因为AOF比RDB数据保存的完整性更高！
        3. 修复AOF文件，杀光不符合redis语法规范的代码

reids-check-aof --fix appendonly.aof

3.3.2.3 与AOF相关的配置

        ● appendonly：开启aof模式
        ● appendfilename：aof的文件名字，最好别改！
        ● appendfsync：追写策略
                ○ always：每次数据变更，就会立即记录到磁盘，性能较差，但数据完整性好
                ○ everysec：默认设置，异步操作，每秒记录，如果一秒内宕机，会有数据丢失
                ○ no：不追写
        ● no-appendfsync-on-rewrite：重写时是否运用Appendfsync追写策略；用默认no即可，保证数据安全性。
                ○ AOF采用文件追加的方式，文件会越来越大，为了解决这个问题，增加了重写机制，redis会自动记录上一次AOF文件的大小，当AOF文件大小达到预先设定的大小时，redis就会启动AOF文件进行内容压缩，只保留可以恢复数据的最小指令集合
        ● auto-aof-rewrite-percentage：如果AOF文件大小已经超过原来的100%，也就是一倍，才重写压缩
        ● auto-aof-rewrite-min-size：如果AOF文件已经超过了64mb，才重写压缩

3.3.3 总结（如何选择？）

        ● RDB：只用作后备用途，建议15分钟备份一次就好
        ● AOF：
                ○ 在最恶劣的情况下，也只丢失不超过2秒的数据，数据完整性比较高，但代价太大，会带来持续的IO
                ○ 对硬盘的大小要求也高，默认64mb太小了，企业级最少都是5G以上；
                ○ 后面要学习的master/slave才是新浪微博的选择！！

3.4 事务

● 可以一次执行多个命令，是一个命令组，一个事务中，所有命令都会序列化（排队），不会被插队；
● 一个队列中，一次性，顺序性，排他性的执行一系列命令

● 三特性

                ○ 隔离性：所有命令都会按照顺序执行，事务在执行的过程中，不会被其他客户端送来的命令打断
                ○ 没有隔离级别：队列中的命令没有提交之前都不会被实际的执行，不存在“事务中查询要看到事务里的更新，事务外查询不能看到”这个头疼的问题
                ○ 不保证原子性：冤有头债有主，如果一个命令失败，但是别的命令可能会执行成功，没有回滚

● 三步走

                ○ 开启multi
                ○ 入队queued
                ○ 执行exec
        ● 与关系型数据库事务相比，
                ○ multi：可以理解成关系型事务中的 begin
                ○ exec ：可以理解成关系型事务中的 commit
                ○ discard ：可以理解成关系型事务中的 rollback

3.4.1 一起生

开启事务，加入队列，一起执行，并成功

127.0.0.1:6379> multi # 开启事务
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED # 加入队列
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED # 加入队列
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED # 加入队列
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED # 加入队列
127.0.0.1:6379> exec # 执行，一起成功！
1) OK
2) OK
3) "v2"
4) OK

3.4.2 一起死

放弃之前的操作，恢复到原来的值

127.0.0.1:6379> multi # 开启事务
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1111
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2222
QUEUED
127.0.0.1:6379> discard # 放弃操作
OK
127.0.0.1:6379> get k1
"v1" # 还是原来的值

3.4.3 一粒老鼠屎坏一锅汤

一句报错，全部取消，恢复到原来的值

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k4 v4
QUEUED
127.0.0.1:6379> setlalala # 一句报错
(error) ERR unknown command `setlalala`, with args beginning with:
127.0.0.1:6379> set k5 v5
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 队列中命令全部取消
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> keys * # 还是原来的值
1) "k2"
2) "k3"
3) "k1"

3.4.4 冤有头债有主

追究责任，谁的错，找谁去

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incr k1 # 虽然v1不能++，但是加入队列并没有报错，类似java中的通过编
译
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k4 v4
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k5 v5
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (error) ERR value is not an integer or out of range # 真正执行的时候，报错
2) OK # 成功
3) OK # 成功
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k5"
2) "k1"
3) "k3"
4) "k2"
5) "k4"

3.4.5 watch监控

测试：模拟收入与支出

正常情况下：

127.0.0.1:6379> set in 100 # 收入100元
OK
127.0.0.1:6379> set out 0 # 支出0元
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decrby in 20 # 收入-20
QUEUED
127.0.0.1:6379> incrby out 20 # 支出+20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 80
2) (integer) 20 # 结果，没问题！

特殊情况下：

127.0.0.1:6379> watch in # 监控收入in
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decrby in 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> incrby out 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(nil) # 在exec之前，我开启了另一个窗口（线程），对监控的in做了修改，所以本次的事务将
被打断（失效），类似于“乐观锁”

unwatch：取消watch命令对所有key的操作

○一旦执行了exec命令，那么之前加的所有监控自动失效！

3.5 Redis的发布订阅

进程间的一种消息通信模式：发送者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息。例如：微信订阅号
订阅一个或多个频道

127.0.0.1:6379> subscribe cctv1 cctv5 cctv6 # 1.订阅三个频道
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "cctv1"
3) (integer) 1
1) "subscribe"
2) "cctv5"
3) (integer) 2
1) "subscribe"
2) "cctv6"
3) (integer) 3
1) "message" # 3.cctv5接收到推送过来的信息
2) "cctv5"
3) "NBA"
127.0.0.1:6379> publish cctv5 NBA # 2.发送消息给cctv5
(integer) 1

3.5 主从复制

就是 redis集群的策略
配从（库）不配主（库）：小弟可以选择谁是大哥，但大哥没有权利去选择小弟
读写分离：主机写，从机读

3.5.1 一主二仆

1. 准备三台服务器，并修改redis.conf

bind 0.0.0.0

2. 启动三台redis，并查看每台机器的角色，都是master

info replication

3. 测试开始

1. 首先，将三个机器全都清空，第一台添加值

mset k1 v1 k2 v2

2. 其余两台机器，复制（找大哥）

slaveof 192.168.204.141 6379

3. 第一台再添加值

set k3 v3

○ 思考1：slave之前的k1和k2是否能拿到？

■ 可以获得，只要跟了大哥，之前的数据也会立刻同步

○ 思考2：slave之后的k3是否能拿到？

■ 可以获得，只要跟了大哥，数据会立刻同步

○ 思考3：同时添加k4，结果如何？

■ 主机（141master）可以添加成功，从机（142和143是slave）失败，从机只负责读取
数据，无权写入数据，这就是“读写分离”

○ 思考4：主机shutdown，从机如何？
                ■ 142和143仍然是slave，并显示他们的master已离线
○ 思考5：主机重启，从机又如何？
                ■ 142和143仍然是slave，并显示他们的master已上线
○ 思考6：从机死了，主机如何？从机归来身份是否变化？
                ■ 主机没有变化，只是显示少了一个slave
                ■ 主机和从机没有变化，而重启归来的从机自立门户成为了master，不和原来的集群在一起了

3.5.2 血脉相传

一个主机理论上可以多个从机，但是这样的话，这个主机会很累
我们可以使用java面向对象继承中的传递性来解决这个问题，减轻主机的负担
形成祖孙三代：

127.0.0.1:6379> slaveof 192.168.204.141 6379 # 142跟随141
OK
127.0.0.1:6379> slaveof 192.168.204.142 6379 # 143跟随142
OK

3.5.3 谋权篡位

1个主机，2个从机，当1个主机挂掉了，只能从2个从机中再次选1个主机
国不可一日无君，军不可一日无帅
手动选老大
模拟测试：1为master，2和3为slave，当1挂掉后，2篡权为master，3跟2

slaveof no one # 2上执行，没有人能让我臣服，那我就是老大

slaveof 192.168.204.142 6379 # 3跟随2号

思考：当1再次回归，会怎样？

○ 2和3已经形成新的集群，和1没有任何的关系了。所以1成为了光杆司令

3.5.4 复制原理

完成上面几个步骤后就完成了从服务器数据初始化的所有操作，从服务器此时可以接收来自用户的读请求

全量复制：Slave初始化阶段，这时Slave需要将Master上的所有数据都复制一份slave接收到数据文件后，存盘，并加载到内存中；（步骤1234）
增量复制：Slave初始化后，开始正常工作时主服务器发生的写操作同步到从服务器的过程；（步骤56）

○ 但，只要是重新连接master，一次性（全量复制）同步将自动执行；

Redis主从同步策略：主从刚刚连接的时候，进行全量同步；全同步结束后，进行增量同步。
当然，如果有需要，slave 在任何时候都可以发起全量同步。
redis 策略是，无论如何，首先会尝试进行增量同步，如不成功，要求从机进行全量同步。

3.5.5 哨兵模式

自动版的谋权篡位！
有个哨兵一直在巡逻，突然发现！！！！！老大挂了，小弟们会自动投票，从众小弟中选出新的老大
Sentinel是Redis的高可用性解决方案：

○ 由一个或多个Sentinel实例组成的Sentinel系统可以监视任意多个主服务器，以及所有从服务器，并在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线主服务器属下的某个从服务器升级
为新的主服务器，然后由新的主服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求

模拟测试

1主，2和3从
2. 每一台服务器中创建一个配置文件sentinel.conf，名字绝不能错，并编辑sentinel.conf

# sentinel monitor 被监控主机名（自定义） ip port 票数
sentinel monitor redis141 192.168.204.141 6379 1

3. 启动服务的顺序：主Redis --> 从Redis --> Sentinel1/2/3

redis-sentinel sentinel.conf

4.将1号老大挂掉，后台自动发起激烈的投票，选出新的老大

127.0.0.1:6379> shutdown
not connected> exit

5. 查看最后权利的分配

        ■ 3成为了新的老大，2还是小弟
6. 如果之前的老大再次归来呢？
        ■ 1号再次归来，自己成为了master，和3平起平坐
        ■ 过了几秒之后，被哨兵检测到了1号机的归来，1号你别自己玩了，进入集体吧，但是新
的老大已经产生了，你只能作为小弟再次进入集体！