Redis第一天-简介和基础

DustinZ柯基君
171 阅读7分钟

第一章 Redis简介

1.redis是个什么东西

  • 一种键值对的kv-NOSQL数据库。
  • string，hash，list(列表),set(集合),zset(有序集合)五种基本类型和bigmaps(位图),hyperloglog,geo(地理信息定位)组合类型。
  • 数据都存放在内存中所以读写性能惊人，还可以通过快照和日志方式将数据保存在磁盘上。
  • 提供键过期(用于实现缓存)，发布订阅（实现消息系统），事务(简单事务功能)，流水线pipeline(一次发送多个命令，减少网络开销提高并发。)，lua脚本(创造新的redis命令)。

2.redis为什么快

  • 官方10万OPS（读写），实际万级别是可以的。因为数据存在内存中。
  • 用C语言来实现（更接近操作系统），由单线程来实现（预防多线程竞争问题)。
  • 内存可以达到千万级别的读写，读写的延迟也可以在80纳秒，宽带也有5G。
  • SSD可以达到35000的每秒读写，延迟在0.1-0.2毫秒，带宽在100-300mb
  • 机械盘可以达到100每秒读写，延迟在10毫毛，带宽在100mb左右。
  • redis所有的数据保持在内存中，对数据的更新是异步的保存在磁盘上。

3.特性总结

  • redis 3.0提供集群功能。23000行代码。
  • redis不依赖外部库。单线程模型。
  • 提供主从复制功能。为高可用和分布式提供基础。
  • 2.8使用redis-sentinel实现高可用
  • 3.0使用redis-cluster支持分布式
  • hyperloglog 用小内存唯一值计数。上亿也是12k。 2.8支持
  • GEO 存储地理位置信息 3.2版本支持
  • 支持java php python ruby lua node.js

4.适合做什么

  • 缓存系统(提高数据访问速度，减少底层数据源压力，通过键过期，最大内存和淘汰策略。)
  • 计数器（微博点赞，转发计数）
  • 消息队列系统(发布订阅和阻塞队列功能，一般消息基本满足。但比不上MQ等消息中间件。)
  • 排行榜(列表和有序集合可以构建排行榜)，社交系统(赞/踩，粉丝，喜欢，下拉刷新比较容易实现)
  • 实时系统是redis的典型使用场景。

5.不适合做什么

  • 数据放在内存中，对于几亿用户的行为数据。redis存储经济成本太高。虽然内存很便宜。
  • 对于不经常访问或者不访问的冷数据，放入redis则浪费redis。

第二章 Redis的部署

1.安装

  • 奇数版本号为非稳定版本。
  • 偶数版本号为稳定版本。生产使用稳定版本。如3.0,3.2等等
  • 虽然当前redis6.0已经发布了稳定版本，但大多数公司使用3.0以上的版本。
  • 不同数据库又不同的作用和领域。不是最新版本的数据库就是最好的数据库。
redis的安装(以当前学习时候最新版本为例子)
wget http://download.redis.io/releases/redis-3.0.7.tar.gz
tar xzf redis-3.0.7.tar.gz
ln -s redis-3.0.7 redis 
cd redis
make
make install
	
软链接为了不把redis固定在指定版本上。用于以后升级方便。
make install 用于将运行文件放到/usr/local/bin下。可以再任意目录下执行redis的相关命令。
使用配置文件启动，部署多个redis可以用多个配置文件用于端口分开。利于资源的合理运用。

2.参数配置

参数配置比较简单

daemonize 是否使用守护进程启动。默认是no。建议使用yes
port      端口，单机多实例要配置。默认6379
logfile   日志名称。
dir       redis的工作目录，日志文件和持久化数据在哪里。
过滤掉注释，过滤掉空格
cat /root/redis-3.0.6/redis.conf |grep -v "#" |grep -v "^$" > 26379.conf

其余的不需要。只需要下列参数学习就可。
dir /redis/data
logfile "6379.log"
bind 127.0.0.1
port 6379
daemonize yes
pidfile /var/run/redis_6379.pid

3.可执行命令

redis-server 		启动/关闭数据
			redis-server redis.conf 来启动数据库进程使用
			redis-server shutdown，来关闭数据库进程，断开客户端连接，持久化文件生成。
			redis-server shutdown nosave|save 在关闭redis的时候是否生成持久化文件。
redis-cli 			连接redis服务端
redis-benchmark 	对redis性能测试
redis-check-aof  	aof的持久化。对aof进行修复。
redis-check-dump 	rdb的持久化，对rdb修复工具。
redis-sentinel  	启动sentinel节点(2.8版本后支持)

4.redis shell

使用shell进行数据库的命令交互

使用redis-cli 进行数据库的连接
redis-cli -h -p 进入redis。默认不加h和p则进入的是 127.0.0.1:6379
redis-cli get heloo  可以直接输入命令并返回结果。
redis-cli info   打印数据库当前的信息

返回值类型
状态回复：ping -> pong
错误回复：get hello -> error
整数回复：incr hello -> 1 计数
字符串回复:get hello -> world
多行字串回复: mget heelo hello2 -> wolrd1 world2

第三章 Redis基础

1.全局命令

命令作用执行时间复杂度
keys *查看所有键，返回所有key的名字。会遍历所有键，生产禁止使用，数据量越大越慢，会堵塞其他命令。使用scan来替代或者在丛节点上使用keyso(n)
dbsize返回当前数据库中的键数，就是所有的key数，返回个数。不会遍历直接获取redis内置的键总数变量。o(1)
exists key检查key是否存在，存在返回1，不在返回0o(1)
del key删除key。成功返回删除的key数量。key不存在返回0。支持删除多个key比如 del a b c删除abc三个key。返回3。o(1)
expire key seconds键过期。超过指定时间会自动删除键o(1)
ttl查看key过期时间o(1)
返回-2，表示已经删除。
返回-1，存在但是没有设置过期时间
返回大于0的整数，表示剩余过期时间
type key计算key的类，存在返回类型，不存在返回noneo(1)
persist去掉过期时间。使key不过期。o(1)
get key获得key的值，o(1)

2.数据结构与内部编码

数据类型内部编码
obeject encoding key查询内部编码
string字符串，有三种内部编码,raw,int,embstr。
hash哈希，有两种内部编码,hashtable,ziplist。
list列表，有两种内部编码,linkedlist，ziplist。
set集合，有两种内部编码,hashtable，intset。
zset有序集合，有两种内部编码,skiplist,ziplist。

优点:

  • 好处是可以改进代码，当有更好的内部编码时，对外部的数据结构和命令没有影响。无需改动外部数据结构和命令。
  • 3.2提供quicklist。结合了ziplist和linkedlist优势。为list列表类型提供更优秀的内部有编码实现。
  • 每一种可以发挥自己的优势。ziplist比较节省内存，但是列表元素多的情况下性能会下降，redis这个时候回将类型内部转换为linkedlist。

3 redis命令执行过程

每次执行命令都是如下3个步骤。  
1.client通过网络发送命令给server端。
2.redis收到请求，放入队列，按照顺序执行命令。
3.redis通过网络将结果返回给client。


因为redis是单线程处理命令的。
client发送过来的命令到了服务端不会立即执行。而是会放入队列里面，逐个执行。
多个客户端执行的顺序不一样。但确定不会有两条命令被同时执行。

io多路复用 

单线程为什么处理迅速
纯内存访问，响应时间为100纳秒。每秒万级别访问的基础。
非阻塞io，通过epoll作为io多路复用的实现。
redis自身将epoll中的连接，读写，关闭转换为时间。不在网络io上浪费过多时间。
单线程避免了线程切换和竞争所耗费的时间。锁和线程切换是性能杀手。
单线程处理的缺点是，如果某个命令处理过慢，会阻塞其他命令的处理。
拒绝长慢的命令比如 keys,flushall,flushdb,slow lua script,operate,mutil/exec,
big value(collection)
在fysnc file descriptor和close file descriptor 的时候不是单线程。是有专门的线程去处理。
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