1. 概念入门

概念：

• NoSQL：即Not-Only-SQL，一种泛指非关系型数据库的全新理念，如键值对结构的redis，文档结构的mongodb，图形结构的neo4j等：
  • 高扩展：NoSQL数据之间无关联，故非常容易进行拓展。
  • 高性能：NoSQL数据结构简单，在海量数据量场景下具有高读写性能。
  • 更灵活：NoSQL无需事前建立表结构，更灵活的操作数据，避免繁琐的表，字段的关系操作。
  • 高可用：NoSQL在不太影响性能的情况下，可以方便的实现高可用的架构，如集群等。
• redis：基于C语言开发的一款遵守BSD协议的高性能开源数据库，github，twitter，stackOverFlow，阿里巴巴，百度，美团，搜狐，新浪微博等都在使用：
  • 高性能：官方测试50个并发执行10W个请求时，redis读速为11W次/s，写速为8.1W次/s。
  • 单线程：一次仅运行一条命令，更简单且无并发问题，避免了多线程切换开销和竞态消耗。
  • 持久化：默认所有数据保存在内存中以提高性能，亦可将数据更新异步地保存到硬盘。
  • 多结构：支持字符串，哈希，列表，集合等五种数据结构以更灵活的操作数据。
  • 多场景：用于缓存数据为DB减压，用于高效计数如播放量和转发数等，用于消息队列系统，排行榜，社交网络，实时系统如秒杀，限购等。
• 下载安装：官网提供 redis for linux，github提供 redis for windows：
  • 偶数版本号如3.0为稳定版，奇数版本号如3.1为不稳定版。
  • redis2.8+支持redis-sentinel哨兵，redis3.0+支持redis-cluster集群。
• 目录结构：windows版本的redis下载后直接解压缩即可：
  • redis-server.exe：服务端程序，提供redis服务。
  • redis-cli.exe: 客户端程序，通过它连接redis服务和操作数据。
  • redis-check-dump.exe：本地数据库检查工具，用于对rdb文件进行检查。
  • redis-check-aof.exe：更新日志检查工具，用于对aof文件进行修复。
  • redis-benchmark.exe：性能测试工具，用于模拟客户端向服务端发送操作请求。
  • redis.windows.conf: redis主配文件，在将redis作为第三方软件使用时生效。
  • redis.windows-service.conf：redis主配文件，在将redis作为系统服务使用时生效。
• 启动服务端：未配置环境变量时需进入redis根目录操作，且需要保持窗口：
  • cmd: redis-server -p 6379：以指定端口启动redis服务端，默认6379。
• 查看服务端：可以根据服务名或者服务PID查看redis服务是否启动：
  • cmd: tasklist /fi "imagename eq redis*：查看redis服务是否已经启动。
  • cmd: netstat -ano | findstr 6379：查看6379端口被哪个PID占用，如4988。
  • cmd: tasklist /fi "pid eq 4988：查看4988进程的详细信息。
• 启动客户端：在单独cmd窗口中启动redis客户端并保持窗口：
  • redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379：默认IP为localhost，默认端口6379。
• 部署服务端：将redis部署为windows服务可以一直保持后台运行：
  • cmd: redis-server --service-install --service-name redis32：部署redis32服务。
  • cmd: redis-server --service-uninstall --service-name redis32：卸载redis32服务。
  • cmd: redis-server --service-start --service-name redis32：启动redis32服务。
  • cmd: redis-server --service-stop --service-name redis32：停止redis32服务。
  • cmd: net start redis32：在任意位置启动redis32服务。
  • cmd: net stop redis32：在任意位置停止redis32服务。

2. 主配文件

概念： redis主配文件可自主拓展开发，如 start.conf：

• 常用配置：
  • daemonize：改为yes表示以守护进程启动redis，注意windows无效。
  • bind：配置访问IP，需允许外网所有IP访问时必须删除此项并添加 protected-mode no。
  • port：指定端口号。
  • dir workspace：指定redis工作目录以存放日志文件等，需提前创建该目录。
  • logfile 6380.log：指定日志文件名，建议以端口号进行命名。
  • requirepass 123：设置客户端登录密码为123，可提高安全性。
• 启动服务端：进入redis根目录并以指定配置启动redis服务：
  • cmd: redis-server start.conf。
• 启动客户端：以指定端口和指定密码连接服务端：
  • redis-cli -p 6380 -a 123：不填写密码也可以登录，但无操作数据权限。
• 部署服务端：以指定配置的方式将服务部署为windows服务：
  • cmd: redis-server --service-install start.conf --service-name redis-start。 源码：

port 6380
dir workspace
logfile 6380.log
requirepass 123

3. 数据类型

概念： redis所有的key都是字符串类型，而value则可使用 string/hash/list/set/zset 五种数据类型，除string外的容器型数据结构必须遵守以下规则：

• create if not exists：当容器不存在时，创建容器，再进行操作。
• drop if not elements：当容器中无元素时，立即删除容器，释放内存。

3.1 通用命令

概念： keys 是重量级命令，不在生产环境中对主节点使用，其余都是轻量级命令：

• keys *：返回所有键。
• keys a*：返回以 a 开头的所有键。
• keys a[c-d]*：返回以 a 开头，第2位是 c-d 范围内字母（包括两端）的所有键。
• keys a?c：返回以 a 开头，第3位是 c 的所有键。
• dbsize：返回总键数。
• exists a：判断键 a 是否存在，存在返回1，不存在返回0。
• del a b：同时删除键 a 和 b，返回成功删除总数，删除失败的键计为0。
• expire a 20：设置键 a 20秒后过期，成功返回1。
• ttl a：返回键 a 的当前寿命，单位秒，键不存在返回-2，键永生返回-1。
• persist a：移除键 a 的过期时间，使其永生。
• type a：返回键 a 的数据类型，键不存在返回none。

3.2 字符串string

概念： string类型包括字符串，整数（自动转型，存值范围与long类型相同），二进制（如图片或序列化对象）等，常用于缓存，计数器，分布式锁等场景：

• 存储特性：一个string类型的键最多能存512MB的值：
  • 当值小于1MB时，扩容都是加倍现有空间。
  • 当值大于1MB时，每次扩容1MB，直到512MB。
• 常用命令：nil 表示无值，任何变量在没有被赋值之前的值都为 nil：
  • set a 1：永久存储 a=1，同名覆盖，无论键是否存在都成功，总是返回 OK。
  • setnx a 1：永久存储 a=1，同名覆盖，键不存在时才成功并返回1，否则返回0。
  • set a 1 xx：永久存储 a=1，同名覆盖，键存在时才成功并返回 OK，否则返回 nil。
  • mset a 1 b 2：批量永久存储 a=1 和 b=2，原子操作节省网络IO次数，但为重量级命令。
  • get a：获取 a 值，键不为string报错，键不存在返回 nil。
  • mget a b：批量获取 a 和 b 值，原子操作节省网络IO次数，但为重量级命令。
  • del a：删除 a，删除成功返回1，键不存在返回0。
  • incr a：自增 a 值，返回自增后结果，键不存在设置 a=1 并返回1。
  • decr a：自减 a 值，返回自减后结果，键不存在设置 a=-1 并返回-1。
  • incrby a 5：将 a 值自增5并返回，键不存在设置 a=5 并返回5。
  • decrby a 5：将 a 值自减5并返回，键不存在设置 a=-5 并返回-5。
  • incrbyfloat a 1.5：将 a 自增1.5并返回字符串1.5，负数表示自减。
  • setex a 8 5：存储 a=5，并设置8秒后过期，返回 OK。
  • getset a 5：将 a 值修改为 5 并返回原值，原子组合操作。
  • append a 5：将 5 追加到 a 值末尾，返回字节长度。
  • strlen a：返回 a 值长度，UTF8编码下每个中文2字节。
  • getrange a 0 9：返回 a 值中，索引0到索引9范围内的所有值。
  • setrange a 0 9：设置 a 值中，索引0的值为9。

3.3 哈希hash

概念： hash类型可视为拥有字符串属性的HashMap容器，适合于存储bean对象，如User等：

• 存储特性：若hash中包含很少的字段，那么该类型的数据也将仅占用很少的磁盘空间：
  • 每一个hash可以存储4294967295个键值对。
  • hash冲突时采用渐进式rehash操作：同时保留新旧两个hash，查询时同时查询两个hash结构，在后续的定时任务及hash操作的过程中完成从旧hash到新hash的数据迁移。
• 常用命令：
  • hset user a 1：为 user 设置 a=1 属性，成功返回1。
  • hsetnx user a 1：为 user 设置 a=1 属性，若 a 已存在则失败。
  • hincrby user a 5：为 user 中的 a 值自增5。
  • hincrbyfloat user a 1.5: 为 user 中的 a 值自增1.5。
  • hget user a：返回 user 中的 a 值，键不为string报错，键不存在返回 nil。
  • hgetall user：返回 user 中所有的键值对，执行速度较慢。
  • hdel user a b：同时删除 user 中的 a 和 b 属性，返回总影响数。
  • hexists user a：判断 user 中是否存在 a 属性，存在返回1，不存在返回2。
  • hlen user：返回 user 中所有的键值对数。
  • hmget user a b：批量返回 user 中 a 和 b 的值，原子操作节省网络IO次数，但为重量级命令。
  • hmset user a 1 b 2：批量设置 user中的 a=1 和 b=2，原子操作节省网络IO次数，但为重量级命令。
  • hkeys user：返回user中所有属性。
  • hvals user：返回user中所有属性对应的值。

3.4 字符列表list

概念： list类型是按照插入顺序排序的字符串链表，和数据结构中的LinkedList一样，我们可以在其头部 left 和尾部right 添加新元素：

• 存储特性：
  • 在插入时，如果该键并不存在，Redis将为该键创建一个新的链表。
  • 列表中元素允许重复，允许双端操作，有序
  • 如果链表中所有的元素都被移除，那么该键也将会被从数据库中删除。
  • List中可以包含的最大元素数量是4294967295。
• 常用命令：age 列表不存在时自动创建：
  • lpush age 1 2：在 age 头部依次插入1和2，返回插入后 age 的长度。
  • rpush age 1 2：在 age 尾部依次追加1和2，返回插入后 age 的长度。
  • lrange age 0 2：取出 age 中，索引0到索引2的全部元素，两端包括。
  • lrange age 0 -5：取出 age 中，索引0到倒数第五个元素范围内的全部元素，两端包括。
  • lrange age 0 -1：取出 age 中的全部元素。
  • lpop age：返回并删除（弹出） age 的链表头,空列表返回 nil。
  • rpop age：返回并删除（弹出） age 的链表尾,空列表返回 nil。
  • linsert age before a b：在 age 中的 a 前插入 b，重量级命令。
  • linsert age after a b：在 age 中的 a 后插入 b，重量级命令。
  • lrem age 0 1：删除 age 中所有的1，重量级命令。
  • lrem age 5 1：从左到右，删除最多5个 age 中1，重量级命令。
  • lrem age -5 1：从右到左，删除最多5个 age 中1，重量级命令。
  • ltrim age 0 9：在 age 中，从索引0保留到索引9，其余删除，重量级命令。
  • lindex age 3：返回 age 中索引3上的元素，重量级命令。
  • llen age：返回 age 长度。
  • lset age 3 9：将 age 中索引3上的元素改为9，重量级命令。
  • blpop age 10：阻塞版 lpop，age 为空时，10秒内进行阻塞等待新元素，0表示永远等待。
  • brpop age 10: 阻塞版 rpop，对空列表在10秒内进行阻塞等待新元素，0表示永远等待。

3.5 字符集合set

概念： set类型是一个无序且元素不重复的集合，相当于HashSet，它是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。

• 存储特性：
  • set集合中最大的成员数量是 4294967295。
• 常用命令：hobby 集合不存在时自动创建：
  • sadd hobby a：向 hobby 中添加 a，若 a 已存在则添加失败返回0，批量添加空格分隔，返回影响数。
  • srem hobby a：从 hobby 中删除 a，批量删除空格分隔，返回影响数。
  • scard hobby: 返回 hobby 中的元素个数。
  • sismember hobby a：判断 hobby 中是否存在 a，存在返回1，不存在返回0。
  • srandmember hobby 5：随机从 hobby 中返回5个元素。
  • spop hobby：随机从 hobby 中返回并删除（弹出）一个元素。
  • smembers hobby：无序返回 hobby 中的所有元素，重量级命令。
  • sdiff h1 h2：返回两个set集合的差集，重量级命令。
  • sinter h1 h2：返回两个set集合的交集，重量级命令。
  • sunion h1 h2：返回两个set集合的并集，重量级命令。
• sdiffstore/sinterstore/sunionstore h3 h1 h2：返回h1和h2的差/交/并集并存入h3，重量级命令。

3.6 有序字符集合zset

概念： zset和集合set一样也是string类型元素的集合，类似于SortedSet，且不允许重复的成员。不同的是zset中的每个元素都会关联一个double类型的带权值score，zset正是通过score来为集合中的成员进行从小到大的排序：

• 存储特性：zset集合的成员是唯一的，但分数score却可以重复。
• 常用命令：age 集合不存在时自动创建：
  • zadd age 1.5 a 1.6 b：向集合中添加1.5分的a和1.6分的b，同名覆盖，返回影响数。
  • zrange age 0 3：升序返回集合中索引0到3范围内的元素，不带分数。
  • zrange age 0 3 withscores：升序返回集合中索引0到3范围内的元素，带分数。
  • zrange age 0 -1：升序返回集合中所有元素。
  • zrevrange age 0 -1：降序返回集合中所有元素。
  • zrem age a b：从集合中删除 a 和 b，返回影响数。
  • zscore age a：返回集合中 a 的分数，a 不存在返回 nil。
  • zincrby age 5 a：将集合中 a 的分数自增5，负数表示自减，返回 a 自增/自减后的值。
  • zcard age：返回集合中全部元素的个数。
  • zrank age a：返回集合中 a 的升序排名索引，从0开始。
  • zrevrank age a：返回集合中 a 的降序排名索引，从0开始。
  • zrangebyscore age 0 9 withscores：升序返回集合中0到9分范围内的排名，带分数。
  • zrevrangebyscore age 9 0 withscores：降序返回集合中9到0分范围内的排名，带分数。
  • zcount age 0 9：返回集合中0到9分范围内有多少元素。
  • zremrangebyrank age 0 5：删除集合中排名索引0到5之间的全部元素。
  • zremrangebyscore age 0 9：删除集合中分数范围在1到9之间的全部元素。
  • zinterstore age3 2 age1 age2：将 age1 和 age2 两个集合的交集（分数相加）存入 age3。
  • zunionstore age3 2 age1 age2：将 age1 和 age2 两个集合的并集（分数相加）存入 age3。