Redis使用教程与指令解析 | 青训营

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Redis

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的内存数据存储系统，也可以被看作是一个键值（key-value）存储数据库。它支持多种数据结构，如字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）等，并且提供了丰富的操作命令。另外，出于码字方便以及redis指令均为小写等原因，下文中Redis均写作redis，不喜勿喷。

redis基本理解和工作原理

redis可以一个特殊的数据库，它运行在内存之中，只有两个字段：键和值。其中的值可以是多种数据类型。

redis和数据库一样，都需要配置访问权限，默认的访问权限为本地主机，即127.0.0.1，默认端口是6379。

redis工作原理

  • AOF文件（Append-Only File）：用于实现数据的持久化，包含一系列的Redis命令，每个命令都以一种特定的格式写入到文件中，这些命令表示了Redis服务器接收到的写操作，新的命令会不断地追加到文件末尾。当服务器崩溃时，就可以重放AOF文件恢复数据。
  • RDB文件（Redis Database）：将数据库某个时间节点的状态保存到一个二进制文件中，相当于备份。如果服务器崩溃，在最后一次生成 RDB 文件和崩溃之间的数据可能会丢失。这时候就需要AOF文件来进一步保护和恢复数据。

看完上述两个持久化的方法之后，我相信善于思考的你对redis持久化已经有了初步的想法了。其基本工作流程基本如下：

在每一次的写操作中，往AOF文件添加操作记录，当保存了RDB文件之后，就及时清除AOF文件，防止其文件体积过大。当发生崩溃的时候，先加载RDB文件，然后重现AOF文件，最终恢复redis。这个过程就好像数据库的恢复系统，可以比较记忆。

配置，启动，操作，关闭redis

redis配置

  • 控制访问权限：在配置文件中修改bind属性，一般来说配置文件位于/etc/redis.conf
  • redis也可以设置账号密码，在Redis配置文件中，找到并编辑requirepass属性。如果该属性被注释掉了（以#开头），需要取消注释，并在等号后面设置一个密码。例如，可以设置requirepass mypassword，其中mypassword是你想要设置的密码。

redis启动

三种方法：默认配置，运行配置，配置文件启动（推荐使用配置文件使用）

redis-server /etc/redis.conf

redis操作

可以使用redis-cli连接服务器，有如下两种方法：交互式和命令式。

  • 交互式：
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
>set hello world
OK
>get hello
"world"
  • 命令式：
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 get hello
"world"

如果缺省了-h和-p两个参数，那么默认是链接127.0.0.1:6379。

redis选择数据库

使用SELECT <index>可以选择某个特定的数据库。redis共有16个数据库可以使用，默认使用DB 0工作。

127.0.0.1:6379> select 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> keys *
(empty list or set)

redis关闭

redis-cli shutdown

redis关闭的过程：断开客户端连接，持久化文件生成。这要求我们自己生成持久化文件，redis并不会自动做这件事。这种情况是特殊情况主动关闭redis的操作，就好像关机之前需要保存工作区一样。

redis使用

查看所有键

127.0.0.1:6379> keys *
1) "backup2"
2) "backup3"
3) "backup4"
4) "backup1"

键总数

127.0.0.1:6379> dbsize
(integer) 4

检查键是否存在

exists [keys]，如果键存在则返回1，否则返回0。

127.0.0.1:6379> exists backup1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists backup1 backup5
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists backup1 backup2
(integer) 2

可以检查多个键，但是返回值是一个整数，表示查询的键中存在的个数。

删除键

del [keys]

返回值是成功删除的键的个数，如果删除失败，返回0，否则返回1。使用的语法和返回结果与上述的exists类似，不加赘述。

键过期

redis支持使用expire key seconds对键添加过期时间，当超过过期时间后，会自动删除该键：

127.0.0.1:6379> set hello world
OK
127.0.0.1:6379> expire hello 20
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl hello
(integer) 14

使用ttl指令可以查看键的剩余时间。

键的数据结构类型和具体操作

前面说过，一个值的数据类型只有五种：string,hash,list,set,zset（有序集合）。下面是这五种数据类型的插入示例:

  • 字符串string：
SET username "Veni"
​
127.0.0.1:6379> GET username
"Veni"
  • 哈希hash：
HMSET user222 username "Veni" age 20
​
127.0.0.1:6379> HGETALL user222
1) "username"
2) "Veni"
3) "age"
4) "20"
​
127.0.0.1:6379> HGET user222 username
"Veni"

查询哈希需要使用HGET指令，指令格式为HGET key field获取特定key的某个字段的值。使用HGETALL key可以获取某个key的所有字段。

  • 列表list：分为左插入和右插入，rpush是在数组的右侧追加，lpush为左侧追加，比如abc使用rpush就是[a b c]，而使用lpush结果是[c b a]。
rpush rlist a b c
lpush llist a b c
​
127.0.0.1:6379> LRANGE rlist 0 -1
1) "a"
2) "b"
3) "c"
​
127.0.0.1:6379> LRANGE llist 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "a"

使用LRANGE可以查询list的元素，0到-1表示查询所有值。修改区间起点和区间终点即可查询到不同的值。

  • 集合set
SADD userset "veni" "moss"
​
127.0.0.1:6379> SMEMBERS userset
1) "moss"
2) "veni"
​
127.0.0.1:6379> SISMEMBER userset "veni"
(integer) 1

使用SMEMBERS可以查看集合中的所有成员，使用SISMEMBER可以查看某一个元素是否在集合里面。

  • 有序集合zset：
ZADD userScore 650 "veni" 625 "moss" 610 "neil"
​
127.0.0.1:6379> ZRANGE userScore 0 -1
1) "neil"
2) "moss"
3) "veni"
​
127.0.0.1:6379> ZSCORE userScore moss
"625"
​
127.0.0.1:6379> ZREVRANGE userScore 0 -1
1) "veni"
2) "moss"
3) "neil"

使用ZRANGE查看有序集合里面的特定一批元素的名称，使用ZSCORE可以某个指定的元素的分数，ZREVRANGE按照分数从大到小列出元素名字。

  • 查询key的类型：使用type指令可以查看某一个key的类型。
127.0.0.1:6379> type userScore
zset

数据结构的编码方式

在redis中，每种数据结构都有多种编码方式。Redis 会根据数据大小、类型以及具体的操作情况来自动选择和转换编码方式，以达到最佳的内存使用和性能效果。一旦有了更高效的编码方式，就可以直接修改内部编码，无需修改外部代码。

  1. 字符串（String） ：

    • raw：简单字符串的默认编码，适用于存储一般文本数据。
    • int：整数编码，用于存储整数类型数据。
    • embstr：短字符串编码，用于存储较短的字符串数据。
    • ht：哈希表编码，用于存储较大的字符串数据。

  2. 列表（List） ：

    • ziplist：紧凑列表编码，适用于较小的列表。
    • linkedlist：双向链表编码，适用于较大的列表。

  3. 哈希（Hash） ：

    • ziplist：紧凑哈希编码，适用于较小的哈希。
    • hashtable：哈希表编码，用于较大的哈希。

  4. 集合（Set） ：

    • intset：整数集合编码，适用于存储整数类型数据。
    • hashtable：哈希表编码，用于较大的集合。

  5. 有序集合（Sorted Set） ：

    • ziplist：紧凑有序集合编码，适用于较小的有序集合。
    • skiplist：跳跃表编码，用于较大的有序集合。

单线程架构

当第一次看到redis是单线程架构的时候我惊呆了，但是redis的单线程并没有影响他的高性能。实际上，redis内部使用了多线程来处理不同的任务。redis是单线程这是因为redis的核心是一个事件循环，这个单线程循环处理所有客户端请求，数据读写，命令解析等任务。redis的单线程架构使用非阻塞I/O模型，使用任务切换处理事件循环中的不同任务，使用多路复用技术监听不同的socket。

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