原创

redis 基础学习笔记

一、简介

        redis是一个key-value存储系统。和Memcached类似,它支持存储的value类型相对更多,包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash(哈希类型)。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作,而且这些操作都是原子性的。在此基础上,redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件,并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。


        Redis 是一个高性能的key-value数据库。 redis的出现,很大程度补偿了memcached这类key/value存储的不足,在部 分场合可以对关系数据库起到很好的补充作用。它提供了Java,C/C++,C#,PHP,JavaScript,Perl,Object-C,Python,Ruby,Erlang等客户端,使用很方便。


        Redis支持主从同步。数据可以从主服务器向任意数量的从服务器上同步,从服务器可以是关联其他从服务器的主服务器。这使得Redis可执行单层树复制。存盘可以有意无意的对数据进行写操作。由于完全实现了发布/订阅机制,使得从数据库在任何地方同步树时,可订阅一个频道并接收主服务器完整的消息发布记录。同步对读取操作的可扩展性和数据冗余很有帮助。


二、redis下载与安装

1、下载最新版本redis-2.8.19.tar.gz(下载地址:http://redis.io/download)

linux系统下直接下载命令如下:

wget http://download.redis.io/releases/redis-2.8.19.tar.gz
tar zxvf redis-2.8.19.tar.gz   解压缩压缩文件
cd redis-2.8.19  切换到目录下
make  编译Redis


三、Redis配置

1. Redis默认不是以守护进程的方式运行,可以通过该配置项修改,使用yes启用守护进程

    daemonize no

2. 当Redis以守护进程方式运行时,Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件,可以通过pidfile指定

    pidfile /var/run/redis.pid

3. 指定Redis监听端口,默认端口为6379,作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用6379作为默认端口,因为6379在手机按键上MERZ对应的号码,而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字

    port 6379

4. 绑定的主机地址

    bind 127.0.0.1

5.当 客户端闲置多长时间后关闭连接,如果指定为0,表示关闭该功能

    timeout 300

6. 指定日志记录级别,Redis总共支持四个级别:debug、verbose、notice、warning,默认为verbose

    loglevel verbose

7. 日志记录方式,默认为标准输出,如果配置Redis为守护进程方式运行,而这里又配置为日志记录方式为标准输出,则日志将会发送给/dev/null

    logfile stdout

8. 设置数据库的数量,默认数据库为0,可以使用SELECT <dbid>命令在连接上指定数据库id

    databases 16

9. 指定在多长时间内,有多少次更新操作,就将数据同步到数据文件,可以多个条件配合

    save <seconds> <changes>

    Redis默认配置文件中提供了三个条件:

    save 900 1

    save 300 10

    save 60 10000

    分别表示900秒(15分钟)内有1个更改,300秒(5分钟)内有10个更改以及60秒内有10000个更改。

10. 指定存储至本地数据库时是否压缩数据,默认为yes,Redis采用LZF压缩,如果为了节省CPU时间,可以关闭该选项,但会导致数据库文件变的巨大

    rdbcompression yes

11. 指定本地数据库文件名,默认值为dump.rdb

    dbfilename dump.rdb

12. 指定本地数据库存放目录

    dir ./

13. 设置当本机为slav服务时,设置master服务的IP地址及端口,在Redis启动时,它会自动从master进行数据同步

    slaveof <masterip> <masterport>

14. 当master服务设置了密码保护时,slav服务连接master的密码

    masterauth <master-password>

15. 设置Redis连接密码,如果配置了连接密码,客户端在连接Redis时需要通过AUTH <password>命令提供密码,默认关闭

    requirepass foobared

16. 设置同一时间最大客户端连接数,默认无限制,Redis可以同时打开的客户端连接数为Redis进程可以打开的最大文件描述符数,如果设置 maxclients 0,表示不作限制。当客户端连接数到达限制时,Redis会关闭新的连接并向客户端返回max number of clients reached错误信息

    maxclients 128

17. 指定Redis最大内存限制,Redis在启动时会把数据加载到内存中,达到最大内存后,Redis会先尝试清除已到期或即将到期的Key,当此方法处理 后,仍然到达最大内存设置,将无法再进行写入操作,但仍然可以进行读取操作。Redis新的vm机制,会把Key存放内存,Value会存放在swap区

    maxmemory <bytes>

18. 指定是否在每次更新操作后进行日志记录,Redis在默认情况下是异步的把数据写入磁盘,如果不开启,可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis本身同步数据文件是按上面save条件来同步的,所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为no

    appendonly no

19. 指定更新日志文件名,默认为appendonly.aof

     appendfilename appendonly.aof

20. 指定更新日志条件,共有3个可选值: 

    no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘(快) 

    always:表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘(慢,安全) 

    everysec:表示每秒同步一次(折衷,默认值)

    appendfsync everysec

21. 指定是否启用虚拟内存机制,默认值为no,简单的介绍一下,VM机制将数据分页存放,由Redis将访问量较少的页即冷数据swap到磁盘上,访问多的页面由磁盘自动换出到内存中(在后面的文章我会仔细分析Redis的VM机制)

     vm-enabled no

22. 虚拟内存文件路径,默认值为/tmp/redis.swap,不可多个Redis实例共享

     vm-swap-file /tmp/redis.swap

23. 将所有大于vm-max-memory的数据存入虚拟内存,无论vm-max-memory设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis的索引数据 就是keys),也就是说,当vm-max-memory设置为0的时候,其实是所有value都存在于磁盘。默认值为0

     vm-max-memory 0

24. Redis swap文件分成了很多的page,一个对象可以保存在多个page上面,但一个page上不能被多个对象共享,vm-page-size是要根据存储的 数据大小来设定的,作者建议如果存储很多小对象,page大小最好设置为32或者64bytes;如果存储很大大对象,则可以使用更大的page,如果不 确定,就使用默认值

     vm-page-size 32

25. 设置swap文件中的page数量,由于页表(一种表示页面空闲或使用的bitmap)是在放在内存中的,,在磁盘上每8个pages将消耗1byte的内存。

     vm-pages 134217728

26. 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的,可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4

     vm-max-threads 4

27. 设置在向客户端应答时,是否把较小的包合并为一个包发送,默认为开启

    glueoutputbuf yes

28. 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时,采用一种特殊的哈希算法

    hash-max-zipmap-entries 64

    hash-max-zipmap-value 512

29. 指定是否激活重置哈希,默认为开启

    activerehashing yes

30. 指定包含其它的配置文件,可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件,而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

    include /path/to/local.conf

 

四、Redis支持的数据类型

Keys
–非二进制安全的字符类型( not binary-safe strings )
Values
–Strings         (Binary-safe strings )
–Lists              (Lists of binary-safe strings )
–Sets              (Sets of binary-safe strings)
–Sorted sets (Sorted sets of binary-safe strings)
–Hash

 

 Key说明以及Key相关命令

redis本质上一个key-value 数据库,所以我们首先来看看他的key.首先key也是字符串类型,由于key不是binary safe的字符串,所以像“my key”和“mykey\n”这样包含空格和换行的key是不允许的。
我们在使用的时候可以自己定义一个Key的格式。例如 object-type:id:field
Key不要太长。占内存,查询慢。
Key不要太短。u:1000:pwd   不如   user:1000:password  可读性好
 
exits key 测试指定key是否存在,返回1表示存在,0不存在
del key1 key2 ....keyN  删除给定key,返回删除key的数目,0表示给定key都不存在
type key 返回给定key的value类型。返回 none 表示不存在,key有string字符类型,list 链表类型 set 无序集合类型等...
keys pattern 返回匹配指定模式的所有key(支持*,?,[abc ]的方式)
randomkey 返回从当前数据库中随机选择的一个key,如果当前数据库是空的,返回空串
rename oldkey newkey 原子的重命名一个key,如果newkey存在,将会被覆盖,返回1表示成功,0失败。失败可能是oldkey不存在或者和newkey相同
renamenx oldkey newkey 同上,但是如果newkey存在返回失败
dbsize 返回当前数据库的key数量
expire key seconds 为key指定过期时间,单位是秒。返回1成功,0表示key已经设置过过期时间或者不存在
ttl key 返回设置了过期时间的key的剩余过期秒数, -1表示key不存在或者没有设置过过期时间
select db-index 通过索引选择数据库,默认连接的数据库所有是0,默认数据库数是16个。返回1表示成功,0失败
move key db-index  将key从当前数据库移动到指定数据库。返回1成功。0 如果key不存在,或者已经在指定数据库中
flushdb 删除当前数据库中所有key,此方法不会失败。慎用
flushall 删除所有数据库中的所有key,此方法不会失败。更加慎用

 

Value说明

 String
string是redis最基本的类型,而且string类型是二进制安全的。
redis的string可以包含任何数据。包括jpg图片或者序列化的对象。
最大上限是1G字节。
如果只用string类型,redis就可以被看作加上持久化特性的memcached

 

String 相关命令

set key value 设置key对应的值为string类型的value,返回1表示成功,0失败
setnx key value 同上,如果key已经存在,返回0 。nx 是not exist的意思
get key 获取key对应的string值,如果key不存在返回nil
getset key value  设置key的值,并返回key的旧值。如果key不存在返回nil
mget key1 key2 ... keyN 一次获取多个key的值,如果对应key不存在,则对应返回nil。下面是个实验, nonexisting不存在,对应返回nil
mset key1 value1 ... keyN valueN 一次设置多个key的值,成功返回1表示所有的值都设置了,失败返回0表示没有任何值被设置
msetnx key1 value1 ... keyN valueN 同上,但是不会覆盖已经存在的key
incr key 对key的值做加加操作,并返回新的值。注意incr一个不是int的value会返回错误,incr一个不存在的key,则设置key为1
decr key 同上,但是做的是减减操作,decr一个不存在key,则设置key为-1
incrby key integer 同incr,加指定值 ,key不存在时候会设置key,并认为原来的value是 0
decrby key integer 同decr,减指定值。decrby完全是为了可读性,我们完全可以通过incrby一个负值来实现同样效果,反之一样。
append key value  给指定key的字符串值追加value,返回新字符串值的长度。
substr key start end 返回截取过的key的字符串值,注意并不修改key的值。下标是从0开始的。

 

List

redis的list类型其实就是一个每个子元素都是string类型的双向链表。我们可以通过push,pop操作从链表的头部或者尾部添加删除元素。这使得list既可以用作栈,也可以用作队列。
list的pop操作还有阻塞版本的。当我们[lr]pop一个list对象是,如果list是空,或者不存在,会立即返回nil。但是阻塞版本的b[lr]pop可以则可以阻塞,当然可以加超时时间,超时后也会返回nil。为什么要阻塞版本的pop呢,主要是为了避免轮询。举个简单的例子如果我们用list来实现一个工作队列。执行任务的thread可以调用阻塞版本的pop去获取任务这样就可以避免轮询去检查是否有任务存在。当任务来时候工作线程可以立即返回,也可以避免轮询带来的延迟。

 

List相关命令

lpush key string 在key对应list的头部添加字符串元素,返回1表示成功,0表示key存在且不是list类型
rpush key string 同上,在尾部添加
llen key 返回key对应list的长度,key不存在返回0,如果key对应类型不是list返回错误
lrange key start end 返回指定区间内的元素,下标从0开始,负值表示从后面计算,-1表示倒数第一个元素 ,key不存在返回空列表
ltrim key start end  截取list,保留指定区间内元素,成功返回1,key不存在返回错误
lset key index value 设置list中指定下标的元素值,成功返回1,key或者下标不存在返回错误
lrem key count value 从key对应list中删除count个和value相同的元素。count为0时候删除全部
lpop key 从list的头部删除元素,并返回删除元素。如果key对应list不存在或者是空返回nil,如果key对应值不是list返回错误
rpop 同上,但是从尾部删除
blpop key1...keyN timeout 从左到右扫描返回对第一个非空list进行lpop操作并返回,比如blpop list1 list2 list3 0 ,如果list不存在,list2,list3都是非空则对list2做lpop并返回从list2中删除的元素。如果所有的list都是空或不存在,则会阻塞timeout秒,timeout为0表示一直阻塞。
当阻塞时,如果有client对key1...keyN中的任意key进行push操作,则第一在这个key上被阻塞的client会立即返回。如果超时发生,则返回nil。
brpop 同blpop,一个是从头部删除一个是从尾部删除
rpoplpush srckey destkey 从srckey对应list的尾部移除元素并添加到destkey对应list的头部,最后返回被移除的元素值,整个操作是原子的.如果srckey是空
或者不存在返回nil

 

Set以及Set相关命令

redis的set是string类型的无序集合。
set元素最大可以包含(2的32次方-1)个元素。
set的是通过hash table实现的,hash table会随着添加或者删除自动的调整大小
关于set集合类型除了基本的添加删除操作,其他有用的操作还包含集合的取并集(union),交集(intersection),差集(difference)。通过这些操作可以很容易的实现sns中的好友推荐和blog的tag功能。
sadd key member 添加一个string元素到,key对应的set集合中,成功返回1,如果元素以及在集合中返回0,key对应的set不存在返回错误
srem key member 从key对应set中移除给定元素,成功返回1,如果member在集合中不存在或者key不存在返回0,如果key对应的不是set类型的值返回错误
spop key 删除并返回key对应set中随机的一个元素,如果set是空或者key不存在返回nil
srandmember key 同spop,随机取set中的一个元素,但是不删除元素
smove srckey dstkey member 从srckey对应set中移除member并添加到dstkey对应set中,整个操作是原子的。成功返回1,如果member在srckey中不存在返回0,如果key不是set类型返回错误
scard key 返回set的元素个数,如果set是空或者key不存在返回0
sismember key member 判断member是否在set中,存在返回1,0表示不存在或者key不存在
sinter key1 key2...keyN 返回所有给定key的交集
sinterstore dstkey key1...keyN 同sinter,但是会同时将交集存到dstkey下
sunion key1 key2...keyN 返回所有给定key的并集
sunionstore dstkey key1...keyN 同sunion,并同时保存并集到dstkey下
sdiff key1 key2...keyN 返回所有给定key的差集
sdiffstore dstkey key1...keyN 同sdiff,并同时保存差集到dstkey下
smembers key 返回key对应set的所有元素,结果是无序的

 

Sorted set

和set一样sorted set也是string类型元素的集合,不同的是每个元素都会关联一个double类型的score。sorted set的实现是skip list和hash table的混合体。当元素被添加到集合中时,一个元素到score的映射被添加到hash table中,另一个score到元素的映射被添加到skip list
并按照score排序,所以就可以有序的获取集合中的元素。
Sorted set 相关命令
zadd key score member 添加元素到集合,元素在集合中存在则更新对应score
zrem key member 删除指定元素,1表示成功,如果元素不存在返回0
zincrby key incr member 增加对应member的score值,然后移动元素并保持skip list有序。返回更新后的score值
zrank key member 返回指定元素在集合中的排名(下标,非score),集合中元素是按score从小到大排序的
zrevrank key member 同上,但是集合中元素是按score从大到小排序
zrange key start end 类似lrange操作从集合中取指定区间的元素。返回的是有序结果
zrevrange key start end 同上,返回结果是按score逆序的
zrangebyscore key min max 返回集合中score在给定区间的元素
zcount key min max 返回集合中score在给定区间的数量
zcard key 返回集合中元素个数
zscore key element  返回给定元素对应的score
zremrangebyrank key min max 删除集合中排名在给定区间的元素
zremrangebyscore key min max 删除集合中score在给定区间的元素

 

Hash

redis hash是一个string类型的field和value的映射表。
hash特别适合用于存储对象。相较于将对象的每个字段存成单个string类型。将一个对象存储在hash类型中会占用更少的内存,并且可以更方便的存取整个对象。
Hash相关命令
hset key field value 设置hash field为指定值,如果key不存在,则先创建
hget key field  获取指定的hash field
hmget key filed1....fieldN 获取全部指定的hash filed
hmset key filed1 value1 ... filedN valueN 同时设置hash的多个field
hincrby key field integer 将指定的hash filed 加上给定值
hexists key field 测试指定field是否存在
hdel key field 删除指定的hash field
hlen key 返回指定hash的field数量
hkeys key 返回hash的所有field
hvals key 返回hash的所有value
hgetall 返回hash的所有filed和value

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