Redis简介(基础篇系列一)

Posted 2021-09-14 雨落花下c

本篇会介绍关于Redis的基本知识，关于Redis的介绍和特点等。Redis是比较热门的数据库，所以我觉得学好和用好在工作上的帮助还是挺大的。

Redis是什么

来看一下官网的介绍：Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。
Redis全称：REmote DIctionary Server(远程字典服务器)。是完全开源免费的，用C语言编写的，遵守BSD协议，是一个高性能的(key/value)分布式内存数据库，基于内存运行，并支持持久化的NoSQL数据库，是当前最热门的NoSQL数据库之一，也被人们称为数据结构服务器。

Redis的八大特性

速度快

正常情况下，Redis执行命令的速度非常快，官方给出的数字是读写性 能可以达到10万/秒，当然这也取决于机器的性能。后续的Redis高级文章会探究Redis为什么这么快。

基于键值对的数据结构服务器

Redis支持5种数据结构：字符串、哈希、列表、集合、有序集合。

丰富的功能

（1）提供了键过期功能，可以用来实现缓存。

（2）提供了发布订阅功能，可以用来实现消息系统。

（3）支持Lua脚本功能，可以利用Lua创造出新的Redis命令。

（4）提供了简单的事务功能，能在一定程度上保证事务特性。

（5）提供了流水线（Pipeline）功能，这样客户端能将一批命令一次性传到 Redis，减少了网络的开销。

简单稳定

首先，Redis的源码很少；其次，Redis使用单线程模型，这样不仅使得Redis服务端处理模型变得简单，而且也使得客户端开发变得简单。

客户端语言多

Redis提供了简单的TCP通信协议，很多编程语言可以很方便地接入到 Redis，并且由于Redis受到社区和各大公司的广泛认可，所以支持Redis的客户端语言也非常多，几乎涵盖了主流的编程语言，例如Java、php、 Python、C、C++、Nodejs等

持久化

持久化基本是数据库必备的功能，同样，Redis也提供了两种持久化方式：RDB和 AOF，即可以用两种策略将内存的数据保存到硬盘中，这样就保证了数据的可持久性，

主从复制

Redis提供了复制功能，实现了多个相同数据的Redis副本，复制功能也是分布式Redis的基础。

高可用和分布式

Redis从2.8版本正式提供了高可用实现Redis Sentinel，它能够保证Redis 节点的故障发现和故障自动转移。Redis从3.0版本正式提供了分布式实现 Redis Cluster，它是Redis真正的分布式实现，提供了高可用、读写和容量的扩展性。

Redis的五大数据类型

前面介绍Redis的特性有说到，Redis支持五大数据类型的数据，具体是key-value、list、set、hash、zset；下面我们就这五大数据类型，还有Redis的key(键)来分别介绍下：

key(键)

Redis 键命令用于管理 redis 的键。

关于键的常用操作：
keys *：查看所有key，key的数量较大的时候会造成redis阻塞，谨慎使用；*号符合其实是正则里面的*，所以keys命令后面可以写正则匹配key。
exists key：判断某个key是否存在，返回1代表存在，0代表不存在。
move key db：把该key从当前库移除。
expire key 秒钟：给这个key设置过期时间。
ttl key：查看这个key的生存时间，-1代表用不过期，-2代表已过期。
type key：查看这个key的类型。

string(字符串)

String是Redis的最基本的类型，一个key对应一个value；他是二进制安全的，意思就是Redis的String可以包含任何数据，例如jpg图片或者序列化的对象；Redis中一个字符串的value最多可以是512M。

关于字符串的常用操作：
SET key value：设置指定 key 的值。
GET key：获取指定 key 的值。
GETSET key value：将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。
MGET key1 [key2..]：获取所有(一个或多个)给定 key 的值。
SETEX key seconds value：将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。
SETNX key value：只有在 key 不存在时设置 key 的值。
STRLEN key：返回 key 所储存的字符串值的长度。
MSET key value [key value ...]：同时设置一个或多个 key-value 对。
MSETNX key value [key value ...]：同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在。
INCR key：将 key 中储存的数字值增一。
DECR key：将 key 中储存的数字值减一。

list(列表)

Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。它的底层实际是个链表。一个列表最多可以包含 2的32次方 - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。

关于List的常用操作：
LLEN key：获取列表长度。
LPOP key：移出并获取列表的第一个元素。
LPUSH key value1 [value2]：将一个或多个值插入到列表头部。
LRANGE key start stop：获取列表指定范围内的元素。
RPOP key：移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素。
RPUSH key value1 [value2]：在列表中添加一个或多个值。
RPUSHX key value：为已存在的列表添加值。

set(集合)

Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。Redis 中集合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)。
集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

关于set的常用操作：
SADD key member1 [member2]：向集合添加一个或多个成员
SCARD key：获取集合的成员数
SDIFF key1 [key2]：返回第一个集合与其他集合之间的差异。
SISMEMBER key member：判断 member 元素是否是集合 key 的成员
SMEMBERS key：返回集合中的所有成员

zset(有序集合)

Redis 有序集合和集合一样也是 string 类型元素的集合,且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个 double 类型的分数。redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
集合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)。 集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

关于zset的常用操作：
ZADD key score1 member1 [score2 member2]：向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数。
ZCARD key：获取有序集合的成员数。
ZCOUNT key min max：计算在有序集合中指定区间分数的成员数。

hash(哈希)

Redis hash 是一个 string 类型的 field（字段） 和 value（值） 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。
Redis 中每个 hash 可以存储 232 - 1 键值对（40多亿）。

关于hash的常用操作：
HGETALL key：获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值。
HKEYS key：获取所有哈希表中的字段。
HLEN key：获取哈希表中字段的数量。
HVALS key：获取哈希表中所有值。

Redis使用场景

（1）缓存

Redis提供了键值过期时间设置，并且也提供了灵活控制最大内存和内存溢出后的淘汰策略。合理地使用Redis做缓存不仅可以加快数据的访问速度，而且能够有效地降低后端数据源的压力。

（2）排行榜系统

排行榜系统几乎存在于所有的网站，例如按照热度排名的排行榜，按照 发布时间的排行榜，按照各种复杂维度计算出的排行榜，Redis提供了列表 和有序集合数据结构，合理地使用这些数据结构可以很方便地构建各种排行 榜系统。

（3）计数器应用

Redis天然支持计数功能而且计数的性能也非常好，可以说是计数器系统的重要选择。例如视频网站有播放数、电商网站有浏览数，为了保证数据的实时性，每一次播放和浏览都要做加1的操作，如果并发量很大对于传统关系型数据的性能是一种挑战。

（4）社交网络

赞/踩、粉丝、共同好友/喜好、推送、下拉刷新等是社交网站的必备功能，由于社交网站访问量通常比较大，而且传统的关系型数据不太适合保存这种类型的数据，Redis提供的数据结构可以相对比较容易地实现这些功能。