Redis系列：Redis简介

Posted 2020-11-16 toby.xu

一、Redis概述

　　Redis是一个开源(遵循BSD协议)Key-Value数据结构的内存存储系统，用作数据库、缓存和消息代理。它支持5种数据结构：字符串string、哈希hash、列表list、集合set和有序的集合sorted-set。Redis支持Lua脚本，哨兵机制和集群实现高可用。适用场景：缓存、投票、抽奖、分布式session、排行榜、计数、队列、发布订阅等；具体介绍见Redis官网。

二、Redis安装

　　① 下载地址：https://redis.io/download

　　②  安装gcc：yum install gcc

 　　③ 把第一步下载好的redis‐5.0.2.tar.gz上传到服务器的/root/svr/packages目录或者直接 cd /root/svr/packages然后执行：wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.2.tar.gz

 　　④ 执行 cp redis‐5.0.2.tar.gz ../

 　　⑤ cd /root/svr 然后执行：tar -xvf redis‐5.0.2.tar.gz：

 　　cd redis‐5.0.2：

 　　⑥ 执行：make install PREFIX=/root/svr/redis-5.0.2

 　　⑦ 启动redis 执行：bin/redis-server ../redis.conf （注意：如果要后台启动需要把redis.conf配置里面的daemonize改为yes）

 　　⑧ 验证是否启动成功 ps -ef|grep redis

 　　⑨ 进去redis客户端：bin/redis-cli

 　　⑩ 退出客户端：quit

 三、redis.conf主要配置详解

参数	解释
bind	指定 Redis 只接收来自于该 IP 地址的请求，如果不进行设置，那么将处理所有请求
port	监听端口，默认6379
timeout	设置客户端连接时的超时时间，单位为秒。当客户端在这段时间内没有发出任何指令，那么关闭该连接
daemonize	默认情况下，redis不是在后台运行的，如果需要在后台运行，把该项的值更改为yes
loglevel	log等级分为4级，debug, verbose, notice, 和 warning。生产环境下一般开启notice
logfile	配置log文件地址，默认使用标准输出，即打印在命令行终端的窗口上
save	save <seconds> <changes>比如save 60 10000意思60秒（1分钟）内至少10000个key值改变（则进行数据库保存--持久化rdb）
dbfilename	rdb文件的名称
dir	数据目录，2种持久化rdb、aof文件就在这个目录
replicaof	replicaof <masterip> <masterport>：该配置是主从的配置表示该redis实例是masterip：masterport的从节点
masterauth	master连接密码
replica-serve-stale-data	当slave跟master失去连接或者正在同步数据，slave有两种运行方式： 1) 如果replica-serve-stale-data设置为yes(默认设置)，slave会继续响应客户端的请求。 2) 如果replica-serve-stale-data设置为no，除去指定的命令之外的任何请求都会返回一个错误”SYNC with master in progress”
replica-read-only	是否设置slave只读
repl-diskless-sync	同步策略: 磁盘或socket，默认磁盘方式
repl-diskless-sync-delay	如果非磁盘同步方式开启，可以配置同步延迟时间，以等待master产生子进程通过socket传输RDB数据给slave。默认值为5秒，设置为0秒则每次传输无延迟
repl-ping-replica-period	slave根据指定的时间间隔向master发送ping请求。默认10秒
repl-timeout	同步的超时时间
repl-disable-tcp-nodelay	是否在slave套接字发送SYNC之后禁用 TCP_NODELAY
repl-backlog-size	设置数据备份的backlog大小
repl-backlog-ttl	slave断开开始计时多少秒后，backlog缓冲将会释放
replica-priority	slave的优先级，当master挂了，优先级数字小的salve会优先考虑提升为master，0作为一个特殊的优先级，标识这个slave不能作为master
requirepass	客户端在处理任何命令时都要密码验证
rename-command	命令重命名，可以给危险命令改变名字
maxclients	设置最多同时连接的客户端数量，默认这个限制是10000个客户端。
maxmemory	设置最大内存，一旦内存使用达到最大内存，redis会根据选定的回收策略（maxmemmory-policy）删除key
maxmemory-policy	最大内存策略：如果达到内存限制了，redis如何选择删除key: 1)volatile-lru -> 根据LRU算法删除设置过期时间的key 2)allkeys-lru -> 根据LRU算法删除任何key 3)volatile-random -> 随机移除设置过过期时间的key 4)allkeys-random -> 随机移除任何key 5)volatile-ttl -> 移除即将过期的key(minor TTL) 6)noeviction -> 不移除任何key，只返回一个写错误
maxmemory-samples	设置样本量的个数
appendonly	是否开启AOF，如果开启那么在启动时Redis将加载AOF文件，它更能保证数据的可靠性，aof的文件内容就是RESP协议
appendfilename	AOF文件名（默认："appendonly.aof"）
appendfsync	配置 Redis 多久才将数据 fsync 到磁盘一次 Redis支持三种不同的模式： 1)no：不要立刻刷，只有在操作系统需要刷的时候再刷。比较快。 2)always：每次写操作都立刻写入到aof文件。慢，但是最安全。 3)everysec：每秒写一次。折中方案。
auto-aof-rewrite-percentage	自动重写AOF文件。如果AOF日志文件增大到指定百分比，默认100。Redis能够通过 BGREWRITEAOF 自动重写AOF日志文件
auto-aof-rewrite-min-size	自动重写AOF文件。如果AOF日志文件到达最小的指定大小，默认64mb
aof-use-rdb-preamble	Redis 4.0之后配置混合持久化，需要配置 aof-use-rdb-preamble yes
lua-time-limit	Lua脚本的最大执行时间，单位为毫秒
cluster-enabled	是否开启集群 cluster-enabled yes
cluster-config-file	redis自动生成集群配置信息的文件名
cluster-node-timeout	集群节点超时毫秒数。超时的节点将被视为不可用状态。
aof-rewrite-incremental-fsync	当一个子进程重写AOF文件时，如果配置aof-rewrite-incremental-fsync yes，则文件每生成32M，数据会被同步
rdb-save-incremental-fsync	当redis保存RDB文件时，如果启用了以下选项，每生成32MB数据，文件将被fsync到磁盘

四、Redis五种数据结构

　　1、String

　　1.1 字符串操作

SET      key  value                            //设置字符串键值对
MSET     key  value [key value ...]            //批量设置字符串键值对
SETNX    key  value                            //设置字符串键值对，当key存在就不做处理直接返回0，否则跟set命令一样
GET      key                                   //获取一个字符串键值
MGET     key  [key ...]                        //批量获取字符串键值
DEL      key  [key ...]                        //删除一个键
EXPIRE   key  seconds                          //设置一个键的过期时间(秒)

　　1.2 原子操作

INCR     key                                    //将key中储存的数字值加1
DECR     key                                    //将key中储存的数字值减1
INCRBY   key  increment                         //将key所储存的值加上increment
DECRBY   key  decrement                         //将key所储存的值减去decrement

　　2、Hash

　　2.1 常用操作

HSET     key  field  value                       //设置哈希表key中的字段field的值设为value
HSETNX   key  field  value                       //设置哈希表key中的字段field的值设为value，当key存在不做处理，返回0，否则跟hset命令一样
HMSET    key  field  value [field value ...]     //批量设置哈希表key中的字段field的值设为value
HGET     key  field                              //获取哈希表key对应的field字段的值
HMGET    key  field  [field ...]                 //批量获取哈希表key中多个field字段的值
HDEL     key  field  [field ...]                 //删除哈希表key中的field字段
HLEN     key                                     //返回哈希表key中field的数量
HGETALL  key                                     //返回哈希表key中所有的键值
HINCRBY  key  field  increment                   //为哈希表key中field键的值加上增量increment

　　3、List

　　3.1 常用操作

LPUSH   key  value [value ...]                   //将一个或多个值value插入到key列表的表头(最左边)
RPUSH   key  value [value ...]         　　　　　 //将一个或多个值value插入到key列表的表尾(最右边)
LPOP    key            　　　　　　　　　　　　　    //移除并返回key列表的头元素
RPOP    key            　　　　　　　　　　　　　    //移除并返回key列表的尾元素
LRANGE  key  start  stop        　　　　　　　　   //返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定
BLPOP   key  [key ...]  timeout                  //从key列表表头弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待
BRPOP   key  [key ...]  timeout                  //从key列表表尾弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待

　　4、Set

　　4.1 常用操作

SADD         key  member  [member ...]            //往集合key中存入元素，元素存在则忽略，key不存在则新建
SREM         key  member  [member ...]            //从集合key中删除元素
SMEMBERS     key                                  //获取集合key中所有元素
SCARD        key                                  //获取集合key的元素个数
SISMEMBER    key  member                          //判断member元素是否存在于集合key中
SRANDMEMBER  key  [count]                         //从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除
SPOP         key  [count]                         //从集合key中选出count个元素，元素从key中删除

　　4.2 运算操作

SINTER       key  [key ...]                       //交集运算
SINTERSTORE  destination  key  [key ..]           //将交集结果存入新集合destination中
SUNION       key  [key ..]                        //并集运算
SUNIONSTORE  destination  key  [key ...]          //将并集结果存入新集合destination中
SDIFF        key  [key ...]                       //差集运算
SDIFFSTORE   destination  key  [key ...]          //将差集结果存入新集合destination中

　　5、Sorted-Set

　　5.1 常用操作

ZADD         key score member [[score member]...]  //往有序集合key中加入带分值元素
ZREM         key member [member ...]               //从有序集合key中删除元素
ZSCORE       key member                            //返回有序集合key中元素member的分值
ZINCRBY      key increment member                  //为有序集合key中元素member的分值加上increment 
ZCARD        key                                   //返回有序集合key中元素个数
ZRANGE       key start stop [WITHSCORES]           //正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素
ZREVRANGE    key start stop [WITHSCORES]           //倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

　　5.2 运算操作

ZUNIONSTORE  destkey numkeys key [key ...]         //并集计算
ZINTERSTORE  destkey numkeys key [key ...]         //交集计算

五、Redis核心原理

　　1、Redis单线程为什么还能这么快

　　Redis所有的数据都是在内存中，所有的运算都是内存级别的运算，而且单线程避免了多线程的切换性能损耗的问题。正因为Redis是单线程，所以要小心使用Redis指令，对于那些耗时的指令(比如keys)，一定要谨慎使用，一不小心就可能会导致 Redis 卡顿。

　　2、Redis单线程为何能处理那么多的并发客户端连接

　　Redis的IO多路复用：redis利用epoll来实现IO多路复用，将连接信息和事件放到队列中，依次放到文件事件分派器，事件分派器将事件分发给事件处理器。（IO多路复用在后续的netty系列里面详细讲解）

　　总结：Redis是一个Key-Value数据结构的内存存储系统，他支持5种数据结构，分别是String结构、Hash结构、List结构、Set结构、Sorted-Set结构；Redis支持Lua脚本，哨兵机制和集群实现高可用；介绍了安装Redis的步骤，详细的解释了redis.conf的主要配置，以及Redis的核心原理。