Redis学习

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Redis学习相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

学习自《Redis开发与运维(付磊)》

简介

Redis是一种基于键值对(key-value)的NoSQL数据库。

特性

  1. 速度快

    Redis的数据都存放在内存中,代码通过C语言实现,使用了单线程的IO多路复用机制,这些都使得redis的读写速度非常快。

  2. 基于键值对的数据结构服务器

    Redis全称是remote dictionary server,即远程字典服务器。很多编程语言都提供了字典的功能,即基于键值对的方式存储数据。Redis中的值不仅可以是字符串,而且还可以是具体的数据结构,这样不仅能便于在许多应用场景的开发,同时也能够提高开发效率。

  3. 功能丰富

    Redis提供的功能如下:

    • 提供了键过期功能,可以用来实现缓存。
    • 提供了发布订阅功能,可以用来实现消息系统。
    • 支持Lua脚本功能,可以利用Lua创造出新的Redis命令。
    • 提供了简单的事务功能,能在一定程度上保证事务特性。
    • 提供了流水线功能,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。
  4. 简单稳定

    Redis的简单主要体现在三个方面:

    • Redis的源码很少,早期版本的代码只有2万行左右,3.0版本以后由于添加了集群特性,代码增至5万行左右,相对于很多NoSQL数据库来说代码量相对要少很多。
    • 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。
    • Redis不需要依赖于操作系统中的类库(例如Memcache需要依赖libevent这样的系统类库),Redis自己实现了事件处理的相关功能。
  5. 有多种语言的客户端

    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。

  6. 可持久化

    一直将数据放在内存中是不安全的,一旦发生断电或者机器故障,重要的数据可能就会丢失。因此Redis提供了两种持久化方式:RDB和AOF,可以用这两种策略将内存的数据保存到硬盘中。

  7. 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,复制功能是分布式Redis的基础。

  8. 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。

使用原因

Redis的读写速度非常快,因此通常用于实现缓存功能。下面就从两个方面说明为何要实现缓存,为何要使用Redis。

高性能

传统的数据库如mysql,是将数据存放在硬盘中。直接对硬盘中的数据进行操作,这个过程是比较缓慢的。如果在第一次操作数据后,将该数据放置在内存中,下一次访问时可以直接在内存中操作数据,这将大大加快了对数据的操作速度。而如果硬盘的数据库中的数据有所变化,对内存中对应的数据进行修改即可。把本来存放在硬盘中的数据放置在内存中,就叫做缓存。而redis本来就是一种内存型数据库,因此成为实现缓存功能的很好的选择。

高并发

直接访问缓存能承受的请求数量是远远大于直接访问数据库的,因此选择把硬盘数据库中的部分数据放置到内存中作为缓存,不仅减轻了硬盘数据库的负担,而且还提高了对数据的操作速度。

典型使用场景

缓存

合理地使用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。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。

排行榜

排行榜可以由不同的维度计算得出,如按照热度排名的排行榜和按照发布时间排序的排行榜。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实现各种排行榜。

计数器

计数器在网站中的作用同样重要,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。Redis天然支持计数功能而且计数的性能也非常好,可以说是实现计数器的很好选择。

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。

消息队列

消息队列是一个大型网站的必备基础组件,因为其具有业务解耦、非实时业务削峰等特性。Redis提供了发布订阅功能和阻塞队列的功能,虽然和专业的消息队列比还不够足够强大,但是对于一般的消息队列功能基本可以满足。

API使用

全局命令

Redis支持5种数据结构,它们都是键值对中的值。而对于键,有一些常用的命令。

  1. 查看所有键

    keys *
    

    此命令会将所有的键进行输出。

  2. 键总数

    dbsize
    

    此命令会返回当前数据库中键的总数。此命令在计算键总数时不会遍历所有键,而是直接获取Redis内置的键总数变量,所以此命令的时间复杂度是O(1)。而keys命令会遍历所有键,所以它的时间复杂度是O(n)。

  3. 检查键是否存在

    exists key
    

    如果键存在则返回1,不存在则返回0。

  4. 删除键

    del key [key ...]
    

    无论值是什么数据结构类型,此命令都可以将对应的键删除,支持同时删除多个键。返回结果为成功删除键的个数,如果删除一个不存在的键,就会返回0。

  5. 键的过期时间

    1. 设置过期时间
    expire key seconds
    

    Redis支持对键添加过期时间,当超过过期时间后,会自动删除键。过期时间的单位是秒。

    1. 查询剩余过期时间
    ttl key
    

    此命令会返回键的剩余过期时间,它有3种返回值:

    • 大于等于0的整数:键剩余的过期时间。
    • -1:键没设置过期时间。
    • -2:键不存在。
  6. 键的数据结构

支持的数据结构

String

常用命令:set,get,decr,incr,mget等。

一种简单的key-value类型的数据结构,value既可以是String,也可以是数字。适用于缓存应用和计数。

Hash

常用命令:hget,hset,hgetall等。

一个String类型的field和value的映射表。适用于存储对象,方便修改对象中的某个字段的值。

List

常用命令:lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。

一个由双向链表实现的列表,支持反向查找和遍历。

可通过lrange命令,选择从某个元素开始读取多少个元素,实现分页查询的功能,可以实现类似微博下拉不断分页的功能。

Set

常用命令:sadd,spop,smembers,sunion等。

一个自动去重的集合。提供了判断某成员是否在一个set集合中的接口,也可以简单地实现交集、并集和差集的功能。

Sorted Set (ZSet)

常用命令:zadd,zrange,zrem,zcard等。

与Set相比,Sorted Set增加了一个权重参数score,使得集合中的成员可以按score进行排序。

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