第二章API的理解和使用

Posted 2020-11-01 付出才有回报，敢于尝试才能成功。

2.1.1全局命令

Key * 查看所有键，(慎用，会把所有键都遍历一次并列出)

Dbsize 查看键总数，不会遍历所有键，只是从内置函数中读取一个数

Exists [key] 检查键是否存在

Del [key] 删除键

Expire [key] [seconds] 设置键过期时间

Type [key] 键的数据结构类型

2.1.2数据结构和内部编码

Type命令实际返回的就是当前键的数据结构类型：string字符串,hash哈希,list列表,set集合,zset有序集合，但这些只是redis对外的数据结构，

 

 

实际上每种数据结构都有自己底层的内部编码实现，而且试多种实现，这样redis会在合适的场景选择合适的内部编码

　　　　　　String raw，int，embstr

　　　　　　Hash hashtable，ziplist

Key 　　　　List linkedlist，ziplist

　　　　　　Set hashtable，intset

　　　　　　Zset skiplist，ziplist

可以通过object encoding命令查询内部编码。这样的设计可以适应不同业务场景

2.1.3单线程架构

Redis使用了单线程架构和I/O多路复用模型来实现高性能的内存数据库服务。

客户端与服务端的模型可以简化为：发送命令，执行命令，返回结果三步。

其中第二步因为redis是单线程来处理命令的，所以一条命令从客户端到达服务端不会立刻被执行，所有命令都会进入一个队列中，然后逐个被执行。这样可以避免并发的问题。

为什么单线程还能这么快？

第一，纯内存访问，redis将所有数据放在内存中，内存的响应时长大约在100纳秒，这是redis达到每秒万级别访问的重要基础。

第二，非阻塞I/O，Redis使用epoll作为io多路复用技术的实现，再加上redis自身的事件处理模型将epoll中的连接，读写，关闭都转换为事件，不在网络io上浪费过多的时间

单线程避免了线程切换和竟态产生的消耗。

2.2字符串

是最基础的数据类型，其它几种数据类型也是在字符串的基础上构建的；实际上字符串类型的值还可以是：字符串，数字，二进制，但值不能超过512MB

2.2.1命令

设置值

Set key value [ex seconds] [px milliseconds] [nx|xx]

Ex seconds:设置秒级过期时间

px milliseconds：设置毫秒级过期时间

Nx 键必须不存在，才可以设置成功，用于添加

Xx：与nx相反，键必须存在，才可以设置成功，用于更新

获取值

　　Get key

批量设置值：

　　Mset key value [key value key value]

批量获取

　　Mget key [key key key]

计数

　　Incr key

命令用于对值进行自增操作，返回结果又3种：

 

值不是整数，返回错误

值是整数，返回自增后结果

键不存在，按照值为0自增，返回结果为1

 

相关的还提供了decr自减，incrby自增指定数字，decrby自减指定数字，incrbyfloat自增浮点型

追加命令

　　Append key value

向value的尾部追加值

字符串长度：

　　strlen key

设置并返回原值

　　Getset key value

设置指定位置的字符

　　Setrange key offeset value

获取部分字符串

　　Getrange key start end

2.2.2内部编码

字符串类型有三种内部编码：

Int：8个字节的长整形

Embstr:小于等于39个字节的字符串

Raw：大于39个字节的字符串

Redis会根据当前值的类型和长度决定使用那种内部编码

2.2.3使用场景

缓存功能；

使用redis作为系统的缓存层关系型数据库作为数据层。Reids具有支撑高并发的特性，所以缓存通常能起到加速读写和降低后端压力的作用。

 

UserInfo getUserInfo(long id){

1,检查redis种是否存在用户信息

2，从redis种获取session信息

3，如果没有则序列化到redis

}

 

计数

许多应用都会使用redis实现计数功能

共享session

一个分布式web服务将用户的session信息保存再各个服务器中，这会造成一个问题：出于负载均衡的考虑，分布式服务会将用户的访问均衡到不同的服务器上，用户刷新一次会造成重复登陆的现象。为了解决这个问题，可以使用redis将用户的session进行集中管理，每次用户更新或者查询登陆信息都直接从reids种获取信息

限数

很多应用出于安全考虑，会再每次进行登陆时，让用户输入验证码，但为了短信接口不被频繁访问会限制用户每分钟获取验证码的频率，例如一分钟不能超过5次。

2.3哈希

哈希类型是指键值本身又是一个键值结构。

Key - value={

{field，value} {field，value} {field，value}...}

2.3.1命令

设置值 hset key field value

获取值 hget key field

删除field： hdel field [field...]

计算个数：hlen key

批量操作：

Hmget key field

Hmset key value[field value,field value]

是否存在：hexists key field

获取所有的field：hkeys key

获取所有的value：hvals key

获取所有的field-value：hgetall key

计算value的字符串长度：hstrleng key value

2.3.2内部编码

Ziplist压缩列表：当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries配置(默认512个)，同时所有值都小于hash-max-ziplist-value配置(默认配置64字节)时，redis会使用ziplist作为内部实现

Hashtable哈希表：当不满足压缩列表时自动升级为哈希表，hashtable的读写时间复杂度O(1)

2.3.3使用场景

可以将关系型数据库表记录的数据(user表)通过userID缓存到redis中。

比如将整个用户的关联信息通过json缓存到field中

需要注意两点哈希类型是稀疏的，而关系型数据库是完全结构化的。

关系型数据库可以做复杂的关系查询，而reids去模拟关系型复杂查询开发难度高维护成本高

2.4列表

列表用力啊存储多个有序的字符串，如图由五个元素组成的列表，列表中的每个字符串成为元素，一个列表最多存2的32次方-1个元素。

再redis中，可以对列表两端进行插入和弹出，还可以获取指定范围的元素列表，获取指定索引下表的元素。列表是一种比较灵活的数据结构，可以充当栈和队列的角色，再实际开发中由很多的应用场景。

　　列表有两个特点：一.列表中的元素是有序的；二.列表中的元素可以重复。

2.4.1命令

l 添加命令：lpush，rpush，linsert

l 查看： lrange，lindex，llen

l 删除： lpop，rpop，lrem，ltrim

l 修改： lset

l 阻塞操作：blpop，brpop

从右边插入元素：rpush key value [value1 value2 value3...]

Rpush listkey a b c d e

 

从左到右查看元素lrange listkey 0 -1

 

向某个元素前后插入元素：linsert key before|after prvot value

Linsert listkey before b net

查找

获取指定范围内的元素列表

lrange key start end

lrange操作会获取列表指定索引范围所有的元素。索引下标有两个特点：

第一，索引下标从左到右分别是0到N-1，但从右到左分别是-1到-N。

第二，lrange中的end选项包含了自身。Eg:想获取列表的第2到第4个元素

获取列表指定索引下标的元素 lindex key index

　　Eg：获取当前列表最后一个元素a

 

lindex listkey -1

获取当前列表长度llen key

删除

从列表左侧弹出元素

 

删除指定元素lrem key count value

Lrem命令会从列表中找到等于vlaue元素进行删除，根据count的不同分为三种情况：

Count>0:从左到右，删除最多count个元素

Count<0:从右到左，删除最多count绝对值个元素

Count=0：删除所有。

例如先向列表中插入4个a，然后删除列表a左侧的4个元素

 

按索引范围修剪列表元素ltrim key start end

 

修改，修改指定索引下标的元素：lset key index newValue

2.4.2内部编码

列表类型的内部编码右两种。

Ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数小于list-max-ziplist-entries配置(默认512个)，同时列表种每个元素的值都小于list-max-ziplist-value配置时（默认64字节），redis会选用ziplist来作为列表的内部实现来减少内存的使用。

Linkedlist（链表）

2.4.3使用场景

消息队列

文章列表：每个用户右属于自己的文章列表，需要分页展示文章列表。此时可以考虑使用列表。因为列表不但时有序的，而且支持按索引范围获取元素。（文章内容可以使用hash结构来存储）

2.5集合

集合类型也是用来保存多个字符串元素，但和列表类型不一样的是集合中不可以有重复元素，并且集合中的元素是无序的，不能通过索引下标获取元素。Redis除了支持集合内的增删改查，同时还支持多个集合取交集/并集/差集

2.5.1命令

添加元素：sadd key element [ele ele ele]

删除元素：srem key element [ele ele ele]

计算元素个数：scard key  他不会遍历整个集合而是取内部变量

判断元素是否在集合中：siselember key element

随机从集合返回指定个数元素 srandmember key [count]

从集合中随机弹出元素：spop key

获取所有集合元素：smembers key

集合间操作

求多个集合的交集：sinter key [key key...]

求多个集合的并集：sunion key [key key...]

求多个集合的差集：sdiff key  [key key...]

将交集，并集，差集的结果保存

sinterstore destination key  [key key...]

如上

2.5.2内部编码

Intset（整数集合）：当集合中的元素都是整数且元素个数小于set-max-intset-entries配置(默认512个)时，redis会选用intset来作为集合的内部实现，从而减少内存使用。

Hashtable：当集合类型无法满足intset的条件时，使用hashtable作为它的内部实现。

2.5.3使用场景

　　用户标签，一个用户可能有很多的兴趣爱好。

2.6有序集合

有序集合保留了集合不能有重复成员的特性，但不同的时，有序集合中的元素可以排序。但是它和列表使用索引下标作为排序依据不同的时，它给每个元素设置一个分数作为排序的依据。注意，元素不能重复但是score可以重复

2.6.2内部编码

Ziplist（压缩列表）：当有序集合元素个数小于zset-ziplist-entries配置（默认128个），同时每个元素的值都小于zset-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，redis会用ziplist来作为有序集合的内部实现。

Skiplist（跳跃表）

2.6.3使用场景

排行榜系统。

2.7键管理

2.7.1单个键管理

键重命名： rename key newkey

如果在rename之前，键已经存在，那么它的值也将被覆盖。为了防止被强行rename，redis提供了renamenx命令，确保只有newkey不存在时才被覆盖。注意：

由于重命名键期间会执行del命令删除旧键，如果键对应的值比较大，会存在阻塞的可能性

如果rename和renamenx中的key和newkey如果是相同的，在3.2版本中时可以的，在3.2以前会报错。

随机返回一个键：randomkey

2.7.2遍历键

Keys [pattern]替代pattern是* ? [] \\x

Keys * 获取所有的键

* 代表所有

？ 代表匹配一个字符

[] 代表匹配部分字符

\\x 用来做转义；比如要匹配星号则需要转义

Keys是会造成阻塞所以一般不建议在生产环境上使用

渐进式遍历

从2.8版本后，提供了一个新的命令scan，它通过渐进式遍历的方式解决keys在遍历是带来的阻塞问题。每次scan命令的时间复杂的是O（1）。但要真正实现keys的功能，需要执行多次scan。

每次执行scan，可以想象成扫描了一个字段中的一部分键，直到将字典中的所有键遍历完毕。使用方法：Scan cursor [match pattern] [count number]

Cursor是必须参数，实际上cursor是一个游标，第一次遍历从0开始，每次scan遍历完都会返回当前游标的值，直到游标值为0标识遍历结束。

Match pattern是可选参数，它的作用类似与模式匹配，这点和keys的模式匹配很想。

Count number是可选参数，它的作用是表名每次遍历键的个数默认值是10，可以适当增大。

Scan虽然有效的解决了keys命令可能产生的阻塞问题，但scan并非完美 ，如果在scan的过程中如果有键发生了变化(增删改)，那么便利的效果可能会碰到新增的键没有被查到，遍历出的键重复了等情况。

也就是说scan并不能完整的遍历出所有的键。