Redis 是徹底開源免費的，遵照 BSD 協議，是一個高性能的 key - value 數據庫java
Redis 與 其餘 key - value 緩存產品有如下三個特色：redis
- Redis 支持數據持久化，能夠將內存中的數據保存在磁盤中，重啓的時候能夠再次加載進行使用。
- Redis 不只僅支持簡單的 key - value 類型的數據，同時還提供 list，set，zset，hash 等數據結構的存儲
- Redis 支持數據的備份，即 master - slave 模式的數據備份
Redis 優點
- 性能極高 – Redis 讀的速度是 110000 次 /s, 寫的速度是 81000 次 /s 。
- 豐富的數據類型 - Redis 支持二進制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 數據類型操做。
- 原子性 - Redis 的全部操做都是原子性的，意思就是要麼成功執行要麼失敗徹底不執行。單個操做是原子性的。多個操做也支持事務，即原子性，經過 MULTI 和 EXEC 指令包起來。
- 其餘特性 - Redis 還支持 publish/subscribe 通知，key 過時等特性。
Redis 數據類型
Redis 支持 5 中數據類型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合），zset（sorted set：有序集合）。算法
string數據庫
string 是 redis 最基本的數據類型。一個 key 對應一個 value。編程
string 是二進制安全的。也就是說 redis 的 string 能夠包含任何數據。好比 jpg 圖片或者序列化的對象。緩存
string 類型是 redis 最基本的數據類型，string 類型的值最大能存儲 512 MB。安全
理解：string 就像是 java 中的 map 同樣，一個 key 對應一個 value服務器
127.0.0.1:6379> set hello world OK 127.0.0.1:6379> get hello "world"
hash網絡
Redis hash 是一個鍵值對（key - value）集合。數據結構
Redis hash 是一個 string 類型的 key 和 value 的映射表，hash 特別適合用於存儲對象。
理解：能夠將 hash 當作一個 key - value 的集合。也能夠將其想成一個 hash 對應着多個 string。
與 string 區別：string 是 一個 key - value 鍵值對，而 hash 是多個 key - value 鍵值對。
// hash-key 能夠當作是一個鍵值對集合的名字,在這裏分別爲其添加了 sub-key1 : value一、 sub-key2 : value二、sub-key3 : value3 這三個鍵值對 127.0.0.1:6379> hset hash-key sub-key1 value1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> hset hash-key sub-key2 value2 (integer) 1 127.0.0.1:6379> hset hash-key sub-key3 value3 (integer) 1 // 獲取 hash-key 這個 hash 裏面的全部鍵值對 127.0.0.1:6379> hgetall hash-key 1) "sub-key1" 2) "value1" 3) "sub-key2" 4) "value2" 5) "sub-key3" 6) "value3" // 刪除 hash-key 這個 hash 裏面的 sub-key2 鍵值對 127.0.0.1:6379> hdel hash-key sub-key2 (integer) 1 127.0.0.1:6379> hget hash-key sub-key2 (nil) 127.0.0.1:6379> hget hash-key sub-key1 "value1" 127.0.0.1:6379> hgetall hash-key 1) "sub-key1" 2) "value1" 3) "sub-key3" 4) "value3"
list
Redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。咱們能夠網列表的左邊或者右邊添加元素。
127.0.0.1:6379> rpush list-key v1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> rpush list-key v2 (integer) 2 127.0.0.1:6379> rpush list-key v1 (integer) 3 127.0.0.1:6379> lrange list-key 0 -1 1) "v1" 2) "v2" 3) "v1" 127.0.0.1:6379> lindex list-key 1 "v2" 127.0.0.1:6379> lpop list (nil) 127.0.0.1:6379> lpop list-key "v1" 127.0.0.1:6379> lrange list-key 0 -1 1) "v2" 2) "v1"
咱們能夠看出 list 就是一個簡單的字符串集合，和 Java 中的 list 相差不大，區別就是這裏的 list 存放的是字符串。list 內的元素是可重複的。
set
redis 的 set 是字符串類型的無序集合。集合是經過哈希表實現的，所以添加、刪除、查找的複雜度都是 O（1）。
127.0.0.1:6379> sadd k1 v1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> sadd k1 v2 (integer) 1 127.0.0.1:6379> sadd k1 v3 (integer) 1 127.0.0.1:6379> sadd k1 v1 (integer) 0 127.0.0.1:6379> smembers k1 1) "v3" 2) "v2" 3) "v1" 127.0.0.1:6379> 127.0.0.1:6379> sismember k1 k4 (integer) 0 127.0.0.1:6379> sismember k1 v1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> srem k1 v2 (integer) 1 127.0.0.1:6379> srem k1 v2 (integer) 0 127.0.0.1:6379> smembers k1 1) "v3" 2) "v1"
redis 的 set 與 java 中的 set 仍是有點區別的。redis 的 set 是一個 key 對應着 多個字符串類型的 value，也是一個字符串類型的集合，可是和 redis 的 list 不一樣的是 set 中的字符串集合元素不能重複，可是 list 能夠。
Zset
redis zset 和 set 同樣都是 字符串類型元素的集合，而且集合內的元素不能重複。
不一樣的是 zset 每一個元素都會關聯一個 double 類型的分數。redis 經過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。
zset 的元素是惟一的，可是分數（score）卻能夠重複。
127.0.0.1:6379> zadd zset-key 728 member1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> zadd zset-key 982 member0 (integer) 1 127.0.0.1:6379> zadd zset-key 982 member0 (integer) 0 127.0.0.1:6379> zrange zset-key 0 -1 withscores 1) "member1" 2) "728" 3) "member0" 4) "982" 127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset-key 0 800 withscores 1) "member1" 2) "728" 127.0.0.1:6379> zrem zset-key member1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> zrem zset-key member1 (integer) 0 127.0.0.1:6379> zrange zset-key 0 -1 withscores 1) "member0" 2) "982"
zset 是按照 分輸的大小來排序的。
小總結
類型簡介特性場景string（字符串）二進制安全能夠包含任何數據，好比 jpg 圖片或者序列化的對象，一個鍵最大能存儲 521M---Hash（哈希）鍵值對集合，即編程語言中的 Map 類型適合存儲對象，而且能夠像數據庫中 update 同樣只修改某一項屬性值存儲、讀取、修改用戶屬性List（列表）雙向鏈表增刪快，提供了操做某一段元素的 API一、最新消息排行等功能（朋友圈的時間線）二、消息隊列Set（集合）哈希表實現，元素不能重複添加刪除查找的複雜度都是 O(1);爲集合提供了求交集、並集、差集等操做共同好友；利用惟一性，統計訪問網站的全部獨立 ip；好友推薦時，根據 tag 求交集，大於某個閾值就能夠推薦Zset（有序集合）將 Set 中的元素增長一個權重參數 score，元素按 score 有序排列數據插入集合時，已經進行自然排序排行榜；帶權重的消息隊列
基本命令
自行查閱
發佈訂閱
通常不用 Redis 作消息發佈訂閱。
簡介
Redis 發佈訂閱 (pub/sub) 是一種消息通訊模式：發送者 (pub) 發送消息，訂閱者 (sub) 接收消息。
Redis 客戶端能夠訂閱任意數量的頻道。
下圖展現了頻道 channel1 ， 以及訂閱這個頻道的三個客戶端 —— client2 、 client5 和 client1 之間的關係：
當有新消息經過 PUBLISH 命令發送給頻道 channel1 時， 這個消息就會被髮送給訂閱它的三個客戶端：
實例
如下實例演示了發佈訂閱是如何工做的。在咱們實例中咱們建立了訂閱頻道名爲 redisChat:
127.0.0.1:6379> SUBsCRIBE redisChat Reading messages... (press Ctrl-C to quit) 1) "subscribe" 2) "redisChat"
如今，咱們先從新開啓個 redis 客戶端，而後在同一個頻道 redisChat 發佈兩次消息，訂閱者就能接收到消息。
127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "send message" (integer) 1 127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "hello world" (integer) 1 # 訂閱者的客戶端顯示以下 1) "message" 2) "redisChat" 3) "send message" 1) "message" 2) "redisChat" 3) "hello world"
發佈訂閱經常使用命令
自行查閱
事務
redis 事務一次能夠執行多條命令，服務器在執行命令期間，不會去執行其餘客戶端的命令請求。
事務中的多條命令被一次性發送給服務器，而不是一條一條地發送，這種方式被稱爲流水線，它能夠減小客戶端與服務器之間的網絡通訊次數從而提高性能。
Redis 最簡單的事務實現方式是使用 MULTI 和 EXEC 命令將事務操做包圍起來。
- 批量操做在發送 EXEC 命令前被放入隊列緩存。
- 收到 EXEC 命令後進入事務執行，事務中任意命令執行失敗，其他命令依然被執行。也就是說 Redis 事務不保證原子性。
- 在事務執行過程當中，其餘客戶端提交的命令請求不會插入到事務執行命令序列中。
一個事務從開始到執行會經歷如下三個階段：
- 開始事務。
- 命令入隊。
- 執行事務。
實例
如下是一個事務的例子， 它先以 MULTI 開始一個事務， 而後將多個命令入隊到事務中， 最後由 EXEC 命令觸發事務， 一併執行事務中的全部命令：
redis 127.0.0.1:6379> MULTI OK redis 127.0.0.1:6379> SET book-name "Mastering C++ in 21 days" QUEUED redis 127.0.0.1:6379> GET book-name QUEUED redis 127.0.0.1:6379> SADD tag "C++" "Programming" "Mastering Series" QUEUED redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS tag QUEUED redis 127.0.0.1:6379> EXEC 1) OK 2) "Mastering C++ in 21 days" 3) (integer) 3 4) 1) "Mastering Series" 2) "C++" 3) "Programming"
單個 Redis 命令的執行是原子性的，但 Redis 沒有在事務上增長任何維持原子性的機制，因此 Redis 事務的執行並非原子性的。
事務能夠理解爲一個打包的批量執行腳本，但批量指令並不是原子化的操做，中間某條指令的失敗不會致使前面已作指令的回滾，也不會形成後續的指令不作。
這是官網上的說明 From redis docs on transactions:
It's important to note that even when a command fails, all the other commands in the queue are processed – Redis will not stop the processing of commands.
好比：
redis 127.0.0.1:7000> multi OK redis 127.0.0.1:7000> set a aaa QUEUED redis 127.0.0.1:7000> set b bbb QUEUED redis 127.0.0.1:7000> set c ccc QUEUED redis 127.0.0.1:7000> exec 1) OK 2) OK 3) OK
若是在 set b bbb 處失敗，set a 已成功不會回滾，set c 還會繼續執行。
Redis 事務命令
下表列出了 redis 事務的相關命令：
序號命令及描述1DISCARD 取消事務，放棄執行事務塊內的全部命令。2EXEC 執行全部事務塊內的命令。3MULTI 標記一個事務塊的開始。4UNWATCH 取消 WATCH 命令對全部 key 的監視。5WATCH key [key ...] 監視一個 (或多個) key ，若是在事務執行以前這個 (或這些) key 被其餘命令所改動，那麼事務將被打斷。
持久化
Redis 是內存型數據庫，爲了保證數據在斷電後不會丟失，須要將內存中的數據持久化到硬盤上。
RDB 持久化
將某個時間點的全部數據都存放到硬盤上。
能夠將快照複製到其餘服務器從而建立具備相同數據的服務器副本。
若是系統發生故障，將會丟失最後一次建立快照以後的數據。
若是數據量大，保存快照的時間會很長。
AOF 持久化
將寫命令添加到 AOF 文件（append only file）末尾。
使用 AOF 持久化須要設置同步選項，從而確保寫命令同步到磁盤文件上的時機。這是由於對文件進行寫入並不會立刻將內容同步到磁盤上，而是先存儲到緩衝區，而後由操做系統決定何時同步到磁盤。
選項同步頻率always每一個寫命令都同步eyerysec每秒同步一次no讓操做系統來決定什麼時候同步
- always 選項會嚴重減低服務器的性能
- everysec 選項比較合適，能夠保證系統崩潰時只會丟失一秒左右的數據，而且 Redis 每秒執行一次同步對服務器幾乎沒有任何影響。
- no 選項並不能給服務器性能帶來多大的提高，並且會增長系統崩潰時數據丟失的數量。
隨着服務器寫請求的增多，AOF 文件會愈來愈大。Redis 提供了一種將 AOF 重寫的特性，可以去除 AOF 文件中的冗餘寫命令。
複製
經過使用 slaveof host port 命令來讓一個服務器成爲另外一個服務器的從服務器。
一個從服務器只能有一個主服務器，而且不支持主主複製。
鏈接過程
- 主服務器建立快照文件，即 RDB 文件，發送給從服務器，並在發送期間使用緩衝區記錄執行的寫命令。快照文件發送完畢以後，開始像從服務器發送存儲在緩衝區的寫命令。
- 從服務器丟棄全部舊數據，載入主服務器發來的快照文件，以後從服務器開始接受主服務器發來的寫命令。
- 主服務器每執行一次寫命令，就向從服務器發送相同的寫命令。
主從鏈
隨着負載不斷上升，主服務器沒法很快的更新全部從服務器，或者從新鏈接和從新同步從服務器將致使系統超載。爲了解決這個問題，能夠建立一箇中間層來分擔主服務器的複製工做。中間層的服務器是最上層服務器的從服務器，又是最下層服務器的主服務器。
哨兵
Sentinel（哨兵）能夠監聽集羣中的服務器，並在主服務器進入下線狀態時，自動從從服務器中選舉處新的主服務器。
分片
分片是將數據劃分爲多個部分的方法，能夠將數據存儲到多臺機器裏面，這種方法在解決某些問題時能夠得到線性級別的性能提高。
假設有 4 個 Redis 實例 R0, R1, R2, R3, 還有不少表示用戶的鍵 user:1, user:2, ... , 有不一樣的方式來選擇一個指定的鍵存儲在哪一個實例中。
- 最簡單的是範圍分片，例如用戶 id 從 0 ~ 1000 的存儲到實例 R0 中，用戶 id 從 1001 ~ 2000 的存儲到實例 R1中，等等。可是這樣須要維護一張映射範圍表，維護操做代價高。
- 還有一種是哈希分片。使用 CRC32 哈希函數將鍵轉換爲一個數字，再對實例數量求模就能知道存儲的實例。
根據執行分片的位置，能夠分爲三種分片方式：
- 客戶端分片：客戶端使用一致性哈希等算法決定應當分佈到哪一個節點。
- 代理分片：將客戶端的請求發送到代理上，由代理轉發到正確的節點上。
- 服務器分片：Redis Cluster。