Redis-入門筆記

時間 2019-11-08

標籤 redis 入門筆記欄目 Redis 简体版

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1 NOSQL概述

什麼是noSQL
- not only sql
- 非關係型數據庫
爲何須要NoSQL
- web2.0大規模動態網站的興起
- high performance ，高併發讀寫，動態頁面展現與交互，好比微博點贊評論等操做，實時統計在線人數排行榜等
- huge storage，海量數據的高效存儲和訪問，大型網站的用戶登陸系統
- high scalability && high availability，高可擴展性和高可用性
主流NOSQL產品
- redis，mongodb，couchdb
NoSQL的特色
- 易擴展
- 靈活數據模型
- 大數據量，高性能
- 高可用
NoSQL數據庫的四大分類
- 鍵值存儲，redis
  - 優點，快速查詢
  - 劣勢，存儲數據缺乏結構化
- 列存儲，hbase
  - 優點，快速查詢
  - 劣勢，功能侷限
- 文檔數據庫，mongodb
  - 優點，數據結構要求不嚴格
  - 劣勢，查詢性能並不是特別高，缺乏統一查詢的語法
- 圖形數據庫，infogate
  - 優點，社交網絡，利用圖結構的相關算法
  - 劣勢，須要對整個圖作算法分析，不利於分佈式方案

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2 redis概述

C語言編寫的高性能鍵值對數據，支持的鍵值數據類型：python

字符串類型
列表類型
有序集合類型
散列
集合類型

Redis的應用場景：c++

緩存
網站訪問統計
任務隊列
數據過時處理
應用排行榜
分佈式集羣架構中的session分離

回到頂部(go to top)git

3 redis安裝和使用

3.1 redis安裝

依賴環境
- gcc-c++

1 環境準備
#官網下載 redis 3.2.5版本
wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.1.tar.gz
 
#安裝 C 編譯環境
    yum -y install cpp binutils glibc glibc-kernheaders glibc-common glibc-devel gcc gcc-c++
 
2 安裝
    解壓安裝包後，進入文件目錄編譯，編譯結束時，會提示 Hint: It's a good idea to run 'make test'  ，建議在安裝前先測試預安裝下，make test預安裝後，遇到錯誤：You need tcl 8.5 or newer in order to run the Redis test ，缺失安裝包tcl，因此須要先安裝這個 安裝包後再次運行 make test，正常後再進行redis安裝。
    詳細步驟以下：
 
#解壓二進制包
tar -zvxf /opt/redis-3.2.5
 
#進入到文件目錄
cd redis-3.2.5
 
#編譯
make
 
#測試安裝（稍微耗費點時間）
make test
 
#可能會提醒須要安裝最新版的tcl
#yum install tcl 
 
#指定路徑安裝
make PREFIX=/usr/local/redis install

安裝結束後，進入到安裝路徑中，github

[root@bogon bin]# ls -lh /usr/local/redis/bin/web

total 22Mredis

-rwxr-xr-x. 1 root root 2.4M Aug 13 18:40 redis-benchmark算法

-rwxr-xr-x. 1 root root 5.5M Aug 13 18:40 redis-check-aofsql

-rwxr-xr-x. 1 root root 5.5M Aug 13 18:40 redis-check-rdbmongodb

-rwxr-xr-x. 1 root root 2.5M Aug 13 18:40 redis-cli

lrwxrwxrwx. 1 root root 12 Aug 13 18:40 redis-sentinel -> redis-server

-rwxr-xr-x. 1 root root 5.5M Aug 13 18:40 redis-server

這幾個指令用途分別是：

redis-benchmark
- 性能測試工具
redis-check-aof
- aof文件修復工具
redis-check-rdb
- rdb文件檢查工具
redis-cli
redis客戶端
redis-server
- redis服務器啓動命令
redis-sentinel

3.2 配置文件修改

1 #拷貝conf文件到/etc目錄
 2 cp /opt/redis/redis-4.0.1/redis.conf /etc/redis.conf
 3  
 4  
 5 #redis.conf 參數說明
 6  
 7 ################################## NETWORK #####################################
 8  
 9 #綁定的主機地址
10 bind 127.0.0.1
11  
12 #保護模式，是否容許 沒有認證配置的主機或接口鏈接redis，默認是啓動保護模式，則不容許這種狀況
13 protected-mode yes
14  
15 #指定redis的監聽端口，默認端口是6379，做者在本身的一篇博文中解釋了爲何選用6379做爲默認端口，由於6379在手機按鍵上MERZ對應的號碼，而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字，嗯，你開發的，你說了算。
16 port 6379
17  
18 # In high requests-per-second environments you need an high backlog in order
19 # to avoid slow clients connections issues. Note that the Linux kernel
20 # will silently truncate it to the value of /proc/sys/net/core/somaxconn so
21 # make sure to raise both the value of somaxconn and tcp_max_syn_backlog
22 # in order to get the desired effect.
23  
24 tcp-backlog 511
25  
26 #客戶端連接多長時間後關閉連接，單位是秒，指定爲0，則表示關閉該功能
27 timeout 0
28  
29 # A reasonable value for this option is 300 seconds, which is the new
30 # Redis default starting with Redis 3.2.1.
31 tcp-keepalive 300
32  
33 ################################# GENERAL #####################################
34  
35 #Redis默認不是以守護進程的方式運行，能夠經過該配置項修改，使用yes啓用守護進程
36 daemonize yes
37  
38 # If you run Redis from upstart or systemd, Redis can interact with your
39 # supervision tree. Options:
40 #   supervised no      - no supervision interaction
41 #   supervised upstart - signal upstart by putting Redis into SIGSTOP mode
42 #   supervised systemd - signal systemd by writing READY=1 to $NOTIFY_SOCKET
43 #   supervised auto    - detect upstart or systemd method based on
44 #                        UPSTART_JOB or NOTIFY_SOCKET environment variables
45 # Note: these supervision methods only signal "process is ready."
46 #       They do not enable continuous liveness pings back to your supervisor.
47 supervised no
48

3.3 服務啓動與關閉

1 #服務端啓動
 2 [root@bogon redis-4.0.1]# cd /usr/local/redis/
 3 [root@bogon redis]# ./bin/redis-server /etc/redis.conf
 4 74537:C 13 Aug 18:53:30.774 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
 5 74537:C 13 Aug 18:53:30.774 # Redis version=4.0.1, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=74537, just started
 6 74537:C 13 Aug 18:53:30.774 # Configuration loaded
 7 [root@bogon redis]# ps axu | grep redis
 8 root      74538  0.6  0.2 145248  2168 ?        Ssl  18:53   0:00 ./bin/redis-server 127.0.0.1:6379
 9 root      74665  0.0  0.0 112648   968 pts/4    S+   18:53   0:00 grep --color=auto redis
10  
11 #客戶端啓動
12 redis-cli [-h 127.0.0.1] [-p 6379]
13 127.0.0.1:6379> ping
14 PONG
15  
16 #存儲鍵值對
17 127.0.0.1:6379> set name imooc
18 OK
19  
20 #獲取name對應的value
21 127.0.0.1:6379> get name
22 "imooc"
23  
24 #獲取全部keys
25 127.0.0.1:6379> keys *
26 1) "name"
27  
28 #刪除keys
29 127.0.0.1:6379> del name
30 (integer) 1
31 127.0.0.1:6379> get name
32 (nil)
33  
34 #關閉服務端
35 redis-cli shutdow

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4 redis-py的入門

redis有支持很是多種語言編寫的客戶端，能夠從官網查看 https://redis.io/clients ，redis-py是redis官方網站首選的python客戶端開發包，本人只會點點python，因此從這個入門。

redis-py的github地址：https://github.com/andymccurdy/redis-py

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5 redis數據類型

鍵值對種key的注意事項：

不要過長
- 最好不要超過1024個字節
- 不只消耗內存，也影響查找效率
不要太短
- 好比設置爲a，沒有實際意義，可能會下降key的可讀性
統一命名規範

5.1字符串 string

string中的一個key對應一個value，values最長可達512Mb。

string經常使用命令：

賦值
- set key value
取值
- get key
取值後賦值
- getset key value
數值增減
- 自增1
  - 若是該key不存在，則建立該key，並賦值爲0，0自增後爲1，等同於增長【key，1】鍵值對
  - 若是該key存在，則value自增長1
  - incr key
- 自減1
  - 若是該key不存在，則建立該key，並賦值爲0，0自減後爲-1，等同於增長【key，-1】鍵值對
  - 若是該key存在，則value自減1
  - decr key
- 自增指定值
  - 若是該key不存在，則建立該key，並賦值爲0，0自增numbers，等同於增長【key，numbers】鍵值對
  - 若是該key存在，則value自增numbers
  - incrby key numbers
- 自減指定值
  - 若是該key不存在，則建立該key，並賦值爲0，0自減numbers，等同於增長【key，-numbers】鍵值對
  - 若是該key存在，則value自減numbers
  - decrby key numbers
刪除
- del key
擴展
- value追加string內容
- append key string

5.2 哈希 hash

hash能夠存儲多個鍵值對之間的映射，它就像是一個迷你型的redis。

賦值
- hset key field value
- hmset key field value [field value ... ]
取值
- hget key field
- hmget key field [field ...]
- hgetall key
增長數字
- hincrby key field number
刪除
- hdel key field
- del key
自學命令
- hexists key field
- hlen key
- hkeys key
- hvals key

5.3 字符串列表 list

lish的順序是按照插入的順序，能夠在頭部跟尾部插入數據，若是是在list的兩頭進行操做，那麼效率是很高的，可是若是在list中，則會耗費必定時間。

list的類型：

arraylist使用數組方式
- 根據索引查詢速度是很是快的
- 可是新增跟刪除操做涉及到位移操做，則會比較慢
linkedlist使用雙向連接方式
- 每一個元素都記錄了先後元素的指針，刪除跟新增只須要修改先後指針，數據操做較快

list經常使用的命令：

兩端添加
- lpush key value [value ...]
- rpush key value [value ...]
查看列表
- lrange key start stop
指定位置push
- lset key index value
  - 列表中第幾個位置插入value，注意位置從0開始
指定value插入值
- linsert key before|after pivot value
- 在列表中，從左到右，第一個等於pivot這個值的前面或者後面，插入valuse
兩端彈出
- lpop key
  - 刪除列表最左邊的value
- rpop key
  - 刪除列表最右邊的value
- rpoplpush source distination
  - 從source列表右邊刪除一個value，並把這個value存儲進入distination列表中
  - 適用於消息發佈過程當中的備份操做
獲取列表元素個數
- llen key
  - 獲取列表的長度
擴展命令
- lpushx key value
  - 若是列表存在，則從左端插入push valuse進入列表中，不然返回0
- rpushx key value
  - 若是列表存在，則從右端插入push valuse進入列表中，不然返回0
- lrem key count value
  - count>0，從列表的左端開始刪除值等於 value，一共刪除count個
  - count<0，從列表的右端開始刪除值等於 value，一共刪除count個
  - count=0，刪除整個列表中全部值等於 value

5.4 字符串集合 set

和list類型不一樣的是，set集合中不容許出現重複的元素，set最大能夠包含的元素是 4294967295 。注意，set中是沒有順序的。

用於維護用戶對象的惟一性，以及處理數據對象之間的關聯關係，能夠進行並集交集差集運算。好比購買A產品的用戶ID，放在一個set中，購買另一個B產品的用戶ID，放在另一個set中，這樣就很方便計算同時購買兩個產品的用戶等。

list經常使用指令：

添加刪除元素
- sadd key member [member ...]
- srem key member [member ...]
- del key
獲取集合中的元素
- smembers key
差集運算
- sdiff key1 [key ...]
  - 求集合key1與其餘集合的差集
- sdiffstore destination key1 [key ...]
  - 求集合key1與其餘集合的差集，並把結果存儲在destination集合中
交集運算
- sinter key [key...]
  - 求多個集合的交集
- sinterstore destination key [key...]
  - 求多個集合的交集，並把結果存儲在destination集合中
並集運算
- sunion key [key...]
  - 求多個集合的並集
- sunionstore destination key [key...]
  - 求多個集合的並集，並把結果存儲在destination集合中
擴展命令
- sismember key member
  - 查看member在key中是否存在
- srandmember key [count]
  - 集合key中隨機放回 count 個元素
- scard key
  - 查看集合個數

5.5 有序字符串集合 sorted set

sorted set跟set是比較相似的，集合中不容許出現重複的元素，那麼有啥區別呢？sorted set有順序，從小到大排序，更新操做很是快，訪問數據也很是高效。

應用場景：遊戲排名、微博熱點

經常使用命令：

得到元素
- zscore key member
  - 獲取有序集合中的某個元素的score值
- zrange key start stop [withscores]
- zrangebyscore key mim max [withscores] [limit offset count]
添加元素
- zadd key score member [score member ...]
刪除元素
- zrem key member [member...]
- zremrangebyscore key min max
擴展查詢
- zincrby key increment member
- zscore key member
- zcount key min max

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6 keys的通用操做

keys *
- 查看全部keys
del key [key...]
- 刪除多個key
exists key
- 判斷某個key是否存在，存在返回1，不存在返回0
rename key newkey
- 重命名某個key
expire key seconds
- 設置某個key的生命期，過了這個時間就是過時數據
ttl key
- 查看該key的生命還剩下多少秒
type key
- 查看key的類型

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7 redis的特性

7.1 多數據庫

redis最多支持16個數據，下標0-15表示第幾個數據庫。默認是在0號數據。切換數據庫能夠經過select dbnumber 來切換，也能夠經過move 來移動key從當前數據到指定的數據庫。

7.2 事務

事務的指令：multi、exec、discard。redis中，若是某個命令執行失敗，後面的命令還會繼續執行。multi，開啓事務，這個指令後的指令默認爲在同一個事務內，exec等同於提交，discard等同於回滾。

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8 redis的持久化

redis的高性能是由於數據都在內存中，若是數據庫重啓，則全部數據都會丟失，那麼如何進行數據持久化呢？

RDB持久化
- 默認支持，在指定的時間內，把內存的數據寫入磁盤
AOF持久化
- 以日誌的形式記錄每個操做，啓動的時候，從新執行全部log
無持久化
- 不進行持久化，則認爲redis的做用爲緩存，無需持久化數據
RDB與AOF同時使用

8.1 RDB持久化

優點
- redis數據庫僅包含一個文件，對於文件備份是很是方便的，若是系統出現災難時，較容易恢復
- 災難恢復時，備份文件較爲容易單獨轉移到其餘存儲介質
- 數據量很大的時候，啓動速度快
劣勢
- 不可以保證數據無丟失，數據丟失時間 = 當前時間-最近備份時間
- 子進程完成持久化工做，若是數據集很大的時候，可能會形成短期內redis所在服務器中止對外服務
配置
- RDB默認配置文件中就有，能夠查看redis.conf文件中關於save的設置
  - - save 900 1 ：900秒內至少有1個數據變化，則進行持久化

- - - save 300 10 ：300秒內至少有10個數據發生變化，則進行持久化
    - save 60 10000 ： 60秒內至少有1w個數據發生變化，則進行持久化
  - - dbfilename 則是命名當前持久文件的名字
    - dir，則是定義當前持久化文件的存放路徑

8.2 AOF持久化

優點
- 更高的數據安全性
  - 每秒同步，最高丟失1s數據
  - 每操做數同步，每次發生數據的變化都會當即記錄到磁盤中，性能最低
- append追加文件備份
  - 備份過程當中出現問題，不會破壞以前的日誌備份
  - 若是寫入了一半數據，而後出現系奔潰的問題，在redis下一次啓動以前，能夠經過redis_check_aof工具解決數據一致性問題
- 若是日誌備份過大
  - redis會自動啓動日誌重寫機制，append過程當中，會把備份數據寫入到老的備份文件中，而且會用一個新文件，記錄此期間的修改數據語句
- AOF包含一個格式清晰的數據修改操做語句的日誌文件
劣勢
- 相同數量的數據集文件，比RDB的要打
- AOF效率低於RDB
- 須要人員配置，非默認配置
配置
- 在redis.conf文件中，配置一下內容
  - appendonly yes：啓動appendonly，開啓AOF備份
  - appendfilename "appendonly.aof" ：AOF備份的文件名
  - appendfsync always ：每一個修改操做同步備份一次
  - appendfsync everysec：1s同步備份一次
  - appendfsync no ：不一樣步
- 測試配置
  - 簡單測試案例
    - redis中配置AOF，選擇每操做一次就備份的機制，增刪改數據後，執行flushall，而後經過備份文件來恢復數據到flushall以前
  - 步驟
    - 啓動AOF，選擇每操做一次就備份
      - appendonly yes
      - appendfsync always
    - 重啓redis
      - /usr/local/redis/bin/redis-cli shutdown
      - /usr/local/redis/bin/redis-server /etc/redis.conf
    - 造數據
    - 執行flushall
    - 處理備份文件
      - vim /usr/local/redis/appendonly.aof
      - 刪除flushall的操做記錄
    - 重啓數據庫
      - /usr/local/redis/bin/redis-cli shutdown
      - /usr/local/redis/bin/redis-server /etc/redis.conf
    - 檢查數據

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每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。