一文入門Redis

一文入門Redis

目錄

• 一文入門Redis
  • 1、Redis簡介
  • 2、經常使用數據類型
    • 一、String（字符串）
    • 二、Hash（哈希）
    • 三、List（列表）
    • 四、Set（集合）
    • 五、Zset（有序集合）
  • 3、持久化
    • 一、持久化流程
    • 二、RDB
      • 2.一、原理
      • 2.二、觸發方式
        • 一、save
        • 二、bgsave
      • 2.三、優缺點
    • 三、AOF
      • 3.一、原理
      • 3.二、配置
      • 3.二、優缺點
      • 四、如何選擇持久化方式？

1、Redis簡介

Redis:REmote DIctionary Server(遠程字典服務)。是一款使用C語言編寫的、開源的、基於內存的、高性能的、可持久化的非關係型Key-Value數據庫。

2、經常使用數據類型

一、String（字符串）

string是redis最基本的數據類型，一個key對應一個value。string類型是二進制安全的，能夠包含任何數據，包括圖片、序列化的對象等，最大存儲512MB。

經常使用命令：

命令	描述	用法
SET	一、將value關聯到key；二、key已關聯則覆蓋；三、本來key帶有TTL（生存時間），那麼TTL被清楚	SET key value
GET	一、返回key所關聯的字符串值；二、key不存在返回null；	GET key
SETEX	一、將value關聯到key；二、設置key生存時間爲seconds，單位爲秒；三、若是key已關聯則覆蓋；四、原子操做，關聯與設置生存時間同時完成	SETEX key seconds value
SETNX	一、將value關聯到key，當且僅當key不存在；二、若key已存在，不作任何動做	SETNX key value

二、Hash（哈希）

hash是一個string類型的field和value的映射表，key 仍是key，可是value是多個鍵值對（key-value），比較適合存儲對象。

經常使用命令：

命令	描述	用法
HSET	一、將key中的field值設爲value；二、filed已存在，被覆蓋	HSET key field value
HGET	一、返回key中給定域field中的值	HGET key field
HDEL	一、刪除key中的一個或多個指定域；二、不存在的域被忽略	HDEL key field
HEXISTS	一、查看key中，給定域field是否存在，存在返回1，否，返回0	HEXISTS key field
HGETALL	一、返回key中全部的域和值	HGETALL key
HLEN	一、返回key中域的數量	HLNE key

三、List（列表）

list 列表，它是簡單的字符串列表，按照插入順序排序，你能夠添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊），它的底層其實是個鏈表。有序、能夠重複。

經常使用命令：

命令	描述	用法
LPUSH	一、將一個或多個值value按順序插入到key的表頭；二、key不存在，則建立並插入；三、key存在但不是list類型，返回錯誤；	LPSUH key value
LPUSHX	一、將value插入到key的頭部，當且僅當key存在且爲list類型；二、key不存在，什麼都不作;	LPUSHX key value
LPOP	一、移除並返回key的頭元素;	LPOP key
LRANGE	一、返回key中指定區間的元素；二、可以使用負數下標，-1表示list最後一個元素；三、start大於list最大下標，返回空列表；四、stop大於list最大下標，stop=list最大下標;	LRANG key start stop
LSET	一、將key下標爲index的元素值設爲value；二、index超出範圍或list爲空，返回錯誤;	LSET key index value
LINDEX	一、返回key中，下標爲index的元素;	LINDEX key index
LLEN	一、返回key的長度；二、key不存在，返回0；	LLEN key
RPUSH	一、將一個或多個值value按順序插入到key的表尾；	RPUSH key value
RPUSHX	一、將value插入到key的尾部，當且僅當key存在且爲list類型；	RPUSHX key value
RPOP	一、移除並返回key的尾元素;	RPOP key

四、Set（集合）

set 是 string 類型的無序集合。無序、不可重複

經常使用命令：

命令	描述	用法
SADD	一、將一個或多個元素加入key中，已存在的元素將返回0；二、key不存在，則建立並添加；三、key不是集合類型時，返回錯誤	SADD key member
SCARD	一、返回key中對應的集合中的元素數量	SCARD key

五、Zset（有序集合）

Redis 有序集合和集合同樣也是 string 類型元素的集合,且不容許重複的成員。

不一樣的是每一個元素都會關聯一個 double 類型的分數。redis 正是經過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。

有序集合的成員是惟一的,但分數(score)卻能夠重複。

命令	描述	用法
ZADD	一、將一個或多個元素及其score值加入key中；二、若是已存在元素，則更新score值並從新插入；	ZADD key score member
ZCARD	一、返回key中元素個數	ZCARD key
ZRANGE	一、返回key中指定區間類的成員，按score從小到大排序；二、相同score值按字典序排序；三、從大到小排序，使用ZREVRANGE命令；四、可經過WITHSCORES選項讓成員和它的score值一併返回	ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
ZRANK	一、返回有序集中成員member的排名，按score從小到大排序；二、排名以0爲底，score最小的排名0	ZRANK key member

3、持久化

Redis 是一個內存數據庫將數據庫中的內容保存在內存中，這與傳統的MySQL等關係型數據庫直接將內容保存到硬盤中相比，內存數據庫的讀寫效率比傳統數據庫要快的多（內存的讀寫效率遠遠大於硬盤的讀寫效率），這也是Redis如此之快的緣由。可是保存在內存中也隨之帶來了一個缺點，一旦斷電或者宕機，那麼內存數據庫中的數據將會所有丟失。

爲了解決這個缺點，Redis提供了將內存數據持久化到硬盤，以及用持久化文件來恢復數據庫數據的功能。Redis 支持兩種形式的持久化，分別是RDB(Redis DataBase)和AOF(Append Only File)。

一、持久化流程

1. 客戶端向服務端發送寫操做(數據在客戶端的內存中)。
2. 數據庫服務端接收到寫請求的數據(數據在服務端的內存中)。
3. 服務端調用write這個系統調用，將數據往磁盤上寫(數據在系統內存的緩衝區中)。
4. 操做系統將緩衝區中的數據轉移到磁盤控制器上(數據在磁盤緩存中)。
5. 磁盤控制器將數據寫到磁盤的物理介質中(數據真正落到磁盤上)。

這5個過程是在理想條件下一個正常的保存流程，可是在大多數狀況下，咱們的機器等等都會有各類各樣的故障，這裏劃分了兩種狀況：

1. Redis數據庫發生故障，只要在上面的第三步執行完畢，那麼就能夠持久化保存，剩下的兩步由操做系統替咱們完成。
2. 操做系統發生故障，必須上面5步都完成才能夠。

二、RDB

RDB持久化是指在指定的時間間隔內將內存中的數據集快照寫入磁盤。即將內存中數據以快照的方式寫入到二進制文件中,默認的文件名爲dump.rdb。

將備份文件 (dump.rdb) 移動到 redis 安裝目錄並啓動服務便可回覆數據，redis就會自動加載文件數據至內存了。Redis 服務器在載入 RDB 文件期間，會一直處於阻塞狀態，直到載入工做完成爲止。

2.一、原理

把當前內存中的數據集快照寫入磁盤，也就是 Snapshot 快照（數據庫中全部鍵值對數據）。恢復時是將快照文件直接讀到內存裏。也是Redis默認的持久化方式。

2.二、觸發方式

一、save

該命令會阻塞當前Redis服務器，執行save命令期間，Redis不能處理其餘命令，直到RDB過程完成爲止。執行完成時候若是存在老的RDB文件，就把新的替代掉舊的。咱們的客戶端可能都是幾萬或者是幾十萬，這種方式顯然不可取。

「save m n」：表示m秒內數據集存在n次修改時，自動觸發bgsave。

redis.conf中默認配置：

save 900 1：表示900 秒內若是至少有 1 個 key 的值變化，則保存
save 300 10：表示300 秒內若是至少有 10 個 key 的值變化，則保存
save 60 10000：表示60 秒內若是至少有 10000 個 key 的值變化，則保存

二、bgsave

執行該命令時，Redis會在後臺異步進行快照操做，快照同時還能夠響應客戶端請求。

具體操做是Redis進程執行fork操做建立子進程，RDB持久化過程由子進程負責，完成後自動結束。阻塞只發生在fork階段，通常時間很短。基本上 Redis 內部全部的RDB操做都是採用 bgsave 命令。

2.三、優缺點

• 優勢

  1.RDB是一個很是緊湊(compact)的文件，它保存了redis 在某個時間點上的數據集。這種文件很是適合用於進行備份和災難恢復。

  2.生成RDB文件的時候，redis主進程會fork()一個子進程來處理全部保存工做，主進程不須要進行任何磁盤IO操做。

  3.RDB 在恢復大數據集時的速度比 AOF 的恢復速度要快。

• 缺點

  1.RDB方式數據沒辦法作到實時持久化/秒級持久化。由於bgsave每次運行都要執行fork操做建立子進程，屬於重量級操做，若是不採用壓縮算法(內存中的數據被克隆了一份，大體2倍的膨脹性須要考慮)，頻繁執行成本太高(影響性能)

  2.RDB文件使用特定二進制格式保存，Redis版本演進過程當中有多個格式的RDB版本，存在老版本Redis服務沒法兼容新版RDB格式的問題(版本不兼容)

  3.在必定間隔時間作一次備份，因此若是redis意外down掉的話，就會丟失最後一次快照後的全部修改(數據有丟失)

三、AOF

全量備份老是耗時的，AOF是一種更加高效的方式，工做機制很簡單，redis會將每個收到的寫命令都經過write函數追加到文件中。通俗的理解就是日誌記錄。

3.一、原理

經過保存Redis服務器所執行的寫命令來記錄數據庫狀態。

好比對於以下命令

set str1 "123"
sadd str2 "1" "2" "3"
lpush str3 "1" "2" "3"

RDB 持久化方式就是將 str1,str2,str3 這三個鍵值對保存到 RDB文件中，而 AOF 持久化則是將執行的 set,sadd,lpush 三個命令保存到 AOF 文件中。

3.二、配置

在redis.conf中，

• appendonly：默認值no，也就是說redis 默認使用的是rdb方式持久化，若是想要開啓 AOF 持久化方式，須要將 appendonly 修改成 yes。
• appendfilename ：aof文件名，默認是"appendonly.aof"
• appendfsync：aof持久化策略的配置：
  1. no表示不執行fsync，由操做系統保證數據同步到磁盤，速度最快，可是不太安全；
  2. always表示每次寫入都執行fsync，以保證數據同步到磁盤，效率很低；
  3. everysec表示每秒執行一次fsync，可能會致使丟失這1s數據。一般選擇 everysec ，兼顧安全性和效率。

3.二、優缺點

• 優勢

  1.AOF能夠更好的保護數據不丟失，通常AOF會每隔1秒，經過一個後臺線程執行一次fsync操做，最多丟失1秒鐘的數據。

  2.AOF日誌文件的命令經過很是可讀的方式進行記錄，這個特性很是適合作災難性的誤刪除的緊急恢復。例如，若是咱們不當心錯用了 FLUSHALL 命令，在重寫還沒進行時，咱們能夠手工將最後的 FLUSHALL 命令去掉，而後再使用 AOF 來恢復數據。

• 缺點

  1.對於具備相同數據的的 Redis，AOF 文件一般會比 RDF 文件體積更大。（當AOF文件的大小超過所設定的閾值時，Redis就會啓動AOF文件的內容壓縮，只保留能夠恢復數據的最小指令集）

  2.RDB 使用快照的形式來持久化整個 Redis 數據，而 AOF 只是將每次執行的命令追加到 AOF 文件中，所以從理論上說，RDB 比 AOF 方式更健壯。官方文檔也指出，AOF 的確也存在一些 BUG，這些 BUG 在 RDB 沒有存在。

四、如何選擇持久化方式？

若是能夠忍受一小段時間內數據的丟失，毫無疑問使用 RDB 是最好的，定時生成 RDB 快照（snapshot）很是便於進行數據庫備份， 而且 RDB 恢復數據集的速度也要比 AOF 恢復的速度要快，並且使用 RDB 還能夠避免 AOF 一些隱藏的 bug；不然就使用 AOF 重寫。可是通常狀況下建議不要單獨使用某一種持久化機制，而是應該兩種一塊兒用，在這種狀況下,當redis重啓的時候會優先載入AOF文件來恢復原始的數據，由於在一般狀況下AOF文件保存的數據集要比RDB文件保存的數據集要完整。Redis後期官方可能都有將兩種持久化方式整合爲一種持久化模型。

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