Redis內存數據庫筆記

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1、Redis介紹

redis是一種基於鍵值對（key-value）數據庫，其中value能夠爲string、hash、list、set、zset等多種數據結構，能夠知足不少應用場景。還提供了鍵過時，發佈訂閱，事務，流水線，等附加功能

2、Redis特性

• 1 速度快
• 2 鍵值對的數據結構服務器
• 3 豐富的功能
• 4 簡單穩定
• 5 持久化
• 6 主從複製
• 8 高可用和分佈式轉移
• 9 客戶端語言多

3、使用場景

• 1 緩存數據庫
• 2 排行榜
• 3 計數器應用
• 4 社交網絡
• 5 消息隊列

4、數據類型

1.String

字符串類型是redis最基礎的數據結構，首先鍵是字符串類型，並且其餘幾種結構都是在字符串類型基礎上構建的，因此字符串類型能爲其餘四種數據結構的學習尊定基礎。

字符串類型實際上能夠是字符串（簡單的字符串、複雜的字符串（xml、json）、數字（整數、浮點數）、二進制（圖片、音頻、視頻）），但最大不能超過512M。

• 使用實例：

redis 127.0.0.1:6379> SET name "runoob"
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"runoob"
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• 使用場景：

緩存功能：字符串最經典的使用場景，redis最爲緩存層，Mysql做爲儲存層，絕大部分請求數據都是 redis中獲取，因爲redis具備支撐高併發特性，因此緩存一般能起到加速讀寫和下降 後端壓力的做用。

計數器：許多運用都會使用redis做爲計數的基礎工具，他能夠實現快速計數、查詢緩存的功能， 同時數據能夠一步落地到其餘的數據源。如：視頻播放數系統就是使用redis做爲視頻播放數計數的基礎組件。

共享session：出於負載均衡的考慮，分佈式服務會將用戶信息的訪問均衡到不一樣服務器上， 用戶刷新一次訪問可能會須要從新登陸，爲避免這個問題能夠用redis將用戶session集中管理， 在這種模式下只要保證redis的高可用和擴展性的，每次獲取用戶更新或查詢登陸信息都直接從redis中集中獲取。

限速：處於安全考慮，每次進行登陸時讓用戶輸入手機驗證碼，爲了短信接口不被頻繁訪問,會限制用戶每分鐘獲取驗證碼的頻率。

2.Hash（哈希）

在redis中哈希類型是指鍵自己又是一種鍵值對結構，如value={{field1,value1},......{fieldN,valueN}} 。

Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。

Redis hash 是一個 string 類型的 field 和 value 的映射表，hash 特別適合用於存儲對象。

每一個 hash 能夠存儲 232 -1 鍵值對（40多億）

• 使用實例

redis> HMSET myhash field1 "Hello" field2 "World"
"OK"
redis> HGET myhash field1
"Hello"
redis> HGET myhash field2
"World"
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• 使用場景

哈希結構相對於字符串序列化緩存信息更加直觀，而且在更新操做上更加便捷。因此經常用於用戶信息等管理，可是哈希類型和關係型數據庫有所不一樣，哈希類型是稀疏的，而關係型數據庫是徹底結構化的，關係型數據庫能夠作複雜的關係查詢，而redis去模擬關係型複雜查詢，開發困難，維護成本高。

3.List（列表）

列表類型是用來儲存多個有序的字符串，列表中的每一個字符串成爲元素（element）,一個列表最多能夠儲存 2的32次方-1個元素，在redis中，能夠隊列表兩端插入（pubsh）和彈出（pop），還能夠獲取指定範圍的元素列表、獲取指定索引下表的元素等，列表是一種比較靈活的數據結構，它能夠充當棧和隊列的角色，實際開發中有不少應用場景。

列表最多可存儲 232 - 1 元素 (4294967295, 每一個列表可存儲40多億)。

• 使用實例：

redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob mongodb
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob rabitmq
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> lrange runoob 0 10
1) "rabitmq"
2) "mongodb"
3) "redis"
redis 127.0.0.1:6379>
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• 使用場景

消息對列： redis的lpush+brpop命令組合便可實現阻塞隊列，生產者客戶端是用lupsh從列表左側插入元素，多個消費者客戶端使用brpop命令阻塞時的「搶」列表尾部的元素，多個客戶端保證了消費的負載均衡和高可用性

文章列表：每一個用戶都有屬於本身的文章列表，如今須要分頁展現文章列表，此時能夠考慮使用列表，列表不但有序，同時支持按照索引範圍獲取元素。

使用技巧：

• lpush+lpop=Stack(棧)
• lpush+rpop=Queue（隊列）
• lpush+ltrim=Capped Collection（有限集合）
• lpush+brpop=Message Queue（消息隊列）

4.Set （集合）

集合類型也是用來保存多個字符串的元素，但和列表不一樣的是集合中不容許有重複的元素，而且集合中的元素是無序的，不能經過索引下標獲取元素，redis除了支持集合內的增刪改查，同時還支持多個集合取交集、並集、差集，併合理的使用好集合類型，能在實際開發中解決不少實際問題。

集合是經過哈希表實現的，因此添加，刪除，查找的複雜度都是O(1)。

集合中最大的成員數爲 232 - 1(4294967295, 每一個集合可存儲40多億個成員)。

• 使用實例：

redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> smembers runoob

1) "redis"
2) "rabitmq"
3) "mongodb"
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• 使用場景

標籤（tag）：集合類型比較典型的使用場景，如一個用戶對娛樂、體育比較感興趣，另外一個可能對新聞感興 趣，這些興趣就是標籤，有了這些數據就能夠獲得同一標籤的人，以及用戶的共同愛好的標籤，這些數據對於用戶體驗以及曾強用戶粘度比較重要。（用戶和標籤的關係維護應該放在一個事物內執行，防止部分命令失敗形成數據不一致）

其餘
sadd=tagging（標籤）
spop/srandmember=random item（生成隨機數，好比抽獎）
sadd+sinter=social Graph(社交需求)

5.Zset(sorted set：有序集合)

有序集合和集合有着必然的聯繫，他保留了集合不能有重複成員的特性，但不一樣得是，有序集合中的元素是能夠排序的，可是它和列表的使用索引下標做爲排序依據不一樣的是，它給每一個元素設置一個分數，做爲排序的依據。（有序集合中的元素不能夠重複，可是csore能夠重複，就和一個班裏的同窗學號不能重複，但考試成績能夠相同）。

• 使用實例

redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> > ZRANGEBYSCORE runoob 0 1000
1) "mongodb"
2) "rabitmq"
3) "redis"
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• 使用場景

排行榜：有序集合經典使用場景。例如視頻網站須要對用戶上傳的視頻作排行榜，榜單維護多是多方面：按照時間、按照播放量、按照得到的贊數等。

• 不一樣類型比較

5、發佈與訂閱功能

redis提供了「發佈、訂閱」模式的消息機制，其中消息訂閱者與發佈者不直接通訊，發佈者向指定的頻道（channel）發佈消息，訂閱該頻道的每一個客戶端均可以接收到消息。

redis主要提供發佈消息、訂閱頻道、取消訂閱以及按照模式訂閱和取消訂閱。

1.發佈與訂閱命令

• 發佈消息

publish channel:test "hello world 複製代碼

• 訂閱消息

subscrible channel:test

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• 查看訂閱數

pubsub numsub channel:test

複製代碼

• 取消訂閱

unsubscribe channel:test

複製代碼

• 按模式訂閱和按模式取消訂閱

psubscribe ch* 

punsubscribe ch*
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2.使用場景

• 一、今日頭條訂閱號、微信訂閱公衆號、新浪微博關注、郵件訂閱系統
• 二、即便通訊系統
• 三、羣聊部落系統（微信羣）

6、 Redis持久化

redis是一個支持持久化的內存數據庫,也就是說redis須要常常將內存中的數據同步到磁盤來保證持久化，持久化能夠避免因進程退出而形成數據丟失。

1.持久化方式

RDB持久化把當前進程數據生成快照（.rdb）文件保存到硬盤的過程，有手動觸發和自動觸發。

• 手動觸發

save命令：阻塞當前Redis，直到RDB持久化過程完成爲止，若內存實例比較大會形成長時間阻塞，線上環境不建議用它.

bgsave命令：redis進程執行fork操做建立子線程，由子線程完成持久化，阻塞時間很短（微秒級），是save的優化,在執行redis-cli shutdown關閉redis服務時，若是沒有開啓AOF持久化，自動執行bgsave

• 自動觸發

針對RDB不適合實時持久化，redis提供了AOF持久化方式來解決 開啓：redis.conf設置：appendonly yes (默認不開啓，爲no) 默認文件名：appendfilename "appendonly.aof"

2.bgSave 運行流程

運行流程示意圖以下：

3.RDB文件的操做

• 設置RDB的文件保存路徑

config set dir /usr/local   # 將dump.rd 保存到/usr/local/目錄下 
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• 開始持久化數據

bgsave
複製代碼

• 恢復數據

將dump.rdb放到redis安裝目錄與redis.conf同級目錄，重啓redis便可

優勢：

1.壓縮後的二進制文，適用於備份、全量複製，用於災難恢復
2.載RDB恢復數據遠快於AOF方式

缺點：

1.沒法作到實時持久化，每次都要建立子進程，頻繁操做成本太高
2.保存後的二進制文件，存在老版本不兼容新版本rdb文件的問題.

4.AOF持久化

針對RDB不適合實時持久化，redis提供了AOF持久化方式來解決

• 開始持久化

redis.conf設置：appendonly yes (默認不開啓，爲no)
默認文件名：appendfilename "appendonly.aof"

• AOF持久化流程

1.全部的寫入命令(set hset)會append追加到aof_buf緩衝區中

2.AOF緩衝區向硬盤作sync同步

3.隨着AOF文件愈來愈大，需按期對AOF文件rewrite重寫，達到壓縮

4.當redis服務重啓，可load加載AOF文件進行恢復

命令寫入(append), 文件同步(sync), 文件重寫(rewrite), 重啓加載(load)

• AOF配置參數詳解

appendonly yes           //啓用aof持久化方式
#appendfsync always //每收到寫命令就當即強制寫入磁盤，最慢的，可是保證徹底的持久化，不推薦使用
appendfsync everysec    //每秒強制寫入磁盤一次，性能和持久化方面作了折中，推薦
#appendfsync no //徹底依賴os，性能最好,持久化沒保證（操做系統自身的同步）
no-appendfsync-on-rewrite  yes  //正在導出rdb快照的過程當中,要不要中止同步aof
auto-aof-rewrite-percentage 100  //aof文件大小比起上次重寫時的大小,增加率100%時,重寫
auto-aof-rewrite-min-size 64mb   //aof文件,至少超過64M時,重寫

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• AOF恢復

1.設置appendonly yes
2.將appendonly.aof放到dir參數指定的目錄
3.啓動Redis，Redis會自動加載appendonly.aof文件

• AOF與RDB的加載順序

1.當AOF和RDB文件同時存在時，優先加載AOF
2.若關閉了AOF，加載RDB文件
3.加載AOF/RDB成功，redis重啓成功
4.AOF/RDB存在錯誤，啓動失敗打印錯誤信息