Redis

一、安装

1. 下载redis压缩包

wget https://download.redis.io/releases/redis-5.0.14.tar.gz

2. 将文件上传到 linux

3. 开始安装

a. 安装的时候先安装 redis 所依赖的环境

yum -y install gcc-c++

b. 开始解压 redis

tar -zxvf redis-5.0.14.tar.gz

c. 编译安装，进入 redis 解压目录，执行 make 命令编译

make && make install

d. 安装成功之后查看redis在哪里

which redis-server

e. 启动 redis

进入安装目录（/usr/redis）的 bin 下面,并启动 redis

在bin目录下使用  ./redis-server命令启动

 出现上图即为安装成功

redis 启动成功，但是这种启动方式需要一直打开窗口，不能进行其他操作，不太方便。

按 ctrl + c 可以关闭窗口

二、修改配置文件

1. 拷贝配置文件到安装目录的 bin 下

2. 修改redis.conf文件 

        a. 设置后台启动

将daemonize no改为yes，如果不想设置后台启动就不用改

        b. 设置密码

requirepass xxx #配置密码 如果需要 客户端连接的话需要设置密码 如果不需要连接就不要设置

        c. 设置远程连接

# bind 127.0.0.1 #注释掉绑定本机，才可以远程连接访问

        d. 启动 redis

./redis-server ./redis.conf

3. 连接redis

./redis-cli或者./redis-cli -a xx

关闭 redis：

./redis-cli shutdown

./redis-cli -p 6379 -a lw -h 127.0.0.1 shutdown

三、配置服务启动（使用 systemctl 的方法）

服务启动的时候 daemonize 改为 no

在/lib/systemd/system 目录下创建一个脚本文件 redis.service，里面的内容如下：

刚刚配置的服务需要让 systemctl 能识别，就必须刷新配置

systemctl daemon-reload  刷新配置
systemctl enable redis  开机自启
systemctl status redis   redis 状态
systemctl start redis  开启 redis
systemctl stop redis 关闭 redis
systemctl disable redis 禁止开机自启

五、key

默认 16 个数据库，类似数组下标从 0 开始，初始默认使用 0 号库

dbsize 查看当前数据库的 key 的数量

flushdb 清空当前库

flushall 通杀全部库  慎用

keys * 获取当前库中的所有key

select 1 选择第一个库

move key 1 将当前的数据库 key 移动到某个数据库,目标库有，则不能移动

randomkey 从当前数据库中随机返回

type key 类型

del key 删除 key

exists key 判断是否存在 key

expire key 10 为给定的key设置过期时间 单位是秒

pexpire key 1000 给定的key设置过期时间 单位：毫秒

ttl key 查看还有多少秒过期，-1 表示永不过期，-2 表示已过期9

persist key 删除key的过期时间

六、常见的数据类型

string类型

简介

String是Redis最基本的类型，你可以理解成与Memcached一模一样的类型，一个key对应一个value。

String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

String类型是Redis最基本的数据类型，一个Redis中字符串value最多可以是512M

常用命令

set   <key><value>添加键值对 
    *NX：当数据库中key不存在时，可以将key-value添加数据库
    *XX：当数据库中key存在时，可以将key-value添加数据库，与NX参数互斥

    *EX：key的超时秒数
    *PX：key的超时毫秒数 
示例： set name cxx 

设值取值

 setex  <key><过期时间><value>#设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。
# set key val EX 80 
# setex key 80 val

 setnx key value 不存在就插入（not exists）
# set key val NX    

-- 取值：
 get   <key>查询对应键值   
 示例:get name

 getset <key><value> 以新换旧，设置了新值同时获得旧值。
   示例: getset name new_cxx  #给 name 的 value 设置新值，返回旧值

批量操作

mset key1 key2 批量设置key   
msetnx <key1><value1><key2><value2>  ..... 同时设置一个或多个 key-value 对，当且 仅当所有给定 key 都不存在 如果有一个存在就会不成功。
  注意：有一个失败则都失败 

 mget key1 key2 批量获取

setrange  <key><起始位置index><value>  #从 index 开始替换 value
getrange  <key><起始位置><结束位置>  
getrange name 0 -1 #字符串分段   0 -1 是全部   0 -2  ==n-1

append  <key><value> #将给定的<value> 追加到原值的末尾
strlen  <key> #获得值的长度

递增递减

incr  <key> 
  将 key 中储存的数字值增1
  只能对数字值操作，如果为空，新增值为1
  示例:incr age 
decr  <key>
   将 key 中储存的数字值减1
   只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1
   示例:decr age #递减
incrby / decrby  <key><步长>将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。   
   示例: incrby age 10 递增
   示例: decrby age 10 递减

原子性操作

所谓 原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；

这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。

（1）在单线程中， 能够在单条指令中完成的操作都可以认为是"原子操作"，因为中断只能发生于指令之间。

（2）在多线程中，不能被其它进程（线程）打断的操作就叫原子操作。

Redis单命令的原子性主要得益于Redis的单线程。

数据结构

String的数据结构为简单动态字符串(Simple Dynamic String,缩写SDS)。是可以修改的字符串，内部结构实现上类似于Java的ArrayList，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配.

如图中所示，内部为当前字符串实际分配的空间capacity一般要高于实际字符串长度len。当字符串长度小于1M时，扩容都是加倍现有的空间（2倍），如果超过1M，扩容时一次只会多扩1M的空间。需要注意的是字符串最大长度为512M。

list类型

简介

Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。

它的底层实际是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

常用命令

添加值

lpush/rpush  <key><value1><value2><value3> .... 从左边/右边插入一个或多个值。
lpop/rpop  <key> 从左边/右边吐出一个值。值在键在，值光键亡。
 
rpoplpush  <key1><key2> 从<key1>列表右边吐出一个值，插到<key2>列表左边。

取值：

lrange <key><start><stop>
按照索引下标获得元素(从左到右)
示例: lrange mylist 0 -1  
      0左边第一个，-1右边第一个，（0 -1表示获取有）



lindex <key><index>按照索引下标获得元素(从左到右)
llen <key>获得列表长度 
 
linsert <key>  <before/after> <value><newvalue>  在<value>的后面插入<newvalue>插入值



lrem <key><n><value> 从左边删除n个对应的value值(从左到右)
   示例: lrem k3 3 "test" #从左边开始删除k3里面的3个“test”
lset<key><index><value>将列表key下标为index的值替换成value

数据结构

List的数据结构为快速链表quickList。

首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist，也即是压缩列表。

（它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存）。

当数据量比较多的时候才会改成quicklist。

因为普通的链表需要的附加指针空间太大，会比较浪费空间。比如这个列表里存的只是int类型的数据，结构上还需要两个额外的指针prev和next。

Redis将链表和ziplist结合起来组成了quicklist。也就是将多个ziplist使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余。

hash类型

简介

hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。

类似Java里面的Map<String,Object>

用户ID为查找的key，存储的value用户对象包含姓名，年龄，生日等信息，如果用普通的key/value结构来存储

主要有以下2种存储方式：

第一种：修改的时候太复杂都需要序列化和反序列化

第二种：数据结构太乱

第三种：（ key(用户ID) + field(属性标签)） 就可以操作对应属性数据了，既不需要重复存储数据，也不会带来序列化和并发修改控制的问题

常用命令

hset <key><field><value>给<key>集合中的  <field>键赋值<value>

hget <key1><field>      从<key1>集合<field>取出 value 

hmset <key1><field1><value1><field2><value2>... 批量设置hash的值

hexists<key1><field>查看哈希表 key 中，给定域 field 是否存在。 
   示例:hexists hhash username 

hkeys <key>列出该hash集合的所有field
  示例:hkeys hhash  

hvals <key>列出该hash集合的所有value
  示例:hvals hhash 

hincrby <key><field><increment>为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1   -1
  示例: hincrby hhash age -12

hsetnx <key><field><value>将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ，当且仅当域 field 不存在 . 
   示例: hsetnx hhash id 100

数据结构

Hash类型对应的数据结构是两种：ziplist（压缩列表），hashtable（哈希表）。当field-value长度较短且个数较少时，使用ziplist，否则使用hashtable。

ZipList 是一种特殊的“双端链表” ，由一系列特殊编码的连续内存块组成。可以在任意一端进行压入/弹出操作

entry，节点占用字节不固定（按需分配、节省内存）

ZipListEntry

ZipList 中的Entry并不像普通链表那样记录前后节点的指针，因为记录两个指针要占用16个字节，浪费内存。而是采用了下面的结构：

• previous_entry_length：前一节点的长度，占1个或5个字节。

    如果前一节点的长度小于254字节，则采用1个字节来保存这个长度值

   如果前一节点的长度大于254字节，则采用5个字节来保存这个长度值，第一个字节为0xfe，后        四个字节才是真实长度数据

• encoding：编码属性，记录content的数据类型（字符串还是整数）以及长度，占用1个、2个或 5个字节
• contents：负责保存节点的数据，可以是字符串或整数

ZipListEntry中的encoding编码分为字符串和整数两种：

字符串： 如果encoding是以“00”、“01”或者“10”开头，则证明content是字符串

整数： 如果encoding是以“11”开始，则证明content是整数，且encoding固定只占用1个字节

节省内存但遍历有一定缺陷，只能从前向后或者从后向前，使用时对节点个数会有一定限制

set类型

简介

set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的。

常用命令

sadd <key><value1><value2> ..... 
将一个或多个 member 元素加入到集合 key 中，已经存在的 member 元素将被忽略

smembers <key>取出该集合的所有值。

sismember <key><value>  判断集合<key>是否为含有该<value>值，有1，没有0
  
scard <key>  返回该集合的元素个数。

srem <key><value1><value2> .... 删除集合中的某个元素。

spop <key> <count>  随机从该集合中吐出count个值。会从集合中删除数据

srandmember <key> <n> 随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。

smove <source><destination>value  把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

    
sinter <key1><key2> 返回两个集合的交集元素。

sunion <key1><key2> 返回两个集合的并集元素。

sdiff <key1><key2> 返回两个集合的差集元素(key1中的，不包含key2中的)

数据结构

Set数据结构是dict字典，字典是用哈希表实现的。

Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap，只不过所有的value都指向同一个对象。Redis的set结构也是一样，它的内部也使用hash结构，所有的value都指向同一个内部值。

zset类型(Sorted set )

简介

Redis有序集合zset与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。

不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分（score）,这个评分（score）被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复了 。

因为元素是有序的, 所以你也可以很快的根据评分（score）或者次序（position）来获取一个范围的元素。

访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

常用命令

zadd  <key><score1><value1><score2><value2>…
     将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。

zrange <key><start><stop>  [WITHSCORES]   
    返回有序集 key 中，下标在<start><stop>之间的元素
    带WITHSCORES，可以让分数一起和值返回到结果集。

zrangebyscore key min max [withscores]     [limit offset count]
返回有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列。 
 示例:zrangebyscore tzset 3 4 limit 0 2

zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]               
同上，改为从大到小排列。 

zincrby <key><increment><value>      为元素的score加上增量

zrem  <key><value>删除该集合下，指定值的元素 

zcount <key><min><max>统计该集合，分数区间内的元素个数 

zrank <key><value>返回该值在集合中的排名，从0开始

SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构，一方面它等价于Java的数据结构Map<String, Double>，可以给每一个元素value赋予一个权重score，另一方面它又类似于TreeSet，内部的元素会按照权重score进行排序，可以得到每个元素的名次，还可以通过score的范围来获取元素的列表。

zset底层使用了两个数据结构

（1）hash，hash的作用就是关联元素value和权重score，保障元素value的唯一性，可以通过元素value找到相应的score值。

（2）跳跃表，跳跃表的目的在于给元素value排序，根据score的范围获取元素列表。

对比有序链表和跳跃表，从链表中查询出51

数据结构之跳表_跳表几级-CSDN博客

（1） 有序链表

要查找值为51的元素，需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要6次比较。

（2） 跳跃表

从第2层开始，1节点比51节点小，向后比较。

41节点比51节点小，继续向后比较，后面就是NULL了，所以从41节点向下到第1层

在第1层，41节点比51节点小，继续向后，61节点比51节点大，所以从61向下

在第0层，51节点为要查找的节点，节点被找到，共查找4次。

各数据的使用场景

类型	简介	特性	场景
String(字符串)	二进制安全	可以包含任何数据,比如jpg图片或者序列化的对象,一个键最大能存储512M	---
Hash(字典)	键值对集合,即编程语言中的Map类型	适合存储对象,并且可以像数据库中update一个属性一样只修改某一项属性值(Memcached中需要取出整个字符串反序列化成对象修改完再序列化存回去)	存储、读取、修改用户属性
List(列表)	链表(双向链表)	增删快,提供了操作某一段元素的API	1、最新消息排行等功能(比如朋友圈的时间线) 2、消息队列
Set(集合)	哈希表实现,元素不重复	1、添加、删除、查找的复杂度都是O(1) 2、为集合提供了求交集、并集、差集等操作	1、共同好友 2、利用唯一性,统计访问网站的所有独立ip 3、好友推荐时,根据tag求交集,大于某个阈值就可以推荐
Sorted Set(有序集合)	将Set中的元素增加一个权重参数score,元素按score有序排列	数据插入集合时,已经进行天然排序	1、排行榜 2、带权重的消息队列