23张图，4500字从入门到精通解释Redis，小白、初级、中级的宝典！ |
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23张图，4500字从入门到精通解释Redis，小白、初级、中级的宝典！
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你好，这里是网络技术联盟站。 redis是目前出场率最高的NoSQL数据库，同时也是一个开源的数据结构存储系统，在缓存、数据库、消息处理等场景使用的非常多，本文瑞哥就带着大家用一篇文章入门这个强大的开源数据库——Redis。 让我们直接开始！ 什么是Redis？redis的英文全称为Remote Dictionary Serve，翻译成中文就是远程字典服务器。Redis 的核心是一种内存数据存储，可用作高性能数据库、缓存和消息代理，它非常适合实时数据处理。  Redis 是用 ANSI C 语言编写的，它可以在大多数 POSIX 系统中运行，例如 BSD、Linux、OS X，而无需任何外部依赖，OS X 和 Linux 被认为是 Redis 开发和测试最多的两个操作系统。 Redis 通常被称为数据结构服务器，因为它的核心数据类型类似于字符串、列表、字典（或哈希）、集合和排序集合等编程语言中的数据类型。稍微新版的Redis还有近似计数、地理定位和流处理等高级功能。 Redis 将数据存储在内存中，默认情况下具有周期性磁盘持久性，由于 Redis 将数据持久化到磁盘，因此它可以用作许多用例的经典数据库以及缓存。 Redis安装redis的官网有redis安装的详细说明，包括有： Linux系统安装macOS系统安装Windows系统安装网址： 代码语言：javascript复制https://redis.io/docs/getting-started/installation/ 大家可以根据自己的系统进行选择安装。 Redis基础命令Redis安装好了，需要一些基础的命令对redis进行管理，比如启动redis、关闭redis等。 Windows在Windows安装完Redis后，只需要双击redis-server.exe即可启动redis。  windows没啥好讲的，如果是开发或者生产环境，几乎没人会在windows上部署redis，bug简直不是一般的多。 Linux这个还得看你安装的方式。 如果是直接解压型的安装，那么启动redis的时候，假设你已经进入redis目录下的sbin目录，那么启动redis就是：代码语言：javascript复制./redis-server停止redis有好多种办法，比如通过直接杀死进程的方式： 查询redis-server 的进程 ID： 代码语言：javascript复制ps aux | grep redis-server杀死redis-server进程： 代码语言：javascript复制kill -9 processid也可以通过 redis-cli 命令进行停止： 代码语言：javascript复制redis-cli shutdown如果你是services command用户，那么启动redis可以使用如下命令：代码语言：javascript复制service redis-server start停止redis： 代码语言：javascript复制service redis-server stop重启redis： 代码语言：javascript复制service redis-server restart如果你是systemctl 命令用户，比如Ubuntu、CentOS、RHEL等启动redis： 代码语言：javascript复制systemctl start redis停止redis： 代码语言：javascript复制systemctl stop redis重启redis： 代码语言：javascript复制systemctl restart redismacOS启动redis： 代码语言：javascript复制brew services start redis停止redis： 代码语言：javascript复制brew services stop redis重启redis： 代码语言：javascript复制brew services restart redisRedis数据类型⭐redis一般就是五大类型：  但是随着数据量的激增，加上场景定制化越来越多，redis的数据结构也随之丰富起来，目前redis支持的所有类型如下：  下面我们来一一介绍一下。 字符串Strings 字符串 Strings是最基本的一种Redis数据类型，被认为是二进制安全的，这意味着它们可以包含任何类型的数据，例如 JPEG 格式的图像，最多可以保存 512MB 的值。 列表Lists 列表 列表其实就是按插入顺序排序的字符串列表，新的元素过来的时候，会将元素推到列表的左侧或右侧。 LPUSH命令：将元素推到列表的左侧RPUSH命令：将元素推到列表的右侧集合Sets 集合 集合类似于列表，但集合不能包含重复值并且未排序，集合可以使用并集、交集和减法。 哈希Hashes 哈希 Hashes是表示对象的最重要的数据类型，它们是string值和字段之间的映射。 哈希内部实现结构也与Java的HashMap一致，同样是数组+链表的二维结构，当数组的散列元素串联时，会使用数组第一维的碰撞位置。 哈希可以容纳多达 40 亿个字段，因此，哈希为单个 Redis 实例提供了一种有效的方式来保存大量对象并对其进行操作。 有序集合Sorted sets集合也可以有序的，不过有序的集合称作有序集合，按进行分数排，在排序集中，分数可以重复。  有序集合 流Streams 流 Streams 是一种简单但用途广泛且功能强大的数据结构，Streams 是 Redis 5.0 版本的内置类型，可以帮助消除日志数据结构的限制，广泛应用于实时消息传递 (RTM)、消息代理等。 地理空间GeospatialRedis 中的地理空间数据以经度和纬度表示，Redis GeoSpatial数据集实际上只是 Redis 中的 Sorted Sets。 Geospatial有两个特别重要的命令： GEOADD：将地理空间信息添加到特定键GEODIST：查找两个key之间的距离超级日志HyperLogLogHyperLogLog是一种概率数据结构，用于计算唯一值，这些值可以是任何值：例如，网站访问者的 IP 地址、搜索词或电子邮件地址。 以精确的精度计算唯一值需要与唯一值的数量成比例的内存量，HyperLogLog 通过允许用内存消耗换取精度来解决这个问题。 HyperLogLogs 从 2.8.9 版本开始在 Redis 中可用，是 Redis 一种高级数据结构。Redis HyperLogLog 最多消耗 12 KB 的内存，并产生标准误差为 0.81% 的近似值，12 KB 不包括存储实际密钥所需的字节。 位图Bitmaps位图或位集是一个由 0 和 1 组成的数组，位集中的位可以设置为0或1，并且数组中的每个位置称为偏移量。诸如逻辑与、或、异或等操作。  Bitmap 不是 Redis 中的原生数据类型，它的底层实现是基于字符串数据类型的，它是一组基于 String 数据类型的功能，理解位图的最简单方法是将其视为位数组，我们称Redis位图中的数组索引为“偏移”。 位域BitfieldsBITFIELD可以在单个命令调用中对多个位字段进行操作，它需要一个操作列表来执行并返回一个响应数组，其中每个数组对应于参数列表中的相应操作。 redis持久化Redis 是一个内存存储，这意味着它的所有数据都存储在服务器 RAM 中，并且只有在服务器运行时才可用，这种操作方式的缺点是 RAM 是易失性的，如果 Redis 进程或其主机发生事故，您可能会遭受数据丢失。为了防止重要数据丢失，Redis 支持两种主要的持久化模式：RDB 和 AOF。 RDBRDB，英文全称：Redis DataBase。 每隔一段时间，将内存中的数据作为快照写入磁盘上的临时文件，恢复时将快照文件读入内存。如果机器停机并重新启动，内存中将没有数据，再次启动redis后，就会恢复。  Redis 后台保存过程 重要命令save ：保存数据到磁盘，seconds为秒数，changes为操作数，比如save 10 2就代表在10秒内操作2次。stop-writes-on-bgsave-error ：默认情况下，如果启用 RDB 快照并且最近的后台保存失败，Redis 将停止接受写入。这将给用户一种感觉：数据没有正确地保存在磁盘上，如果后台保存过程将再次开始工作，Redis 将自动再次允许写入。rdbcompression ：转储 .rdb 数据库时使用 LZF 压缩字符串对象。dbfilename ：转储数据库的文件名（默认 dump.rdb）。RDB优势每隔一段时间备份一次，完全备份容灾简单，可远程传输RDB 最大限度地提高了 Redis 的性能文件较大时重启和恢复速度要块RDB缺点如果发生故障，最后的备份数据可能会丢失，无法处理实时备份RDB 需要经常 fork() 以便使用子进程在磁盘上持久化，增加CPU的负担AOFAOF，英文全称：Append Only File。 RDB会丢失上次备份的RDB文件，如果整体数据完整性要求不高还可以，但是如果追求数据完整性，就要考虑使用AOF了。 用户请求的写操作以日志的形式记录下来，不记录读取操作，因为存储了写入操作。文件被追加而不是修改redis的aof恢复其实就是从头到尾对附加文件进行读写 Redis AOF 日志文件重写过程 重要命令appendonly ：是否应打开 AOF 模式，默认是RDB。appendfilename ：仅附加文件的名称（默认值：“appendonly.aof”）appendfsync ：持久化策略，一般有三种：no、always、everysecAOF写入策略AOF支持三种写入策略： always：每次将新命令附加到 AOF 时，速度慢，但是最安全everysec：每秒一次，也挺快的快（在 2.4 中可能与快照一样快），如果发生灾难，您可能会丢失 1 秒的数据。no：将写入策略权交给操作系统，速度块，但是不安全。建议策略是everysec，因为它既非常快又非常安全。 AOF 重写AOF持久化是通过存储执行的写命令来记录数据库状态的，随着服务器运行时间越来越长，AOF文件的内容会越来越大，如果放任不管，一个过大的AOF文件很可能会对Redi服务器甚至整个主机造成影响计算机。 AOF文件越大，使用该AOF文件执行数据恢复所需的时间就越多。 举个例子，在某段时间内redis执行了如下操作： 代码语言：javascript复制redis> RPUSH list "1" "2" // ["1","2"] (integer) 2 redis> RPUSH list "3" "4" // ["1","2","3","4"] (integer) 2 redis> RPUSH list "5" "6" "7" // ["1","2","3","4","5","6","7"] (integer) 3上面的三个命令浓缩了redis的重复操作，其实三个命令都是朝某个list键中添加新元素，现在是3个命令，假如有300个这样的命令呢？ 所以当 AOF 太大时，Redis 会简单地将它从头开始重写到一个临时文件中。重写不是通过读取旧的来执行，而是直接访问内存中的数据，这样 Redis 可以创建可能生成的最短 AOF，并且在写入新的时不需要读取磁盘访问。 重写结束后，临时文件会在磁盘上与 fsync 同步，并用于覆盖旧的 AOF 文件。 那么经过重写后，上面三个命令可以直接合并为一条命令： 代码语言：javascript复制redis> RPUSH list "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" AOF优势AOF 更耐用，可以在几秒钟内完成备份当数据过大时，redis可以在后台自动重写AOF，节省空间AOF实时性比较好，并且支持配置写入策略AOF缺点AOF文件一般大于RDB的文件即使AOF有写入策略，但是本质上速度还是慢于RDB至于网上博客一直说的bug和易于攻击的点，确实存在，但是极少遇到如何从 RDB 迁移到 AOF？由于遗留原因、特定场景使用了默认了持久化策略：RDB，现在想从RDB迁移到AOF，这个时候应该怎么做？ 这种情况，首先要确定的是需要重启redis服务器。 迁移步骤： 创建现有 RDB 备份文件的副本从 Redis 客户端触发命令bgrewriteaof编辑配置文件redis.conf启用 AOF 持久性：appendonly yes重启 Redis 服务器RDB+AOF组合持久化重写 AOF 指令可以大大减少命令的数量，但是，Redis 需要在启动时执行才能恢复其先前的状态，而且它仍然不如 RDB 紧凑，所以假如RDB+AOF组合会极大加快日志压缩和恢复。 配置也非常简单： 代码语言：javascript复制aof-use-rdb-preamble yes启用后，appendonly.aof 文件将以“RDB preamble”为前缀，这样的话redis 将记录每个写入操作，然后在指定的时间间隔执行快照，redis 启动时，会使用 AOF 文件而不是 RDB 来重构数据，因为它保证是最完整的。 启用 aof-use-rdb-preamble，可以获得了 RDB 带来的许多好处，也能确保更好的持久性。 redis命令redis命令其实是跟redis的类型相关联的，每个类型包含了若干个命令，由于命令实在有点多，所以我这边不做具体解释，但是我教大家如何去查询你要的命令，并且熟能生巧。 命令列表网站这里首先给大家安利一个redis的命令网站，网址为： 代码语言：javascript复制https://redis.io/commands/ 我们看到该界面包含了redis所有的命令列表，你可以有几种筛选策略： 搜索框直接搜索：这种情况一般是你知道某个命令，但是不会用。根据字母快速模糊搜索根据类型进行列举前两个没啥要说的，我们来看下根据类型列举：  比如我们想要看看字符串类型包含了哪些命令：  可以清晰的看到字符串相关的命令就那么多，一共22个，其实也不多，常用的也就那几个，比如set、get、mset、mget、setnx等。 每个命令副标题都是对这个命令的简单介绍，我们拿set举个例子：  这个set的简单介绍就是：设置字符串类型的key value。 我们点进去，就能看到这个命令的详细介绍：  主要有： Syntax：语法Options：选项Return：返回Examples：例子Patterns：模式History：历史一般我们快速看的话就看语法和例子就可以了，你如果想特别精通的话，那就每个都看一下，不过我认为没有那个必要。 那么其他命令的使用和string的set一样，大家要举一反三，因为命令的使用是根据场景来的，每一个命令都非常重要，都有它的价值。 Redis的使用场景 1、缓存 Redis缓存 缓存是存储数据的临时存储，以便将来可以更快地访问数据。所以，缓存就是在Cache中存储数据的过程。Redis 可以实现高可用性内存缓存以减少磁盘或 SSD 的数据访问延迟、高吞吐量并减轻数据库和应用程序负载。 一般情况下网页缓存、数据库查询结果缓存、持久会话缓存和常用对象（如图像、文件和元数据）的缓存都会有redis的影子。 2、排行榜/计数 redis构建实时排行榜和计数，可以通过集合和有序集合很好的实现，集合可以提供元素的唯一性，有序集合还有分数的概念，可以对分数进行排序。 计数的话像文章阅读数、微博点赞数都是redis可以轻松实现的。 3、分布式锁字符串类型的setnx方法只有在不存在时才能添加成功，返回true，这种功能可以应用于分布式锁 4、消息的发布/订阅Pub/Sub 消息传递允许将消息传递到通道，并允许该通道的所有订阅者接收该消息。发布订阅的方案有很多，redis也可以很轻松实现。  5、地理空间这个功能对于应redis的类型：Geospatial。对于处理地理信息非常有用，而且提供的功能足够业务使用，非常赞。 除了以上几种用途，还有实时分析、媒体流处理、限流、队列等场景的使用。 所以说redis真的非常强大！ 总结redis是一个非常棒的开源NoSQL产品，可以毫不夸张的说，世界上每个中大型应用都有redis的身影，本文从redis的基本介绍、数据类型、持久化、使用场景等几大方面给大家详细的普及了redis的技术点，其实redis还有好多高级内容，考虑到阅读本文的读者以新手或者对redis没有实际应用或者应用比较少的情况，不做高级技术的解释，那么在后续的文章中，我会根据本文的反向酌情进行编写。 希望本文对您有所帮助，最后感谢您的阅读！！ |
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