Redis常用数据类型使用及基本知识

男娘i 2023-10-08 15:40 10阅读 0赞

## 前言（基本知识） ##

### Redis背景 ###

08年的时候有一个意大利西西里岛的小伙子，笔名antirez（http://invece.org/）,创建了一个访客信息网站   LLOOGG.COM。这个网站是干嘛的呢，  
  其实就是跟我们的百度统计一样！需要知道网站的访问情况，比如访客的IP、操作系统、浏览器、使用的搜索关键词、所在地区、访问的网页地址等等。我们不用自己写代码去实现这个功能，只需要在全局的 footer 里面嵌入一段JS 代码就行了，当页面被访问的时候，就会自动把访客的信息发送到这些网站统计的服务器，然后我们登录后台就可以查看数据了。  
  LLOOGG.COM 提供的就是这种功能，它可以查看最多10000条的最新浏览记录。 这样的话，它需要为每一个网站创建一个列表（List），不同网站的访问记录进入到不同的列表。如果列表的长度超过了用户指定的长度，它需要把最早的记录删除（先进先出）。

大家来想一下这样的底层数据怎么来保存了！肯定是用数据库对吧

他最开始的时候用的就是mysql。但是当 LLOOGG.COM 的用户越来越多的时候，它需要维护的列表数量也越来越多，这种记录最新的请求和删除最早的请求的操作也越来越多。  
  然后mysql数据还是写在磁盘的，那么每一次记录和删除都要读写磁盘，因为数据量和并发量太大，在这种情况下无论怎么去优化数据库都不管用了。  
  他考虑到最终限制数据库性能的瓶颈在于磁盘，所以打算放弃磁盘，自己去实现一个具有列表结构的数据库的原型，把数据放在内存而不是磁盘，这样就可以大大地提升列表的操作和查的效率。antirez发现这种思路确实能解决这个问题。  
  所以他用C语言重写了一个内存数据库！（**这才是大佬，工具不好用就自己写一个工具**）  
  09年，Redis这个内存数据库出世了。从最开始只支持列表的数据类型，到现在支持多种数据类型，并且提供了一系列的高级特性，Redis已经成为一个在全世界被广泛使用的开源项目。这就是redis的由来！

那么`redis的全称是全称是REmote DIctionary Service，直接翻译过来是远程字典服务`

### Redis初识 ###

[官网介绍][Link 1]（可以直接点）

[中文官网][Link 2]（可以直接点）

### Redis安装 ###

#### 1. 安装gcc依赖 ####

Redis是C语言编写的，编译需要GCC。  
Redis6.x.x版本支持了多线程，需要gcc的版本大于4.9，但是CentOS7的默认版本是4.8.5。

查看gcc的版本：

gcc -v

升级gcc版本：

yum -y install centos-release-scl
    
    yum -y install devtoolset-9-gcc 
    
    devtoolset-9-gcc-c++ 
    
    devtoolset-9-binutils
    
    scl enable devtoolset-9 bash
    
    echo "source /opt/rh/devtoolset-9/enable" >>/etc/profile

#### 2. 修改config文件 ####

daemonize yes //更改为后台启动
    
    #bind 127.0.0.1 //注释
    
    protected-mode no //允许外部网络直接访问

#### 3. 启动Redis ####

如果src没有redis-server，在redis目录执行make

[root@localhost src]# ./redis-server ../redis.conf //启动服务
    
    [root@localhost src]# ./redis-cli //进入客户端

### RedisCluster集群安装 ###

现在正常都是三主三从6个节点了  
我把6节点分别放在127.128.129 3台机器的 6380、6381端口

#### 复制原有安装文件,把原有文件改成6380、6381 ####

cp -r redis-6.0.16 redis-6.0.16-6381
    
    mv redis-6.0.16 redis-6.0.16-6380

#### 更改配置文件 ####

#bind 127.0.0.1
    
    protected-mode no
    
    daemonize yes
    
    cluster-enabled yes //可开启集群
    
    cluster-config-file nodes-6380.conf
    
    pidfile /var/run/redis_6380.pid

#### 开启集群 ####

[root@localhost src]# ./redis-cli --cluster create
    192.168.8.129:6380 192.168.8.129:6381 192.168.8.128:6381
    192.168.8.128:6380 192.168.8.127:6380 192.168.8.127:6381 -
    cluster-replicas 1

#### 集群相关命令 ####

##### 集群命令 #####

（需进入客户端）

*  cluster info ：打印集群的信息
 *  cluster nodes ：列出集群当前已知的所有节点（node），以及这些节点的相关信息。
 *  cluster meet ：将 ip 和 port 所指定的节点添加到集群当中，让它成为集群的一份子。
 *  cluster forget <node\_id> ：从集群中移除 node\_id 指定的节点(保证空槽道)。
 *  cluster replicate <node\_id> ：将当前节点设置为 node\_id 指定的节点的从节点。
 *  cluster saveconfig ：将节点的配置文件保存到硬盘里面

##### 槽slot命令 #####

*  cluster addslots \[slot …\] ：将一个或多个槽（slot）指派（assign）给当前节点。
 *  cluster delslots \[slot …\] ：移除一个或多个槽对当前节点的指派。
 *  cluster flushslots ：移除指派给当前节点的所有槽，让当前节点变成一个没有指派任何槽的节点。
 *  cluster setslot node <node\_id> ：将槽 slot 指派给 node\_id 指定的节点，如果槽已经指派给另一个节点，那么先让另一个节点删除该槽>，然后再进行指派。
 *  cluster setslot migrating <node\_id> ：将本节点的槽 slot 迁移到 node\_id指定的节点中。
 *  cluster setslot importing <node\_id> ：从 node\_id 指定的节点中导入槽slot 到本节点。
 *  cluster setslot stable ：取消对槽 slot 的导入（import）或者迁移（migrate）。

##### 键命令 #####

*  cluster keyslot ：计算键 key 应该被放置在哪个槽上。
 *  cluster countkeysinslot ：返回槽 slot 目前包含的键值对数量。
 *  cluster getkeysinslot ：返回 count 个 slot 槽中的键。

## Redis特性 ##

就一个字：**快**  
这个工具发明出来的意义就是为了快

为什么快？

1.  基于内存操作，操作不需要跟磁盘交互
2.  本身就是k-v结构，redis自己底层数据结构支持，比如跳表
3.  命令执行是单线程，同时通信采用多路复用
4.  lO多路复用，单个线程中通过记录跟踪每一个sock（I/O流） 的状态来管理多个I/O流 。  
    其他特性：

*  Key-value字典结构存储，存储在内存，key是string类型，value根据不同的数据类型而不同
 *  它的出世就是为了解决磁盘的性能问题,既然是解决性能问题，所以它是一个以key-value的字典结构存储方式，其中key的最大值为512M，这个数据来自于[官网][Link 3]，value根据不同类型有不同的大小
 *  更丰富的数据类型 ，value可以存储很多的数据类型
 *  功能丰富：持久化机制、过期策略
 *  **支持多种编程语言**（这个是它火起来的关键）
 *  高可用，集群

## 最最常用的基本操作 ##

它默认有16个库（0-15），这个其实可以在配置文件中修改的，默认使用第一个db0。

//切换数据库
    select 0

我们刚才讲过它是一个key-value的方式，所以：

//存值：
    set zwq 666
    //取值：
    get zwq

**我是不是能像数据库的一样每个业务用不同的db?**  
能，但是我不建议！为什么呢，因为我们有个命令能很轻松的删库跑路！

//清空所有数据库
    flushall

//清空当前数据库
    flushdb

//查看所有键
    keys *

//获取键总数
    dbsize

//重命名键
    rename zwq 777

//对某个key设置过期时间
    expire zwq 10
    pexpire zwq 10000

//查看键是否存在
    exists zwq

//删除键
    del zwq

//查看对外类型
    type zwq

这些是一些比较基本的命令，还有一些命令我就不一一列举了，大家可以自己去看下,  
[常用命令][Link 4]

## 常用5大数据类型及应用场景 ##

[官网][Link 5]

Redis有这么多数据类型：String、Hash、Set、List、Zset、Hyperloglog（基数统计）、Geo（地理  
位置）、Streams流。  
但是常用的其实就5个。

### String ###

我们刚才已经知道了redis里面都是key-value的结构存储的，那么string数据类型那个value可以存储什么？其实这个value可以存储String,Number,Float,Bits等等…  
那么这个String到底是怎么玩的，我们来看下string的一些基本指令！

set get 就不说了

//批量设置
    mset zwq 111 zwq2 222
    //批量获取
    mget zwq zwq2
    //字符串追加内容
    append zwq 123
    //获取指定范围的字符
    getrange zwq 0 5
    //（整数）值递增
    incr intkey
    incrby intkey 100
    //（浮点数）值递增看
    set f 2.6
    incrbyfloat f 7.3
    //如果不存在这个key设置成功，存在设置失败（分布式锁）
    //EX − 设置指定的到期时间(以秒为单位)。
    //PX - 设置指定的到期时间(以毫秒为单
    //NX - 仅在键不存在时设置键。
    //XX - 只有在键已存在时才设置。
    set lock1 1 EX 10 NX
    setnx k1 1

**应用场景**：

1.  缓存  
    这个我们就不用多讲了，redis用过肯定最先用到的是这个！Set一个值，如果值还在，那么我们就去get就行
2.  分布式ID  
    大家想下这个ID我们应该用什么命令来实现 ？  
    我们知道它要全局唯一！**Incr**，因为它是单线程下自增的！
3.  计数器、限流 ！  
    这个我们incrby指令可以决定我们每次增长的长度，那么限流是不是也能做
4.  分布式锁 set 加nx参数  
    或者setnx (命令执行是单线程的)

### Hash哈希 ###

我们发现我们string可以存浮点，整型，字符串类型，但是假如我要存一个对象怎么办，转换成json，读时再转换回来？  
这样可以实现，但是有更加直接的方法：  
Hash 的结构是这样的 ： Key file value  
比String多了一个小file，我们把它当作字段名就好。  
那么面试题来了，**为什么要有这个hash数据类型**？  
1、把所有相关的值聚集到一个大key中，节省内存空间  
2、只使用一个key，减少key冲突  
3、当需要批量获取值的时候，只需要使用一个命令，减少内存/IO/CPU 的消耗  
但是,它也有一个不足：  
1、不能设置file的过期时间，我们只能针对于key设置过期时间  
**使用场景：**  
String可以做的事情，Hash都可以做！

1.  存储对象类的数据
2.  统计类的数据
3.  购物车

`操作命令可以参考这个网站：`  
[常用命令][Link 4]

### List列表 ###

存储有序的字符串（从左到右），元素可以重复。可以充当队列和栈的角色。  
**应用场景：**

1.  用户消息时间线  
    因为list是有序的
2.  消息队列  
    List提供了两个阻塞的弹出操作：BLPOP/BRPOP，可以设置超时时间。  
    BLPOP：BLPOP key1 timeout 移出并获取列表的第一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。

但是队列我不建议大家用redis了，为什么，因为我们有更加成熟的技术，就是我们的MQ！  
并且redis它是内存型数据库，可能会造成数据丢失，还有它消费了后没法回应！

`操作命令可以参考这个网站：`  
[常用命令][Link 4]

### Set集合 ###

String类型的无序集合，最大存储数量 2^32-1（40 亿左右）。

应用场景

1.  抽奖
2.  点赞、签到等
3.  交集并集 关注等场景

`操作命令可以参考这个网站：`  
[常用命令][Link 4]

### Sorted Set(ZSet)有序集合 ###

应用场景

1.  排行榜  
    这个排行榜一般在公司的使用是在任何排行的地方都可以用到，像销售榜、热搜榜、游戏评分排行等等

`操作命令可以参考这个网站：`  
[常用命令][Link 4]

### 小小的总结 ###

redis常用的5种数据类型以及使用场景！  
（1）String 缓存，计算器，分布式锁等等  
（2）Hash 有子键filed 购物车等场景  
（3）List 有序集合，元素可以重复队列，有序列表  
（4）Set 无序集合，元素不可重复关注点赞，抽奖  
（5）ZSet 有序集合，元素不可重复排行榜

它的特性：  
（1）分布在内存以及IO多路复用，速度快  
（2）很丰富的数据类型支持  
（3）能分布式集群部署，保证高可用  
（4）支持持久化，数据过期以及淘汰

[Link 1]: https://redis.io/topics/introduction
[Link 2]: http://www.redis.cn
[Link 3]: https://redis.io/topics/data-types-intro/
[Link 4]: http://redisdoc.com/index.html
[Link 5]: https://redis.io/topics/data-types-intro