Redis 简介和基本命令
1. 什么是Redis
1）介绍：
- Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。
- 它通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等类型。
- 字符串(string)类型是Redis中最为基础的数据存储类型，它在Redis中是二进制安全的，这便意味着该类型可以接受任何格式的数据，如JPEG图像数据或Json对象描述信息等。
2）Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：
- Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
- Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
- Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。
3）优势：
- 性能极高：Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
- 丰富的数据类型：Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
- 原子性： Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
- 丰富的特性：Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。
2、什么时候使用redis
1. 不需要实时更新但是又极其消耗数据库的数据。比如网站上商品销售排行榜，这种数据一天统计一次就可以了，用户不会关注其是否是实时的。
2. 需要实时更新，但是更新频率不高的数据。比如一个用户的订单列表，他肯定希望能够实时看到自己下的订单，但是大部分用户不会频繁下单。
3. 在某个时刻访问量极大而且更新也很频繁的数据。这种数据有一个很典型的例子就是秒杀，在秒杀那一刻，可能有N倍于平时的流量进来，系统压力会很大。但是这种数据使用的缓存不能和普通缓存一样，这种缓存必须保证不丢失，否则会有大问题。
redis缓存，为什么要用缓存呢。 举个例子，假如系统中有2千万用户信息，用户信息基本固定，一旦录入很少变动，那么你每次加载所有用户信息时，如果都要请求数据库，数据库编译并执行你的查询语句，这样效率就会低下很多，针对这种信息不经常变动并且数据量较大的情况，通常做法，就是把他加入缓存，每次取数前先去判断，如果缓存不为空，那么就从缓存取值，如果为空，再去请求数据库，并将数据加入缓存，这样大大提高系统访问效率
3、持久化策略
RDB持久化配置
Redis会将数据集的快照dump到dump.rdb文件中。此外，我们也可以通过配置文件来修改Redis服务器dump快照的频率
- save 900 1 #在900秒(15分钟)之后，如果至少有1个key发生变化，则dump内存快照。
- save 300 10 #在300秒(5分钟)之后，如果至少有10个key发生变化，则dump内存快照。
- save 60 10000 #在60秒(1分钟)之后，如果至少有10000个key发生变化，则dump内存快照。
AOF持久化配置
在Redis的配置文件中存在三种同步方式，它们分别是：
- appendfsync always #每次有数据修改发生时都会写入AOF文件。
- appendfsync everysec #每秒钟同步一次，该策略为AOF的缺省策略。
- appendfsync no #从不同步。高效但是数据不会被持久化
二者的区别
RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，实际操作过程是fork一个子进程，先将数据集写入临时文件，写入成功后，再替换之前的文件，用二进制压缩存储。
AOF持久化以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录。
RDB的优势
- 一旦采用该方式，那么你的整个Redis数据库将只包含一个文件，这对于文件备份而言是非常完美的。比如，你可能打算每个小时归档一次最近24小时的数据，同时还要每天归档一次最近30天的数据。通过这样的备份策略，一旦系统出现灾难性故障，我们可以非常容易的进行恢复。
- 对于灾难恢复而言，RDB是非常不错的选择。因为我们可以非常轻松的将一个单独的文件压缩后再转移到其它存储介质上。
- 性能最大化。对于Redis的服务进程而言，在开始持久化时，它唯一需要做的只是fork出子进程，之后再由子进程完成这些持久化的工作，这样就可以极大的避免服务进程执行IO操作了。
- 相比于AOF机制，如果数据集很大，RDB的启动效率会更高。
RDB的劣势
- 如果你想保证数据的高可用性，即最大限度的避免数据丢失，那么RDB将不是一个很好的选择。因为系统一旦在定时持久化之前出现宕机现象，此前没有来得及写入磁盘的数据都将丢失。
- 由于RDB是通过fork子进程来协助完成数据持久化工作的，因此，如果当数据集较大时，可能会导致整个服务器停止服务几百毫秒，甚至是1秒钟。
AOF的优势
- 该机制可以带来更高的数据安全性，即数据持久性。Redis中提供了3中同步策略，即每秒同步、每次同步和不同步。事实上，每秒同步也是异步完成的，其效率也是非常高的，所差的是一旦系统出现宕机现象，那么这一秒钟之内修改的数据将会丢失。而每次同步，我们可以将其视为同步持久化，即每次发生的数据变化都会被立即记录到磁盘中。可以预见，这种方式在效率上是最低的。至于不同步，无需多言，我想大家都能正确的理解它。
- 由于该机制对日志文件的写入操作采用的是append模式，因此在写入过程中即使出现宕机现象，也不会破坏日志文件中已经存在的内容。然而如果我们本次操作只是写入了一半数据就出现了系统崩溃问题，不用担心，在Redis下一次启动之前，我们可以通过redis-check-aof工具来帮助我们解决数据一致性的问题。
- 如果日志过大，Redis可以自动启用rewrite机制。即Redis以append模式不断的将修改数据写入到老的磁盘文件中，同时Redis还会创建一个新的文件用于记录此期间有哪些修改命令被执行。因此在进行rewrite切换时可以更好的保证数据安全性。
- AOF包含一个格式清晰、易于理解的日志文件用于记录所有的修改操作。事实上，我们也可以通过该文件完成数据的重建。
AOF的劣势
- 对于相同数量的数据集而言，AOF文件通常要大于RDB文件。RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。
- 根据同步策略的不同，AOF在运行效率上往往会慢于RDB。总之，每秒同步策略的效率是比较高的，同步禁用策略的效率和RDB一样高效。
二者选择的标准，就是看系统是愿意牺牲一些性能，换取更高的缓存一致性（aof），还是愿意写操作频繁的时候，不启用备份来换取更高的性能，待手动运行save的时候，再做备份（rdb）。rdb这个就更有些 eventually consistent的意思了。
4、与传统关系型数据库和同等技术的比较
关系型数据库
MySql
Oracle
SQLServer
特性:
- 数据直接存储在硬盘中,数据不会丢失
- 每次操作直接对硬盘读写,效率是每秒1000次
- 基于列表结构,方便查看
- 使用sql语句进行查询,可以进行条件查询和分页查询等
缓存相关技术
redis(缓存数据库,nosql)
- 基于内存,可以持久化
- 如果不持久化,只放在内存中,重启服务器后数据将丢失
- 基于key-value形式存储(键值对)
- 效率:写每秒8w次,读每秒11w次
- 无法使用sql语句,不可以进行条件查询和分页等
memecache(纯缓存技术)
oscache(纯缓存技术)
ehcache(纯缓存技术)
5、Redis的基本类型
- String: 字符串
- Hash: 哈希散列
- List: 有序列表
- Set: 无序集合
- Sorted Set: 有序集合
各个数据类型应用场景：
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: 哈希散列 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: 有序列表 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: 无序集合 哈希表实现，元素不重复 1.增加，查找，删除的复杂度都是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ip3.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
1）Redis 字符串(String)：
| 1 | SET key value 设置指定 key 的值 |
| 2 | GET key 获取指定 key 的值。 |
| 3 | GETRANGE key start end 返回 key 中字符串值的子字符 |
| 4 | GETSET key value将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。 |
| 5 | GETBIT key offset对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。 |
| 6 | MGET key1 [key2..]获取所有(一个或多个)给定 key 的值。 |
| 7 | SETBIT key offset value对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。 |
| 8 | SETEX key seconds value将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。 |
| 9 | SETNX key value只有在 key 不存在时设置 key 的值。 |
| 10 | SETRANGE key offset value用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值，从偏移量 offset 开始。 |
| 11 | STRLEN key返回 key 所储存的字符串值的长度。 |
| 12 | MSET key value [key value ...]同时设置一个或多个 key-value 对。 |
| 13 | MSETNX key value [key value ...] 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。 |
| 14 | PSETEX key milliseconds value这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位。 |
| 15 | INCR key将 key 中储存的数字值增一。 |
| 16 | INCRBY key increment将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment） 。 |
| 17 | INCRBYFLOAT key increment将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment） 。 |
| 18 | DECR key将 key 中储存的数字值减一。 |
| 19 | DECRBY key decrementkey 所储存的值减去给定的减量值（decrement） 。 |
| 20 | APPEND key value如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将指定的 value 追加到该 key 原来值（value）的末尾。 |
2）Redis 哈希(Hash)：
| 1 | HDEL key field1 [field2] 删除一个或多个哈希表字段 |
| 2 | HEXISTS key field 查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在。 |
| 3 | HGET key field 获取存储在哈希表中指定字段的值。 |
| 4 | HGETALL key 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值 |
| 5 | HINCRBY key field increment 为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment 。 |
| 6 | HINCRBYFLOAT key field increment 为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 increment 。 |
| 7 | tdHKEYS key 获取所有哈希表中的字段 |
| 8 | HLEN key 获取哈希表中字段的数量 |
| 9 | HMGET key field1 [field2] 获取所有给定字段的值 |
| 10 | HMSET key field1 value1 [field2 value2 ] 同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。 |
| 11 | HSET key field value 将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。 |
| 12 | HSETNX key field value 只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值。 |
| 13 | HVALS key 获取哈希表中所有值 |
| 14 | HSCAN key cursor [ MATCH pattern] [ COUNT count] 迭代哈希表中的键值对。 |
3）Redis 列表(List)：
| 1 | BLPOP key1 [key2 ] 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。 |
| 2 | BRPOP key1 [key2 ] timeout 移出并获取列表的最后一个元素， 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。 |
| 3 | BRPOPLPUSH source destination timeout 从列表中弹出一个值，将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它； 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。 |
| 4 | LINDEX key index 通过索引获取列表中的元素 |
| 5 | LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value 在列表的元素前或者后插入元素 |
| 6 | LLEN key 获取列表长度 |
| 7 | LPOP key 移出并获取列表的第一个元素 |
| 8 | LPUSH key value1 [value2] 将一个或多个值插入到列表头部 |
| 9 | LPUSHX key value 将一个值插入到已存在的列表头部 |
| 10 | LRANGE key start stop 获取列表指定范围内的元素 |
| 11 | LREM key count value 移除列表元素 |
| 12 | LSET key index value 通过索引设置列表元素的值 |
| 13 | LTRIM key start stop 对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除。 |
| 14 | RPOP key 移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素。 |
| 15 | RPOPLPUSH source destination 移除列表的最后一个元素，并将该元素添加到另一个列表并返回 |
| 16 | RPUSH key value1 [value2] 在列表中添加一个或多个值 |
| 17 | RPUSHX key value 为已存在的列表添加值 |
4）Redis 集合(Set)：
| 1 | SADD key member1 [member2] 向集合添加一个或多个成员 |
| 2 | SCARD key 获取集合的成员数 |
| 3 | SDIFF key1 [key2] 返回给定所有集合的差集 |
| 4 | SDIFFSTORE destination key1 [key2] 返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中 |
| 5 | SINTER key1 [key2] 返回给定所有集合的交集 |
| 6 | SINTERSTORE destination key1 [key2] 返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中 |
| 7 | SISMEMBER key member 判断 member 元素是否是集合 key 的成员 |
| 8 | SMEMBERS key 返回集合中的所有成员 |
| 9 | SMOVE source destination member 将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合 |
| 10 | SPOP key 移除并返回集合中的一个随机元素 |
| 11 | SRANDMEMBER key [count] 返回集合中一个或多个随机数 |
| 12 | SREM key member1 [member2] 移除集合中一个或多个成员 |
| 13 | SUNION key1 [key2] 返回所有给定集合的并集 |
| 14 | SUNIONSTORE destination key1 [key2] 所有给定集合的并集存储在 destination 集合中 |
| 15 | SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 迭代集合中的元素 |
7）Redis 有序集合(sorted set)：
| 1 | ZADD key score1 member1 [score2 member2] 向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数 |
| 2 | ZCARD key 获取有序集合的成员数 |
| 3 | ZCOUNT key min max 计算在有序集合中指定区间分数的成员数 |
| 4 | ZINCRBY key increment member 有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment |
| 5 | ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] 计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 key 中 |
| 6 | ZLEXCOUNT key min max 在有序集合中计算指定字典区间内成员数量 |
| 7 | ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 通过索引区间返回有序集合成指定区间内的成员 |
| 8 | ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count] 通过字典区间返回有序集合的成员 |
| 9 | ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT] 通过分数返回有序集合指定区间内的成员 |
| 10 | ZRANK key member 返回有序集合中指定成员的索引 |
| 11 | ZREM key member [member ...] 移除有序集合中的一个或多个成员 |
| 12 | ZREMRANGEBYLEX key min max 移除有序集合中给定的字典区间的所有成员 |
| 13 | ZREMRANGEBYRANK key start stop 移除有序集合中给定的排名区间的所有成员 |
| 14 | ZREMRANGEBYSCORE key min max 移除有序集合中给定的分数区间的所有成员 |
| 15 | ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] 返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到底 |
| 16 | ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] 返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序 |
| 17 | ZREVRANK key member 返回有序集合中指定成员的排名，有序集成员按分数值递减(从大到小)排序 |
| 18 | ZSCORE key member 返回有序集中，成员的分数值 |
| 19 | ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] 计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中 |
| 20 | ZSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 迭代有序集合中的元素（包括元素成员和元素分值） |