[大数据] Redis

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[大数据]Redis

文章目录

本博客是基于狂神说Java系列-redis的课程结合自己的理解写的，视频链接是，图片部分来源于狂神说公众号。

Redis 是什么？

Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务，Redis 是完全开源的，遵守 BSD 协议，是一个高性能的 key-value 数据库,并提供多种语言的API。。
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。
Redis的数据类型可以分为字符串（string），哈希（hash），列表（list），集合（set），有序集合（zset:sorted set）

redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了
master-slave(主从)同步。

Redis 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 – 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。

Redis安装

官网：https://redis.io/

Redis中文文档：http://www.redis.cn/documentation.html

下载地址：进入官网下载即可（Windows版本需要在GitHub上下载，并且Redis版本已停更较长时间，不建议使用）

并且，Redis官方推荐在Linux服务器上进行搭建

Linux安装Redis

安装Redis的第一种，官网下载安装包

下载安装包，redis-5.0.10.tar.gz
下载到Windows之后，用Xftp工具上传至Linux
解压安装包并将其解压到opt目录下

tar -zxvf redis-5.0.10.tar.gz -C /opt

并且解压之后可以看见Redis的配置文件redis.conf
在这里插入图片描述
同时还需要基本的环境搭建

# 保证Redis的正常运行，gcc的安装也是必要的
yum install gcc-c++
# 安装Redis所需要的环境
make
# 此命令只是为了确认当前所有环境全部安装完毕，可以选择不执行
make install

在这里插入图片描述
Redis的安装，默认在/usr/local/bin下

之后，需要将Redis的配置文件复制到bin目录下，可以提前准备好一个目录，然后在复制到新创建好的目录中
在这里插入图片描述
redis默认不是后台启动的，修改配置文件,它的意思是指守护进程模式启动，即可以在后台运行Redis

启动Redis服务！（通过指定的配置文件启动服务）

redis-server /usr/local/bin/kconfig/redis.conf
在这里插入图片描述
使用redis-cli 进行连接测试

查看redis的进程是否开启！

如何关闭Redis服务呢？ shutdown

再次查看进程是否存在

后面我们会使用单机多Redis启动集群测试！

测试性能

redis-benchmark 是一个压力测试工具！
官方自带的性能测试工具！
redis-benchmark 命令参数
在这里插入图片描述
我们来简单测试下：

# 测试：100个并发连接 100000请求
redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 100000

在这里插入图片描述

如何查看这些分析呢？
在这里插入图片描述

基础的知识

redis默认有16个数据库
在这里插入图片描述
默认使用的是第0个
可以使用 select进行切换数据库！

127.0.0.1:6379> select 3 # 切换数据库
OK
127.0.0.1:6379[3]> DBSIZE # 查看DB大小！
(integer) 0

在这里插入图片描述

127.0.0.1:6379[3]> keys * # 查看数据库所有的key
1) "name"

清除当前数据库 flushdb
清除全部数据库的内容 FLUSHALL

127.0.0.1:6379[3]> flushdb
OK
127.0.0.1:6379[3]> keys *
(empty list or set)

Redis 配置

Redis 的配置文件位于 Redis 安装目录下，文件名为 redis.conf(Windows 名为 redis.windows.conf)。

可以通过 CONFIG 命令查看或设置配置项

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel

1) "loglevel"
2) "notice"
使用 * 号获取所有配置项：

Redis 是单线程的！

明白Redis是很快的，官方表示，Redis是基于内存操作，CPU不是Redis性能瓶颈，Redis的瓶颈是根据
机器的内存和网络带宽，既然可以使用单线程来实现，就使用单线程了！所有就使用了单线程了！
Redis 是C 语言写的，官方提供的数据为 100000+ 的QPS，完全不比同样是使用 key-vale的
Memecache差！

Redis 为什么单线程还这么快？

1、误区1：高性能的服务器一定是多线程的？
2、误区2：多线程（CPU上下文会切换！）一定比单线程效率高！
先去CPU>内存>硬盘的速度要有所了解！

核心：redis 是将所有的数据全部放在内存中的，所以说使用单线程去操作效率就是最高的，多线程
（CPU上下文会切换：耗时的操作！！！），对于内存系统来说，如果没有上下文切换效率就是最高
的！多次读写都是在一个CPU上的，在内存情况下，这个就是最佳的方案！

Redis 数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。
在这里插入图片描述

Redis指令

Redis-Key

127.0.0.1:6379> set name peter # set key
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379> set age 1
OK
127.0.0.1:6379> keys * # 查看所有的key
1) "age"
2) "name"
127.0.0.1:6379> EXISTS name # 判断当前的key是否存在，存在则返回 1，不存在就返回 0
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS name1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> move name 1 # 移除当前的key
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "age"
127.0.0.1:6379> set name tongbing
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "age"
2) "name"
127.0.0.1:6379> get name
"tongbing"
127.0.0.1:6379> EXPIRE name 10 # 设置key的过期时间，单位是秒
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name # 查看当前key的剩余时间
(integer) 4
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) -2
127.0.0.1:6379> get name
(nil)
127.0.0.1:6379> type name # 查看当前key的一个类型！
string

String（字符串）

string 是 redis 最基本的类型，是二进制安全的，一个 key 对应一个 value。

127.0.0.1:6379> set key1 v1 # 设置值
OK
127.0.0.1:6379> get key1 # 获得值
"v1"
127.0.0.1:6379> keys * # 获得所有的key
1) "key1"
127.0.0.1:6379> EXISTS key1 # 判断某一个key是否存在
(integer) 1
127.0.0.1:6379> APPEND key1 "hello" # 追加字符串，如果当前key不存在，就相当于setkey
(integer) 7
127.0.0.1:6379> get key1
"v1hello"
127.0.0.1:6379> STRLEN key1 # 获取字符串的长度！
(integer) 7
127.0.0.1:6379> APPEND key1 ",tongbing"
(integer) 16
127.0.0.1:6379> STRLEN key1
(integer) 16
127.0.0.1:6379> get key1
"v1hello,tongbing"

i++
步长 i+=

127.0.0.1:6379> set views 0 # 初始浏览量为0
OK
127.0.0.1:6379> get views
"0"
127.0.0.1:6379> incr views # 自增1 浏览量变为1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incr views
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get views
"2"
127.0.0.1:6379> decr views # 自减1 浏览量-1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> decr views
(integer) 0
127.0.0.1:6379> decr views
(integer) -1
127.0.0.1:6379> get views
"-1"
127.0.0.1:6379> INCRBY views 10 # 可以设置步长，指定增量！
(integer) 9
127.0.0.1:6379> INCRBY views 10
(integer) 19
127.0.0.1:6379> DECRBY views 5
(integer) 14

字符串范围 range

127.0.0.1:6379> set key1 "hello,kuangshen" # 设置 key1 的值
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"hello,kuangshen"
127.0.0.1:6379> GETRANGE key1 0 3 # 截取字符串 [0,3]
"hell"
127.0.0.1:6379> GETRANGE key1 0 -1 # 获取全部的字符串 和 get key是一样的
"hello,kuangshen"

替换

127.0.0.1:6379> set key2 abcdefg
OK
127.0.0.1:6379> get key2
"abcdefg"
127.0.0.1:6379> SETRANGE key2 1 xx # 替换指定位置开始的字符串！
(integer) 7
127.0.0.1:6379> get key2
"axxdefg"

setex设置过期时间。
setnx 不存在在设置

# setex (set with expire) # 设置过期时间
# setnx (set if not exist) # 不存在再设置 （在分布式锁中会常常使用！）
127.0.0.1:6379> setex key3 30 "hello" # 设置key3 的值为 hello,30秒后过期
OK
127.0.0.1:6379> ttl key3
(integer) 26
127.0.0.1:6379> get key3
"hello"
127.0.0.1:6379> setnx mykey "redis" # 如果mykey 不存在，创建mykey
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "key2"
2) "mykey"
3) "key1"
127.0.0.1:6379> ttl key3
(integer) -2
127.0.0.1:6379> setnx mykey "MongoDB" # 如果mykey存在，创建失败！
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get mykey
"redis"

批量操作

mset
mget
127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3 # 同时设置多个值
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k1"
2) "k2"
3) "k3"
127.0.0.1:6379> mget k1 k2 k3 # 同时获取多个值
1) "v1"
2) "v2"
3) "v3"
127.0.0.1:6379> msetnx k1 v1 k4 v4 # msetnx 是一个原子性的操作，要么一起成功，要么一起
失败！
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get k4
(nil)

# 对象
set user:1 {name:zhangsan,age:3} # 设置一个user:1 对象 值为 json字符来保存一个对象！

# 这里的key是一个巧妙的设计： user:{id}:{filed} , 如此设计在Redis中是完全OK了！
127.0.0.1:6379> mset user:1:name zhangsan user:1:age 2
OK
127.0.0.1:6379> mget user:1:name user:1:age
1) "zhangsan"
2) "2"

getset

getset # 先get然后在set
127.0.0.1:6379> getset db redis # 如果不存在值，则返回 nil
(nil)
127.0.0.1:6379> get db
"redis
127.0.0.1:6379> getset db mongodb # 如果存在值，获取原来的值，并设置新的值
"redis"
127.0.0.1:6379> get db
"mongodb"

数据结构是相同的！
String类似的使用场景：value除了是我们的字符串还可以是我们的数字！

计数器
统计多单位的数量
粉丝数
对象缓存存储！

List（列表）

基本的数据类型，列表
在这里插入图片描述
在redis里面，我们可以把list玩成，栈、队列、阻塞队列！
所有的list命令都是用l开头的，Redis不区分大小命令

##########################################################################
127.0.0.1:6379> LPUSH list one # 将一个值或者多个值，插入到列表头部 （左）
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LPUSH list two
(integer) 2
127.0.0.1:6379> LPUSH list three
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1 # 获取list中值！
1) "three"
2) "two"
3) "one"
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 1 # 通过区间获取具体的值！
1) "three"
2) "two"
127.0.0.1:6379> Rpush list righr # 将一个值或者多个值，插入到列表位部 （右）
(integer) 4
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "three"
2) "two"
3) "one"
4) "righr"
##########################################################################
LPOP
RPOP
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "three"
2) "two"
3) "one"
4) "righr"
127.0.0.1:6379> Lpop list # 移除list的第一个元素
"three"
127.0.0.1:6379> Rpop list # 移除list的最后一个元素
"righr"
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "two"
2) "one"
##########################################################################
Lindex
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "two"
2) "one"
127.0.0.1:6379> lindex list 1 # 通过下标获得 list 中的某一个值！
"one"
127.0.0.1:6379> lindex list 0
"two"
##########################################################################
Llen
127.0.0.1:6379> Lpush list one
(integer) 1
127.0.0.1:6379> Lpush list two
(integer) 2
127.0.0.1:6379> Lpush list three
(integer) 3
127.0.0.1:6379> Llen list # 返回列表的长度
(integer) 3
##########################################################################
移除指定的值！
取关 uid
Lrem
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "three"
2) "three"
3) "two"
4) "one"
127.0.0.1:6379> lrem list 1 one # 移除list集合中指定个数的value，精确匹配
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "three"
2) "three"
3) "two"
127.0.0.1:6379> lrem list 1 three
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "three"
2) "two"
127.0.0.1:6379> Lpush list three
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrem list 2 three
(integer) 2
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "two"
##########################################################################
trim 修剪。； list 截断!
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> Rpush mylist "hello"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> Rpush mylist "hello1"
(integer) 2
127.0.0.1:6379> Rpush mylist "hello2"
(integer) 3
127.0.0.1:6379> Rpush mylist "hello3"
(integer) 4
127.0.0.1:6379> ltrim mylist 1 2 # 通过下标截取指定的长度，这个list已经被改变了，截断了
只剩下截取的元素！
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "hello1"
2) "hello2"
##########################################################################
rpoplpush # 移除列表的最后一个元素，将他移动到新的列表中！
127.0.0.1:6379> rpush mylist "hello"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> rpush mylist "hello1"
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush mylist "hello2"
(integer) 3
127.0.0.1:6379> rpoplpush mylist myotherlist # 移除列表的最后一个元素，将他移动到新的
列表中！
"hello2"
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1 # 查看原来的列表
1) "hello"
2) "hello1"
127.0.0.1:6379> lrange myotherlist 0 -1 # 查看目标列表中，确实存在改值！
1) "hello2"
##########################################################################
lset 将列表中指定下标的值替换为另外一个值，更新操作
127.0.0.1:6379> EXISTS list # 判断这个列表是否存在
(integer) 0
127.0.0.1:6379> lset list 0 item # 如果不存在列表我们去更新就会报错
(error) ERR no such key
127.0.0.1:6379> lpush list value1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 0
1) "value1"
127.0.0.1:6379> lset list 0 item # 如果存在，更新当前下标的值
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 0
1) "item"
127.0.0.1:6379> lset list 1 other # 如果不存在，则会报错！
(error) ERR index out of range
##########################################################################
linsert # 将某个具体的value插入到列把你中某个元素的前面或者后面！
127.0.0.1:6379> Rpush mylist "hello"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> Rpush mylist "world"
(integer) 2
127.0.0.1:6379> LINSERT mylist before "world" "other"
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "hello"
2) "other"
3) "world"
127.0.0.1:6379> LINSERT mylist after world new
(integer) 4
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "hello"
2) "other"
3) "world"
4) "new"