Redis 内部运行简单介绍

Redis的单线程和高性能

Redis是单线程的吗？
Redis的单线程主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程完成的。这也是由一个线程来完成的（redis6以前，6做了优化，只有命令解析执行时单鞋承德，其他如读取、写入等都是多线程），这也是Redis对外提供简直存储服务的主要流程。但Redis的其他功能，比如持久化、异步删除、集群数据同步等，其实是由额外的线程执行的。
Redis单线程为什么还能这么快
因为它所有的数据都在内存中，所有的运算都是内存级别的运算，而且单线程避免了线程的切换性能损耗问题。正因为Redis是单线程，所以要小心使用Redis指令，对于那些耗时的指令（比如Keys），一定要谨慎使用，可能会导致Redis卡顿。
Redis单线程如何处理那么多的并发客户端链接？
Redis的IO多路复用：redis利用epoll来实现IO多路复用，将连接信息和事件放到队列里，依次放到文件事件分派器，事件分派器将事件分发给事件处理器。
在这里插入图片描述

Redis 数据结构

在这里插入图片描述字符串常用操作
SET key value //存入字符串键值对
MSET key value [key value …] //批量存储字符串键值对
SETNX key value //存入一个不存在的字符串键值对
GET key //获取一个字符串键值
MGET key [key …] //批量获取字符串键值
DEL key [key …] //删除一个键
EXPIRE key seconds //设置一个键的过期时间(秒)

原子加减
INCR key //将key中储存的数字值加1
DECR key //将key中储存的数字值减1
INCRBY key increment //将key所储存的值加上increment
DECRBY key decrement //将key所储存的值减去decrement

对象缓存

SET user:1 value(json格式数据)
MSET user:1:name zhuge user:1:balance 1888
MGET user:1:name user:1:balance
分布式锁
SETNX product:10001 true //返回1代表获取锁成功
SETNX product:10001 true //返回0代表获取锁失败
。。。执行业务操作
DEL product:10001 //执行完业务释放锁

SET product:10001 true ex 10 nx //防止程序意外终止导致死锁

Hash常用操作
HSET key field value //存储一个哈希表key的键值
HSETNX key field value //存储一个不存在的哈希表key的键值
HMSET key field value [field value …] //在一个哈希表key中存储多个键值对
HGET key field //获取哈希表key对应的field键值
HMGET key field [field …] //批量获取哈希表key中多个field键值
HDEL key field [field …] //删除哈希表key中的field键值
HLEN key //返回哈希表key中field的数量
HGETALL key //返回哈希表key中所有的键值

HINCRBY key field increment //为哈希表key中field键的值加上增量increment

List常用操作
LPUSH key value [value …] //将一个或多个值value插入到key列表的表头(最左边)
RPUSH key value [value …] //将一个或多个值value插入到key列表的表尾(最右边)
LPOP key //移除并返回key列表的头元素
RPOP key //移除并返回key列表的尾元素
LRANGE key start stop //返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定

BLPOP key [key …] timeout //从key列表表头弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待 timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待
BRPOP key [key …] timeout //从key列表表尾弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待 timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待

Set常用操作
SADD key member [member …] //往集合key中存入元素，元素存在则忽略，
若key不存在则新建
SREM key member [member …] //从集合key中删除元素
SMEMBERS key //获取集合key中所有元素
SCARD key //获取集合key的元素个数
SISMEMBER key member //判断member元素是否存在于集合key中
SRANDMEMBER key [count] //从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除
SPOP key [count] //从集合key中选出count个元素，元素从key中删除

Set运算操作
SINTER key [key …] //交集运算
SINTERSTORE destination key [key …] //将交集结果存入新集合destination中
SUNION key [key …] //并集运算
SUNIONSTORE destination key [key …] //将并集结果存入新集合destination中
SDIFF key [key …] //差集运算
SDIFFSTORE destination key [key …] //将差集结果存入新集合destination中

ZSet常用操作
ZADD key score member [[score member]…] //往有序集合key中加入带分值元素
ZREM key member [member …] //从有序集合key中删除元素
ZSCORE key member //返回有序集合key中元素member的分值
ZINCRBY key increment member //为有序集合key中元素member的分值加上increment
ZCARD key //返回有序集合key中元素个数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] //正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] //倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

Zset集合操作
ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key …] //并集计算
ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …] //交集计算

Zset集合操作实现排行榜
1）点击新闻
ZINCRBY hotNews:20190819 1 守护香港
2）展示当日排行前十
ZREVRANGE hotNews:20190819 0 9 WITHSCORES
3）七日搜索榜单计算
ZUNIONSTORE hotNews:20190813-20190819 7
hotNews:20190813 hotNews:20190814… hotNews:20190819
4）展示七日排行前十
ZREVRANGE hotNews:20190813-20190819 0 9 WITHSCORES

常用数据结构
Stack(栈) = LPUSH + LPOP
Queue(队列）= LPUSH + RPOP
Blocking MQ(阻塞队列）= LPUSH + BRPOP

Redis集群结构

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其他命令

查看redis支持的最大连接数
在redis.conf文件中可修改，# maxclients 10000

127.0.0.1:6379> config get maxclients
1) "maxclients"
2) "10000"

scan：渐进式遍历键
SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count] scan
参数提供了三个参数，第一个是 cursor 整数值(hash桶的索引值)，第二个是 key 的正则模式，第三个是一次遍历的key的数量(参考值，底层遍历的数量不一定)，并不是符合条件的结果数量。第一次遍历时，cursor 值为 0，然后将返回结果中第一个整数值作为下一次遍历的 cursor。一直遍历到返回的 cursor 值为 0 时结束。
注意：但是scan并非完美无瑕，如果在scan的过程中如果有键的变化（增加、删除、修改），那么遍历效果可能会碰到如下问题：新增的键可能没有遍历到，遍历出了重复的键等情况，也就是说 scan并不能保证完整的遍历出来所有的键，这些是我们在开发时需要考虑的。

Info：查看redis服务运行信息，分为 9 大块，每个块都有非常多的参数，这 9 个块分别是:
Server 服务器运行的环境参数
Clients 客户端相关信息
Memory 服务器运行内存统计数据
Persistence 持久化信息
Stats 通用统计数据
Replication 主从复制相关信息
CPU CPU 使用情况
Cluster 集群信息
KeySpace 键值对统计数量信息

connected_clients:2 # 正在连接的客户端数量 
instantaneous_ops_per_sec:789 # 每秒执行多少次指令 
used_memory:929864 # Redis分配的内存总量(byte)，包含redis进程内部的开销和数据占用的内存
used_memory_human:908.07K # Redis分配的内存总量(Kb，human会展示出单位) 
used_memory_rss_human:2.28M # 向操作系统申请的内存大小(Mb)（这个值一般是大于used_memor y的，因为Redis的内存分配策略会产生内存碎片） used_memory_peak:929864 # redis的内存消耗峰值(byte) 
used_memory_peak_human:908.07K # redis的内存消耗峰值(KB) 
maxmemory:0 # 配置中设置的最大可使用内存值(byte),默认0,不限制 
maxmemory_human:0B # 配置中设置的最大可使用内存值 
maxmemory_policy:noeviction # 当达到maxmemory时的淘汰策略