Redis是什么?

Redis是:REmote DIctionary Server的简称,可翻译为远程数据字典服务。
是一个key-value型数据库,常用作缓存,以高性能著称。
由Salvatore Sanfilippo用C语言编写,BSD协议开源。

Redis的优势

  • 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

    支持类型

  • String 字符串:二进制安全的字符串,byte字节类型,最大512M

  • List 列表: 按插入顺序排序的字符串元素的集合。他们基本上就是链表(linked lists),可以做队列
  • Hash 哈希:由field和关联的value组成的map。field和value都是字符串的。这和Ruby、Python的hashes很像
  • Set 集合: 不重复且无序的字符串元素的集合。
  • Sorted Set 有序集合:类似Sets,但是每个字符串元素都关联到一个叫score浮动数值(floating number value)。里面的元素总是通过score进行着排序,所以不同的是,它是可以检索的一系列元素。(例如你可能会问:给我前面10个或者后面10个元素)。
  • Bit arrays (或者说 simply bitmaps): 通过特殊的命令,你可以将 String 值当作一系列 bits 处理:可以设置和清除单独的 bits,数出所有设为 1 的 bits 的数量,找到最前的被设为 1 或 0 的 bit,等等。
  • HyperLogLogs: 这是被用于估计一个 set 中元素数量的概率性的数据结构

    参考连接:

  • redis官网:https://redis.io/

  • redis中文官网:http://www.redis.cn/
  • 在线试一下:http://try.redis.io/
  • 源码:https://github.com/antirez/redis
  • 容量估算器:http://www.redis.cn/redis_memory/

    安装

    Linux 下安装

    官方推荐编译安装,下载源码编译如下:
    下载地址:http://redis.io/download,下载最新稳定版本。
    本教程使用的最新文档版本为 2.8.17,下载并安装:
    1. $ wget http://download.redis.io/releases/redis-2.8.17.tar.gz
    2. $ tar xzf redis-2.8.17.tar.gz
    3. $ cd redis-2.8.17
    4. $ make
    make完后 redis-2.8.17目录下会出现编译后的redis服务程序redis-server,还有用于测试的客户端程序redis-cli,两个程序位于安装目录 src 目录下:
    下面启动redis服务.
    1. $ cd src
    2. $ ./redis-server
    注意这种方式启动redis 使用的是默认配置。也可以通过启动参数告诉redis使用指定配置文件使用下面命令启动。
    1. $ cd src
    2. $ ./redis-server ../redis.conf
    redis.conf 是一个默认的配置文件。我们可以根据需要使用自己的配置文件。
    启动redis服务进程后,就可以使用测试客户端程序redis-cli和redis服务交互了。 比如:
    1. $ cd src
    2. $ ./redis-cli
    3. redis> set foo bar
    4. OK
    5. redis> get foo
    6. "bar"

Ubuntu 下安装

在 Ubuntu 系统安装 Redis 可以使用apt-get命令:

  1. $sudo apt-get update
  2. $sudo apt-get install redis-server

启动 Redis

  1. $ redis-server

查看 redis 是否启动?

  1. $ redis-cli
  2. 以上命令将打开以下终端:
  3. redis 127.0.0.1:6379>
  4. 127.0.0.1 是本机 IP 6379 redis 服务端口。现在我们输入 PING 命令。
  5. redis 127.0.0.1:6379> ping
  6. PONG
  7. 以上说明我们已经成功安装了redis

Window 下安装

有人提供了windows版的redis,
可以下载.zip解压可用,也可以下载.msi引导式安装
下载地址:https://github.com/MSOpenTech/redis/releases
Redis 支持 32 位和 64 位。这个需要根据你系统平台的实际情况选择,这里我们下载 Redis-x64-xxx.zip压缩包到 C 盘,解压后,将文件夹重新命名为 redis
Redis入门 - 图1
打开文件夹,内容如下:
Redis入门 - 图2
打开一个 cmd 窗口 使用 cd 命令切换目录到 C:\redis 运行:

  1. redis-server.exe redis.windows.conf

如果想方便的话,可以把 redis 的路径加到系统的环境变量里,这样就省得再输路径了,后面的那个 redis.windows.conf 可以省略,如果省略,会启用默认的。输入之后,会显示如下界面:
Redis入门 - 图3
这时候另启一个 cmd 窗口,原来的不要关闭,不然就无法访问服务端了。
切换到 redis 目录下运行:

  1. redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379
  2. 设置键值对:
  3. set myKey abc
  4. 取出键值对:
  5. get myKey

Redis入门 - 图4


Redis的配置

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)。
你可以通过 CONFIG 命令查看或设置配置项。


语法

Redis CONFIG 命令格式如下:

  1. redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET CONFIG_SETTING_NAME

实例

  1. redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
  2. 1) "loglevel"
  3. 2) "notice"

使用 * 号获取所有配置项:

实例

  1. redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET *
  2. 1) "dbfilename"
  3. 2) "dump.rdb"
  4. 3) "requirepass"
  5. 4) ""
  6. 5) "masterauth"
  7. 6) ""
  8. 7) "unixsocket"
  9. 8) ""
  10. 9) "logfile"
  11. 10) ""
  12. 11) "pidfile"
  13. 12) "/var/run/redis.pid"
  14. 13) "maxmemory"
  15. 14) "0"
  16. 15) "maxmemory-samples"
  17. 16) "3"
  18. 17) "timeout"
  19. 18) "0"
  20. 19) "tcp-keepalive"
  21. 20) "0"
  22. 21) "auto-aof-rewrite-percentage"
  23. 22) "100"
  24. 23) "auto-aof-rewrite-min-size"
  25. 24) "67108864"
  26. 25) "hash-max-ziplist-entries"
  27. 26) "512"
  28. 27) "hash-max-ziplist-value"
  29. 28) "64"
  30. 29) "list-max-ziplist-entries"
  31. 30) "512"
  32. 31) "list-max-ziplist-value"
  33. 32) "64"
  34. 33) "set-max-intset-entries"
  35. 34) "512"
  36. 35) "zset-max-ziplist-entries"
  37. 36) "128"
  38. 37) "zset-max-ziplist-value"
  39. 38) "64"
  40. 39) "hll-sparse-max-bytes"
  41. 40) "3000"
  42. 41) "lua-time-limit"
  43. 42) "5000"
  44. 43) "slowlog-log-slower-than"
  45. 44) "10000"
  46. 45) "latency-monitor-threshold"
  47. 46) "0"
  48. 47) "slowlog-max-len"
  49. 48) "128"
  50. 49) "port"
  51. 50) "6379"
  52. 51) "tcp-backlog"
  53. 52) "511"
  54. 53) "databases"
  55. 54) "16"
  56. 55) "repl-ping-slave-period"
  57. 56) "10"
  58. 57) "repl-timeout"
  59. 58) "60"
  60. 59) "repl-backlog-size"
  61. 60) "1048576"
  62. 61) "repl-backlog-ttl"
  63. 62) "3600"
  64. 63) "maxclients"
  65. 64) "4064"
  66. 65) "watchdog-period"
  67. 66) "0"
  68. 67) "slave-priority"
  69. 68) "100"
  70. 69) "min-slaves-to-write"
  71. 70) "0"
  72. 71) "min-slaves-max-lag"
  73. 72) "10"
  74. 73) "hz"
  75. 74) "10"
  76. 75) "no-appendfsync-on-rewrite"
  77. 76) "no"
  78. 77) "slave-serve-stale-data"
  79. 78) "yes"
  80. 79) "slave-read-only"
  81. 80) "yes"
  82. 81) "stop-writes-on-bgsave-error"
  83. 82) "yes"
  84. 83) "daemonize"
  85. 84) "no"
  86. 85) "rdbcompression"
  87. 86) "yes"
  88. 87) "rdbchecksum"
  89. 88) "yes"
  90. 89) "activerehashing"
  91. 90) "yes"
  92. 91) "repl-disable-tcp-nodelay"
  93. 92) "no"
  94. 93) "aof-rewrite-incremental-fsync"
  95. 94) "yes"
  96. 95) "appendonly"
  97. 96) "no"
  98. 97) "dir"
  99. 98) "/home/deepak/Downloads/redis-2.8.13/src"
  100. 99) "maxmemory-policy"
  101. 100) "volatile-lru"
  102. 101) "appendfsync"
  103. 102) "everysec"
  104. 103) "save"
  105. 104) "3600 1 300 100 60 10000"
  106. 105) "loglevel"
  107. 106) "notice"
  108. 107) "client-output-buffer-limit"
  109. 108) "normal 0 0 0 slave 268435456 67108864 60 pubsub 33554432 8388608 60"
  110. 109) "unixsocketperm"
  111. 110) "0"
  112. 111) "slaveof"
  113. 112) ""
  114. 113) "notify-keyspace-events"
  115. 114) ""
  116. 115) "bind"
  117. 116) ""

编辑配置

你可以通过修改 redis.conf 文件或使用 CONFIG set 命令来修改配置。

语法

CONFIG SET 命令基本语法:

  1. redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET CONFIG_SETTING_NAME NEW_CONFIG_VALUE

实例

  1. redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET loglevel "notice"
  2. OK
  3. redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
  4. 1) "loglevel"
  5. 2) "notice"

参数说明

redis.conf 配置项说明如下:

序号 配置项 说明
1 daemonize no Redis 默认不是以守护进程的方式运行,可以通过该配置项修改,使用 yes 启用守护进程(Windows 不支持守护线程的配置为 no )
2 pidfile /var/run/redis.pid 当 Redis 以守护进程方式运行时,Redis 默认会把 pid 写入 /var/run/redis.pid 文件,可以通过 pidfile 指定
3 port 6379 指定 Redis 监听端口,默认端口为 6379,作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用 6379 作为默认端口,因为 6379 在手机按键上 MERZ 对应的号码,而 MERZ 取自意大利歌女 Alessia Merz 的名字
4 bind 127.0.0.1 绑定的主机地址
5 timeout 300 当客户端闲置多长秒后关闭连接,如果指定为 0 ,表示关闭该功能
6 loglevel notice 指定日志记录级别,Redis 总共支持四个级别:debug、verbose、notice、warning,默认为 notice
7 logfile stdout 日志记录方式,默认为标准输出,如果配置 Redis 为守护进程方式运行,而这里又配置为日志记录方式为标准输出,则日志将会发送给 /dev/null
8 databases 16 设置数据库的数量,默认数据库为0,可以使用SELECT 命令在连接上指定数据库id
9 save Redis 默认配置文件中提供了三个条件:
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
分别表示 900 秒(15 分钟)内有 1 个更改,300 秒(5 分钟)内有 10 个更改以及 60 秒内有 10000 个更改。
指定在多长时间内,有多少次更新操作,就将数据同步到数据文件,可以多个条件配合
10 rdbcompression yes 指定存储至本地数据库时是否压缩数据,默认为 yes,Redis 采用 LZF 压缩,如果为了节省 CPU 时间,可以关闭该选项,但会导致数据库文件变的巨大
11 dbfilename dump.rdb 指定本地数据库文件名,默认值为 dump.rdb
12 dir ./ 指定本地数据库存放目录
13 slaveof 设置当本机为 slav 服务时,设置 master 服务的 IP 地址及端口,在 Redis 启动时,它会自动从 master 进行数据同步
14 masterauth 当 master 服务设置了密码保护时,slav 服务连接 master 的密码
15 requirepass foobared 设置 Redis 连接密码,如果配置了连接密码,客户端在连接 Redis 时需要通过 AUTH 命令提供密码,默认关闭
16 maxclients 128 设置同一时间最大客户端连接数,默认无限制,Redis 可以同时打开的客户端连接数为 Redis 进程可以打开的最大文件描述符数,如果设置 maxclients 0,表示不作限制。当客户端连接数到达限制时,Redis 会关闭新的连接并向客户端返回 max number of clients reached 错误信息
17 maxmemory 指定 Redis 最大内存限制,Redis 在启动时会把数据加载到内存中,达到最大内存后,Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key,当此方法处理 后,仍然到达最大内存设置,将无法再进行写入操作,但仍然可以进行读取操作。Redis 新的 vm 机制,会把 Key 存放内存,Value 会存放在 swap 区
18 appendonly no 指定是否在每次更新操作后进行日志记录,Redis 在默认情况下是异步的把数据写入磁盘,如果不开启,可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis 本身同步数据文件是按上面 save 条件来同步的,所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为 no
19 appendfilename appendonly.aof 指定更新日志文件名,默认为 appendonly.aof
20 appendfsync everysec 指定更新日志条件,共有 3 个可选值:
- no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘(快)
- always:表示每次更新操作后手动调用 fsync() 将数据写到磁盘(慢,安全)
- everysec:表示每秒同步一次(折中,默认值)
21 vm-enabled no 指定是否启用虚拟内存机制,默认值为 no,简单的介绍一下,VM 机制将数据分页存放,由 Redis 将访问量较少的页即冷数据 swap 到磁盘上,访问多的页面由磁盘自动换出到内存中(在后面的文章我会仔细分析 Redis 的 VM 机制)
22 vm-swap-file /tmp/redis.swap 虚拟内存文件路径,默认值为 /tmp/redis.swap,不可多个 Redis 实例共享
23 vm-max-memory 0 将所有大于 vm-max-memory 的数据存入虚拟内存,无论 vm-max-memory 设置多小,所有索引数据都是内存存储的(Redis 的索引数据 就是 keys),也就是说,当 vm-max-memory 设置为 0 的时候,其实是所有 value 都存在于磁盘。默认值为 0
24 vm-page-size 32 Redis swap 文件分成了很多的 page,一个对象可以保存在多个 page 上面,但一个 page 上不能被多个对象共享,vm-page-size 是要根据存储的 数据大小来设定的,作者建议如果存储很多小对象,page 大小最好设置为 32 或者 64bytes;如果存储很大大对象,则可以使用更大的 page,如果不确定,就使用默认值
25 vm-pages 134217728 设置 swap 文件中的 page 数量,由于页表(一种表示页面空闲或使用的 bitmap)是在放在内存中的,,在磁盘上每 8 个 pages 将消耗 1byte 的内存。
26 vm-max-threads 4 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的,可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4
27 glueoutputbuf yes 设置在向客户端应答时,是否把较小的包合并为一个包发送,默认为开启
28 hash-max-zipmap-entries 64

hash-max-zipmap-value 512 | 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时,采用一种特殊的哈希算法 | | 29 | activerehashing yes | 指定是否激活重置哈希,默认为开启(后面在介绍 Redis 的哈希算法时具体介绍) | | 30 | include /path/to/local.conf | 指定包含其它的配置文件,可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件,而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件 |

快速入门

Redis命令入门

redis客户端:redis-cli,提供一个命令行客户端

  1. # 启动redis-cli,并ping命令
  2. $redis-cli
  3. redis 127.0.0.1:6379>
  4. redis 127.0.0.1:6379> PING
  5. PONG
  6. # 远程连接
  7. redis-cli -h host -p port -a password
  8. 示例:
  9. $redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a "mypass"
  10. redis 127.0.0.1:6379>
  11. redis 127.0.0.1:6379> PING
  12. PONG

客户端工具

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Redis入门 - 图5
Redis入门 - 图6

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)。


String(字符串)

string 是 redis 最基本的类型,一个 key 对应一个 value。
string 类型是二进制安全的,意思是 redis 的 string 可以包含任何数据,比如jpg图片或者序列化的对象。
string 类型是 Redis 最基本的数据类型,string 类型的值最大能存储 512MB。

实例

  1. > set key value1 # 设置值
  2. OK
  3. > get key # 获取值
  4. value1
  5. > del key # 删除值
  6. 1
  7. > get key # 获取值
  8. null
  9. > del key # 删除值
  10. 0

注意:一个键最大能存储 512MB。


Hash(哈希)

Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。
Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,hash 特别适合用于存储对象。

实例

  1. # 设置一个map对象 k-v值
  2. > hmset map k1 v1 k2 v2
  3. OK
  4. > hget map # 获取map报错
  5. ERR wrong number of arguments for 'hget' command
  6. > hget map k1 # 获取map的k1的值
  7. v1
  8. > hget map k2 # 获取map的k2的值
  9. v2
  10. > hget map aaa # 获取不存在的key
  11. null
  12. > hget aaa aaa # 获取不存在的map
  13. null

注意:每个 hash 可以存储 2 -1 键值对(40多亿)。


List(列表)

Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。

实例

  1. > lpush list 1
  2. 1
  3. > lpush list 2
  4. 2
  5. > lpush list list3
  6. 3
  7. > lrange list 0 10
  8. list3
  9. 2
  10. 1

列表最多可存储 2 - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。


Set(集合)

Redis 的 Set 是 string 类型的无序集合。
集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是 O(1)。

sadd 命令

添加一个 string 元素到 key 对应的 set 集合中,成功返回 1,如果元素已经在集合中返回 0。
sadd key member

实例

  1. > sadd set 1
  2. 1
  3. > sadd set 2
  4. 1
  5. > sadd set set3
  6. 1
  7. > sadd set 1 # 重复放入的值会被忽略,唯一性
  8. 0
  9. > smembers set
  10. 2
  11. 1
  12. set3

集合中最大的成员数为 2 - 1(4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。


zset(sorted set:有序集合)

Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

zadd 命令

添加元素到集合,元素在集合中存在则更新对应score
zadd key score member

实例

  1. > zadd zset 0 s1
  2. 1
  3. > zadd zset 0 s2
  4. 1
  5. > zadd zset 1 s3
  6. 1
  7. > zadd zset 3 s4
  8. 1
  9. > zadd zset 0 s5
  10. 1
  11. > zrangebyscore zset 0 100 # 根据score比分排序,自动去重
  12. s1
  13. s2
  14. s5
  15. s3
  16. s4