1》什么是redis：

redis是一个开源的，支持网络交互的，可基于内存也可以持久化的key-value的数据库。
redis官网是redis.io

2》安装redis：

从redis.io下载最新版redis-X.Y.Z.tar.gz后解压，然后进入redis-X.Y.Z文件夹后直接make即可，安装非常简单。
make成功后会在src文件夹下产生一些二进制可执行文件，包括redis-server、redis-cli等等：

  1. $ find . -type f -executable
  2. ./redis-benchmark //用于进行redis性能测试的工具
  3. ./redis-check-dump //用于修复出问题的dump.rdb文件
  4. ./redis-cli //redis的客户端
  5. ./redis-server //redis的服务端
  6. ./redis-check-aof //用于修复出问题的AOF文件
  7. ./redis-sentinel //用于集群管理

3》redis的使用：

3.1 启动redis：

1） redis-server /usr/root/bin/redis.conf 启动服务端的命令，但是需要保持当前窗口状态。 打开新的窗口，使用clone session方法。
2） redis-cli -p 6379 启动客户端的命令，需要通过参数-p 指定端口号 输入ping 会返回pong 代表连接ok
3） set key1 “hello world” 设置key1的值为“hello world” 返回ok。
4） get key1 返回“hello world” ,说明数据可以正常的存取。
5） exit 退出当前的连接
6） shutdown 关闭当前的服务 然后再执行一次exit完全退出
7） redis-benchmark 压测命令 测试在不同命令下 10w次请求在多长时间内完成 官方标准是达到10w/s 的get/set

3.2 redis 数据库命令：

1） keys * 查看当前数据库所有的key值
系统会设置3个默认key额外使用
2） keys ? 匹配方式的使用 对于存在key1 key2 key3形式的key时 keys key? 可以找到 keys k??? 也可以找到 说明？是一个匹配符，并且有占位的作用
3） select 1 切换到1号数据库 get key1 返回nil，空的意思 通过127.0.0.1:6379[?]后面的括号中的值，可以判断当前所在的数据库编号
4） dbsize 展示数据库中key的个数
5） flushdb 删除当前数据库的数据 “慎用!”
6） flushall 删除所有数据库的数据 要怎么用 看着办
image.png

3.3 redis键值操作命令：

1）exists + key 判断键值是否存在
2）type + key 显示当前键值存储的数据类型
3）expire + key + n 设置可以值得有效时间为n秒，过了有效期，此key的值置为空
pexpire + key +n 有效时间单位为毫秒
4）ttl + key 查看还剩多长时间有效，正数代表未过期的剩余时间，单位为秒。
pttl + key 返回剩余时间为毫秒
负数情况下：
当返回为-2时，说明key不存在
当返回为-1时，说明没有设置时间
5） persist + key 设置数据一直有效，特别作用于错误设置了有效期之后。
6）del + key 删除一个key
7）rename + key + newKey 可以重命名key的值
8）randomkey 随机出一个key
9） move key + dbID 移动指定key到另一个数据库中，dbID是数据库编号 eg: move key5 1
image.png

4》Redis的数据类型：

4.1 String 字符串类型：

1） set key1 “hello world” 设置key1的值为“hello world” 返回ok。

2） get key1 返回“hello world” ,说明数据可以正常的存取。

3）strlen 查看字符串的长度
4）append 增加后缀，返回字符串的长度
eg： append key1 “222” -> “hello111222”
eg: set key1 “hello111222”

5） 当value的值是整数时，可以通过命令直接进行数学运算
incr 自增 ，返回最新的值。
decr 自减， 也返回最新的值。
incrby 增加，区别是增加计算的参数
如：incrby key11 3。 decrby 减少，同上。
6） 范围内操作的命令 getrange key start end 获取从初始位置到结束位置的值，从0计数 ==》 类似subString setrange key start newStr 设置从起始位置开始，替换指定位置为新的字符串
eg : “hello111222” -> setrange key1 5 333 -> “hello333222”

7）整合命令
setex = set + expire
使用方式： setex + key + 时间 + value
setnx = set + exists = set if not exists
使用方式： setnx + key + value 如果key不存在，则设置数据，返回1。如果存在，不设置，返回0。
getset 先取出原来的值，再设置为新值
使用方式: getset + key + value 返回旧值。
8） 批量操作
mget = more get
使用方式 : mget + key1 + key2 + key3 参数接收多个key， 结果返回多个value
mset = more set 使用方式：mset + key1 + value1 + key2 + value2 一次设置多个key和value， 参数本身是个map msetnx 使用方式同上。
image.png

2 原理：

redis的字符串是动态字符串，内部结构类似ArrayList。采用预分配冗余空间的方式减少内存的频繁分配。内部为字符串分配的实际空间一般高于字符串长度，当字符串长度<1MB时，扩容方式是直接加倍，如果>1MB，一次扩容只扩1MB，直到扩大到512MB。

4.2 list（列表）：

PS:redis中的lists在底层实现的并不是数组，而是链表优势是在头部和尾部的插入新的元素，复杂度是常数级别，速度快，弊端是链表型lists定位速度比较慢

4.2.1 存取操作 push pop range：

1) lpush : 从左侧存入数据 —》 栈结构
2) lpop (从左侧弹出)
3)rpush: 从右侧存入数据 —》 队列结构
4)lpop (从左侧弹出)
5)lrange: 范围内查看数据 使用方式：lrange key start end

image.png

4.2.2 对list本身的操作 :

1) llen 查看长度 lindex 获取某一个位置的值，下角标从0开始
2) lrem 删除n个value的值
使用方式： lrem key N value
3)ltrim 截取某个范围的数据重新赋值给key
使用方式： ltrim key start end (下角标从0开始)
4)linsert 插入数据到某个位置的前后
使用方式： linsert key before/after oldValue newValue
如果要插入数据到头部，还可以使用 lpushx，
使用方式：lpushx key value 同理，如果要插入数据到尾部，可以使用 rpushx, 使用方式同上。
5)lset 可以更改指定位置的值 使用方式： lset key index value

4.2.3 lists的应用相当广泛，例子：

1.我们可以利用lists来实现一个消息队列，而且可以确保先后顺序，不像MySQL那样还需要通过ORDER BY来进行排序。
2.利用LRANGE还可以很方便的实现分页的功能。
3.在博客系统中，每片博文的评论也可以存入一个单独的list中。

4.3 Hash （哈希）：

HashMap ==》 string
HashMap ==》 List
HashMap ==》 Hash
HashMap> ==》 Set
HashMap> ==》 ZSet

4.3.1 Hash命令：

4.3.1.1 存取数据：

1）hset ：
使用方式：hset hashname key1 value1
2）hget：
使用方式：hget hash1 key1 => “value1”
3） hsetnx ：
如果不存在即set新的key值
使用方式：hsetnx hashname key1 value1
4）hmset/hmget ：
批量处理更便捷
使用方式：hmset hashname key1 value1 key2 value2
hmget hashname key1 key2

4.3.1.2 遍历数据：

1）hkeys：查看所有的key值
2）hvals：查看所有的value值
3）hlen ：查看数据长度
4）hgetall： 返回全部的key和value
5）hexists ：判断是否存在某个key， 存在返回1，不存在返回0

4.3.1.3 变更数据：

1）hdel： 删除数据 ，
使用方式 ：hdel hashname key
2）hincrby ：对整数的增加操作,指定增加的范围
使用方式： hincrby hashname field_key num

4.4 set（集合）：

java的集合中有list/set/map list可以存储有序的重复数据， 而set可以存储无序的不重复数据。

4.4.1 set集合 命令：

4.4.1.1 读写操作：

1）sadd ：创建set类型的value，
eg： sadd setName 1 2 3 4 4 3 2 1
2）scard keyName ：查看set的大小
eg：scard setName
3）smembers keyName： 查询set中的所有值
eg：smembers keyName
4）sismember keyName value： 判断value是否在key所对应的set中， 如果在返回1，如果不在返回0
eg：sismember keyName value

4.4.1.2 更新操作：

1）srem keyName value1 value2： 删除set中一至多个数据的值
2）srandmember keyName num ：可以在set中随机出num个元素
3）spop keyName num ：可以随机弹出num个元素返回

4.4.1.3 交互操作：

1） smove keyName1 keyName2 value： 移动元素value从key1到key2
image.png

4.4.1.4 并集、交集和差集：

  1.  1）**sinter keyName1 keyName2 ：**代表求两个集合的交集（两者都有的元素）。 <br /> 2）**sdiff keyName1 keyName2 ：**返回存在在key1中但不存在在key2中的元素，两者的差集 <br /> 3） **sunion keyName1 keyName2：** 返回并集（两个集合中的所有元素）<br />![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/13022516/1636685670144-c7c44c6b-38b7-4097-8ff0-68716189579a.png#clientId=uf96f4c57-93ec-4&from=paste&height=893&id=uff7734f8&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=893&originWidth=1142&originalType=binary&ratio=1&size=57433&status=done&style=none&taskId=u8879f9fd-d5e7-43dc-a247-da11603d63f&width=1142)

4.5 ZSet (有序集合)：

4.5.1 命令：

4.5.1.1 读取操作：

1）zadd ：创建或增加zset的元素值，每一个元素值都包含 <分数,value>
使用方式： zadd keyName score1 value1 score2 value2 …
2）zrange keyName start end ：指定在start到end的范围内查看元素 如果要查看分数 ，加上withscores
3）zrangebyscore keyName minScore maxScore ：指定分数范围内查询 元素 参数说明 分数前增加“(” 代表开区间(不包含当前值) 支持limit分页 limit + offset（偏移量） + num（返回的数量）
4）zrem keyName + value： 删除指定的value值
image.png

4.5.1.2 统计操作：

1）zcard + keyName： 统计元素个数
2）zcount + keyName + minScore + maxScore：统计给定分数范围内的元素个数 比如统计及格人数等需求。
3）zscore + keyName + member ：查询指定成员的分数
4）zrank + keyName + member ：返回指定成员的索引位置(因为有序，所以位置代表排名)
5）zrevrank + keyName + member： 默认从低到高排序，逆序正好代表排名
6）zrevrange + keyName： 原来是从小到大排列，逆序后从大到小排列
image.png

4.6 Geo (位置信息)：

4.6.1 命令：

1） geoadd + key + 经度 + 维度 + 成员名 ： 通过经纬度存储地址，支持存储多个

2） geodist + key + member1 + member2 + 距离单位 ：查询两个地点之间的相对距离 距离单位支持：m(米)、km(千米)、mi（英里）、ft（英尺）
3）geopos ：查询成员经纬度数据
4）geohash ：进行哈希编码 ，得到编码结果
image.png
5）georadius ：以某个经纬度的位置为中心，划一个指定距离的半径，返回集合中满足条件的地址。 这就是“附近的XXX”的一种实现方式。 使用方式： georadius + key + 中心的经度 + 中心的纬度 + 半径的距离 + 半径的单位 可选参数： withdist 返回距离； withcoord 返回经纬度 ； withhash 返回哈希编码；
image.png

5》Redis配置：

image.png

5.1 linux命令：

1） cd： 更改目录
cd ~ 回到初始目录
cd .. 回到上级目录
2） mkdir 创建目录 eg: mkdir myredis
3） cp 拷贝文件 eg: cp redis-5.0.6/redis.conf myredis/
4） ll 查看目录内的文件
5） vim 文本编辑器 两种模式： 命令模式 、 编辑模式 打开文件时，默认是命令模式，可以查看文件的内容。
输入i（insert），可以切换为编辑模式，此时才可以更改文件。
按ESC，可以从编辑模式再切换为命令模式 (此时才可以退出)。
退出方式：
输入 : q （如果文件被修改，会提醒未保存） 不保存，
输入 : q! 保存，
输入 : wq

5.2 redis.conf配置文件：

1） 单位的问题： 1k / 1kb / 1m / 1mb / 1g / 1gb 是不同的，没有b的时候取整。 单位的大小写是不敏感的 1GB=1gB=1Gb

网络相关：

2） bind 127.0.0.1 绑定ip地址(能够访问服务端的地址) 当前的redis服务只能被本机访问
3） protect-mode yes 开启保护模式 当bind没有配置且登录不需要密码时，启动保护模式（只能被本地访问）
4） port 6379 端口号
5） timeout 0 客户端超时时间 ，0代表一直保持
6） tcp-keepalive 300 单位是秒，每300s去检查一次客户端是否健康，避免服务端阻塞。
7） tcp-backlog 511 队列数量(未完成握手和已完成握手的)

通用相关：

8） daemonize no 后台运行开关 改为yes后，重启redis验证。 redis启动指定配置文件的方式为： redis-server /root/myredis/redis.conf
9） pidfile /var/run/redis_6379.pid 当守护进程开启时，写入进程id的文件地址
10） loglevel notice 四种级别，notice对应生产环境
11） logfile “” 日志存储的位置
12） databases 16 初始化数据库是16个

5.3 安全和限制

config命令是一种从客户端查看配置项信息的方式，使用config get属于危险命令，可以限制使用。
安全校验配置 requirepass 代表是否设置密码 如果需要
设置密码 config set requirepass + 此时输入命令前，需要先
校验 anth + 然后才能执行其他操作 恢复初始状态，只需要重新设置为空串
image.png

5.4 危险命令限制 ：

包含 config / flushdb / flushall / keys
rename-command + 命令 + “” 将此命令置为不可用

5.5 其他限制 ：

maxclients 10000 客户端并发数的限制
maxmemory 最大内存
maxmemory-policy 缓存淘汰策略
默认值 noeviction （不删除只报错）
其他策略主要分为两种情况
allkeys（所有的键值都可能删除）
volatile（只删除设置了过期时间的键值）

image.png
image.png

6》 Redi s缓存淘汰策略 ：

六种策略：

1） noeviction:

不删除策略, 达到最大内存限制时, 如果需要更多内存, 直接返回错误信息。 大多数写 命令都会导致占用更多的内存(有极少数会例外, 如 DEL )。

2） allkeys -lru:

所有key通用; 优先删除最近最少使用(less recently used ,LRU) 的 key。

3）volatile-lru:

优先删除最近最少使用(less recently used ,LRU) 的 key(限于会过期的key)。

4）allkeys -random:

所有key通用; 随机删除一部分 key。

5）volatile-random:

随机删除一部分 key(限于会过期的key)。

6）volatile-ttl:

优先删除剩余时间(time to live,TTL) 短的key(限于会过期的key)。 ps：Redi s缓存淘汰策略 如果分为热数据与冷数据, 推荐使用 allkeys-lru 策略
image.png

7》Redis持久化（RDB&AOF）：

7.1 什么是持久化：

持久化——将数据（如内存中的对象）保存到可永久保存的存储设备中

7.2 持久化的两种方式：

7.2.1 RDB持久化：

含义： 在指定的时间间隔内对数据进行快照存储。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，是一次的全量备份。

7.2.1.1 命令触发：

  1. save，会阻塞当前Redis服务器，直到持久化完成，线上应该禁止使用。
    2. bgsave，该触发方式会fork一个子进程，由子进程负责持久化过程，因此阻塞只会发生在fork 子进程的时候

    7.2.1.2 自动触发：

  2. 根据我们的 save m n 配置规则自动触发；
    2. 从节点全量复制时，主节点发送rdb文件给从节点完成复制操作，主节点会触发 bgsave；
    3. 执行 debug reload 时；
    4. 执行 shutdown时，如果没有开启aof，也会触发

    7.2.1.3 恢复方式：

    将备份文件（dump.rdb）移动到redis安装目录并启动服务即可
    image.png

    image.png

    7.2.1.4 RDB性能分析（优缺点）：

    优点：
    1）通过rdb文件恢复数据比较快。
    2） rdb文件非常紧凑，适合于数据备份。
    3）通过RDB进行数据备份，由于使用 子进程生成，所以对Redis服务器性 能影响较小 。
    缺点：
    1）采用RDB的方式可能会造成某个时段内数据的丢失，比如还没达到 触发条件时服务器死机了，那么这个时间段的数据会丢失。
    2）使用save命令会造成服务器阻塞，直接数据同步完成才能接收后 续请求。
    3）使用bgsave命令在forks子进程时，如果数据量太大，forks的过 程也会发生阻塞，另外，forks子进程会耗费内存。

7.2.2 AOF 持久化：

含义： 以日志文本的形式记录服务器所处理的每一个数据更改指令，然后通过重放来恢复 数据，是连续的增量备份 。
image.png
image.png

image.png
image.png

8》Jedis的使用：

8.1 修改redis.conf配置文件：

首先需要在redis.conf配置文件中修改配置。需要重启Redis服务才可以生效:
bind 192.168.31.329 =>绑定本机Linux的IP地址
image.png

8.2 绑定主机地址：

修改之后，必须指定绑定的主机地址方可使用Redis
redis-cli -h 192.168.31.329 -p 6379 =>启动时指定绑定的主机地址
image.png

8.3 开放6379端口：

firewall-cmd —permanent —add-port=6379/tcp
firewall-cmd —reload
firewall-cmd —query-port=6379/tcp
image.png

8.4 创建java项目并导入jar包：

image.png

8.5 创建redis.properties配置文件：

  1. #最大连接数
  2. redis.maxTotal=50
  3. #默认开启的活跃连接数
  4. redis.maxIdel=10
  5. #Linux的ip地址
  6. redis.host=192.168.200.130
  7. #redis的端口号
  8. redis.port=6379

8.6 创建Jedis的工具类 JedisUtils：

  1. public class JedisUtils {
  3.     // 将从配置文件读取的配置信息赋予如下变量
  4.     private static int maxTotal;
  5.     private static int maxIdel;
  6.     private static String host;
  7.     private static int port; // 端口号为int类型
  9.     // Jedis的连接池配置
  10.     private static JedisPoolConfig jedisPoolConfig;
  12.     // Jedis连接池
  13.     private static JedisPool jedisPool;
  15.     static {
  16.         // 读取redis.properties配置文件
  17.         ResourceBundle bundle = ResourceBundle.getBundle("redis");
  18.         maxTotal = Integer.parseInt(bundle.getString("redis.maxTotal"));
  19.         maxIdel = Integer.parseInt(bundle.getString("redis.maxIdel"));
  20.         host = bundle.getString("redis.host");
  21.         port = Integer.parseInt(bundle.getString("redis.port"));
  23.         // Jedis连接池配置
  24.         jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
  25.         jedisPoolConfig.setMaxTotal(maxTotal);
  26.         jedisPoolConfig.setMaxIdle(maxIdel);
  27.         jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig, host, port);
  28.     }
  30.     public static Jedis getJedis() {
  31.         return jedisPool.getResource();
  32.     }
  33. }

8.7 测试：

  1. public class JedisTest {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 1. 获取Jedis对象
  4.         Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();
  6.         // 2. 执行操作，Jedis中操作的方法名与Linux中命令行工具中的指令同名
  7.         jedis.sadd("key1", "abc", "abc", "def");
  8.         Long key1 = jedis.scard("key1");
  9.         System.out.println("运行结果：" + key1);
  11.         // 3.关闭连接
  12.         jedis.close();
  13.     }
  14. }

9》Redis主从复制：

9.1 主从复制的概念：

1）为了避免单点Redis服务器故障，准备多台服务器，互相连通。将数据复制多个副本保存在不同的服务器上，连接在一起，并保证数据是同步的；即使有其中一台服务器宕机，其他服务器依然继续提供服务，实现redis高可用，同事实现数据的备份。
2）多台服务器的连接方案：
image.png
3）主从复制即将master中的数据即时、有效的复制到slave中

4）一个master可以拥有多个slave，一个slave只对应一个master

5）master和slave各自的职责不一样

6）master：写数据、执行写操作时，将出现变化的数据自动同步到slave
7）slave：读数据

9.2 主从复制的作用：

(1) 读写分离：master写、slave读，提高服务器的读写负载能力

(2) 负载均衡：slave分担master负载，并根据需求的变化，可改变slave的数量，大大提高Redis服务器并发量与数据吞吐量

(3) 故障恢复：当master出现问题时，由slave提供服务，实现快速的故障恢复

(4) 数据冗余：实现数据热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式

(5) 高可用基石：基于主从复制，构建哨兵模式与集群，实现Redis的高可用方案

9.2 主从复制的流程：

image.png
指令有四种发送方式：
image.png

9.2.1 建立连接（slave主动连接master）：

9.2.1.1 建立slave到master的连接：

  • 建立slave到master的连接，使master能够识别slave，并保存slave端口号。

S