Redis

代码成就万世基 积沙镇海 梦想永在凌云意 意气风发

一.是什么，有什么用

用来解决

1. 数据量太大。

2. 数据索引太大，内存放不下。

3. 读写量(读写混合)，单独的服务器承受不了。

4. 减轻服务器压力，使用缓存来保证效率(主要是用来解决读的问题)。Cache有时间局部性和空间局部性

5. 垂直分离读写，水平扩展集群

本质：解决数据库的读写问题

使用分库分表来解决写的压力

二.NoSQL入门

对于用户的个人信息，社交网络，地理位置等用户不断自己产生的数据，以及用户的日志爆发式增长。

普通的关系型数据库无法实现这么复杂且繁多的数据量。

这个时候就要使用NoSQL数据库，来实现以上的情况。

什么是NoSQL

NoSQL = Not Only SQL

不仅仅是SQL（泛指非关系型数据库，不是固定的模式） 关系型数据库RDBMS（用行和列来记录的）

使用键值对Map<String,Object>来控制

特点：

• 方便扩展，容易扩展

• 大数据量高性能

• 数据类型多样，不需要事先设计数据库，随取随用

3V（描述问题）:海量Volume，多样Variety，实时Velocity

3高（程序要求）：高性能，高可扩，高并发

一个简单的网页，其背后的技术：

1.商品的基本信息
2.商品的描述、评论（文字多）
3.图片、视频
4.商品关键字（搜索引擎solar elasticsearch）
5.商品热门的波段信息（内存数据库）
6.商品的交易，外部的支付接口

三.NoSQL的四大分类

1.KV键值对

2.文档型数据库(格式和json一样)

MongoDB基于分布式文件存储的数据库，用于处理大量的文档，介于关系型数据库和非关系型数据库中间，是非关系型数据库中功能最丰富的，最像关系型数据库的。

3.列存储数据库

4.图形关系数据库

四.Redis入门

Remote Dictionary Server远程字典服务，是当下NoSQL的技术之一，被人们称为结构化数据库

Redis用来解决：

1.内存存储，持久化，rdb持久化和aof持久化是Redis两种持久化的策略

2.效率高，可用于高速缓存

3.发布订阅系统

4.地图信息分析

5.计数器，计时器

特性：

1.多样数据类型

2.持久化

3.集群

4.事务

安装Redis

1.Redis中的内容

2.安装gcc环境

sudo yum install gcc-c++

 

make

make install

3.默认安装路径在/usr

4.用配置文件redis.conf进行启动

redis-server redis-config/redis.conf

5.测试连接，使用Redis客户端进行连接

6.使用redis-cli进行连接测试

7.查看进程是否开启

8.关闭Redis服务

shutdown

exit

测试性能

redis-benchmark是压力测试工具

redis-benchmark 命令参数

#测试
redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 100000

基本知识说明

Redis默认有16个数据库，默认使用的是第0个数据库

可以使用select来切换数据库

select 3 #切换为第四个数据库

dbsize #查看数据库大小

key * #查看所有的key

set name value #设置KV

get name #获得value

flushdb #清空当前库

flushall #清空全部库

Redis是单线程的

Redis是很快的，它基于内存操作，CPU不是它的性能瓶颈，Redis的瓶颈是机器的内存和网络带宽

为什么单线程还这么快？

答：Redis将所有的数据都放在内存中，所以说使用单线程去操作效率就是最高的；多线程（CPU上下文切换耗费资源），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。

五.进阶

Redis-Key

keys * //显示所有关键字
exists name //该关键字key是否存在
move name 1 //把name的KV移动到1号数据库
expire name 10 //设置可以的存活时间，在10秒后过期
ttl name  //显示key的剩余存活时间
del name //移除key
type name //查看key的数据类型

五大数据类型

1.String字符串

append name value //在key后追加value 如果当前key不存在，就相当于set key
strlen name //得到key的长度
incr age //增加1
decr age //减少1
incrby age 10 //自增步长
decrby age 10 //自减步长
getrange key1 1 2 //截取key1的下标从[1,2]
getrange key1 0 -1//取得key1的全部字符串
setrange key1 1 xx//替换指定位置开始的字符串，在下标1进行替换
setex(set with expire) key seconds value //设置过期时间
setnx(set if not exist) key value  //不存在再设置（在分布式锁中会经常使用）
mset k1 v1 k2 v2 k3 v3 //连续设置多个值
mget k1 k2 k3 //连续读取多个值
msetnx k1 v1 k4 v4 //设置失败，因为k1 v1 已经存在（原子性操作————一起成功一起失败）

对象

set user:1 {name:ren,age:21} //设置一个user:1 对象 值为json字符串，来保存一个对象

mset user:1:name ren user:1:age 21

mget user:1:name user:1:age

1. "ren"

2. "21"

 

这里的key是一个巧妙的设计

user:{id}:{field}

组合命令

getset //先get再set

getset key value

2.List列表

可以把List完成栈、队列、阻塞队列

lpush list one //向List左边插入

lrange list 0 1 //下标[0,1]倒序输出(栈)

lrange list 0 -1 //全部倒序输出

rpush list one //向List右边插入

lpop list //移除头部元素

rpop list //移除尾部元素

lindex list 0 //通过下标获取List中的值

llen list //List的长度

lrem list 1 one //移除一个one

ltrim list 0 1 //截取下标[0,1]的元素(修剪)

rpoplpush list list2 //移除列表的尾部元素，并把他放到list2

lset list 0 value //将List中下标为0的值修改为value

linsert list before/after "value1" "value2" //在value1的前面/后面插入value2

小结：是一个链表，可以在left和right插入元素，如果key不存在，创建新的链表，如果key存在，新增元素，如果移除所有元素，则为空链表，即不存在；在两边插入或者删除，效率最高，在中间进行操作，效率较低。

可以根据需要来进行操作————队列（Lpush,Rpop），栈(Lpush,Lpop)

3.Set集合

set中的值不能重复 无序不重复集合

sadd set name //在集合中添加元素
smembers set //显示集合所有元素
sismeber set name //集合中是否存在name元素
srem set name //移除集合中的name元素
srandmember set //随机选取set中的一个元素
srandmember set 2 //随机选取set中的两个元素
spop set //随机移除元素
move set set1 value//将一个指定的值，从set移动到另外一个集合set1中
sdiff set set1 //差集，set中减去set1中的，所剩的集合
sinter set set1 //交集
sunion set set1 //并集

4.Hash(哈希)

Map集合,key-map，map中的KV键值对

hash更合适于对象的存储，stirng更加适合字符串存储

hset hash key name //set一个具体的KV
hget hash key      //获取一个字段值
hgetall hash //获取hash中所有KV
hdel hash key //删除hash指定的key字段,对于的value也消失了
hlen hash //hash中有多少个KV键值对
hexists hash key //判断hash中的指定key字段是否存在
hkeys hash //获取所有key
hvals hash //获取所有value
hincrby hash age 1 //自增1
hsetnx hash key name //不存在则保存KV
hsetnx hash key age //存在则不保存KV
hset user:1 name ren //存一个user：1对象的name KV
hget user:1 name //得到user:1对象的name value

5.Zset(有序集合)

在set的基础上，增加了一个值

//添加一个值
127.0.0.1:6379> zadd myset 1 one
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myset 2 two 3 three
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrange myset 0 -1  //正序输出
1) "one"
2) "two"
3) "three"
​
zrevrange salary 0 -1 //逆序输出
​
//排序集合
127.0.0.1:6379> zadd salary 2500 ren
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd salary 500 zi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd salary 5000 shuo
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrangebyscore salary -inf +inf //正序输出，正无穷到负无穷
1) "zi"
2) "ren"
3) "shuo"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore salary -inf +inf withscores //附带数值
1) "zi"
2) "500"
3) "ren"
4) "2500"
5) "shuo"
6) "5000"
127.0.0.1:6379> ZREVRANGEBYSCORE salary +inf -inf //逆序输出，负无穷到正无穷
1) "shuo"
2) "ren"
3) "zi"
//移除set中的元素
127.0.0.1:6379> zrem salary ren
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1
1) "zi"
2) "shuo"
//获取有序集合中的个数
127.0.0.1:6379> ZCARD salary
(integer) 3
//获取区间内的元素数量
127.0.0.1:6379> zcount salary 0 5000
(integer) 3

应用范围：

1.set排序，存储班级成绩表，工资表

2.普通消息和重要消息的带权重判断

3.排行榜实现

三种特殊数据类型

1.geospatial地理位置

附近的人，打车距离

只有六个命令

一//geoadd添加地理位置 南极北极无法直接添加，一般直接通过Java程序导入
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 113.6401 34.72468 zhengzhou
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 115.45 38.87 baoding
(integer) 1
二//geopos通过城市查询地理位置
127.0.0.1:6379> geopos china:city zhengzhou
1) 1) "113.64010244607925415"
   2) "34.72467993544626808"
127.0.0.1:6379> geopos china:city baoding
1) 1) "115.44999808073043823"
   2) "38.8700009402465767"
三//geodist两个城市之间的距离 mi英里ft英尺
127.0.0.1:6379> geodist china:city zhengzhou baoding
"488403.9370"
四//georadius以给定的经纬度为中心，找出某一半径内的元素
georadius china:city 110 35 1000 km //找出在半径1000km内的城市
georadius china:city 110 35 1000 km withdist //显示直线距离
georadius china:city 110 35 1000 km withcoord //显示经纬度
georadius china:city 110 35 1000 km withcoord count 1 //只显示1个
五//georadiusbymember通过一个城市元素来查询某半径范围的所有城市
georadiusbymember china:city zhengzhou 1000 km
六//geohash返回一个或多个位置元素的Geohash,该命令将返回11个字符的Geohash字符串
geohash china:city zhengzhou baoding
将二维的经纬度转换成一维的字符串
如果两个字符串越接近，则距离越近

Geo底层的实现原理就是Zset，我们可以使用Zset命令来操作Geo

zrange china:city 0 -1 //查看地图中全部元素
zrem china:city beijing //删除地图中指定元素

2.hyperloglog

基数，指一个集合中不重复的元素，是一个集合中不重复的，不是两个集合做对比

网页的UV，一个人多次访问网站，但只算作一个人

用于进行基数统计，占用的内存是固定的12KB，从内存角度来比较，其性能首选

127.0.0.1:6379> pfadd key a b c d e //输入key的元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfcount key //显示key的元素个数
(integer) 5
127.0.0.1:6379> pfadd keyTwo a b c d e f g //输入keyTwo的元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfcount keyTwo //显示keyTwo的元素个数
(integer) 7
127.0.0.1:6379> pfmerge key3 key keyTwo //合并key和keyTwo的元素
OK
127.0.0.1:6379> pfcount key3
(integer) 7

如果允许容错，可以使用hyperloglog

3.bitmap位图

位存储

统计用户信息，通过操作二进制位来进行记录，只有0和1两个状态

//使用bitmap记录周一到周四的打卡
127.0.0.1:6379> setbit sign 0 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 1 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 2 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 3 1
(integer) 0
//查看某一天是否打卡
127.0.0.1:6379> getbit sign 0
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit sign 1
(integer) 0
//统计打卡的天数
127.0.0.1:6379> bitcount sign 
(integer) 3