【黑马程序员——Redis入门】

1. 初识Redis

1.1 认识NoSQL

NoSQL是指“不仅仅是SQL”（Not Only SQL）的缩写。它是一种数据库管理系统（DBMS）的范畴，用于存储和检索大量结构化或非结构化数据。与传统的关系型数据库管理系统（RDBMS）不同，NoSQL数据库通常采用非关系型的数据存储模型，如文档型、键值对、列族或图形等。

NoSQL数据库的设计旨在解决传统RDBMS在大规模分布式数据处理方面的一些限制，如扩展性、灵活性和性能。它们通常更适合用于处理半结构化或非结构化数据，以及需要高度并发性和水平扩展的场景。

NoSQL数据库的种类有很多，包括文档数据库（如MongoDB）、键值存储（如Redis）、列式存储（如Apache Cassandra）和图形数据库（如Neo4j）等。选择哪种类型的NoSQL数据库取决于应用的需求和数据模型。

1.2 认识Redis

Redis是一个开源的基于内存的数据结构存储系统，可以用作数据库、缓存和消息代理。它支持各种数据结构，包括字符串、哈希表、列表、集合、有序集合等，并提供了丰富的数据操作命令，使得开发者可以轻松地在内存中存储、检索和操作数据。

Redis特点:

• 内存存储：Redis将数据存储在内存中，因此具有快速的读写速度。它可以通过持久化机制将数据写入磁盘，以保证数据的持久性。
• 单线程，每个命令具备原子性
• 丰富的数据结构：Redis支持多种数据结构，包括字符串、哈希表、列表、集合、有序集合等，每种数据结构都有对应的操作命令。
• 持久化：Redis支持将数据持久化到磁盘，以便在重启后恢复数据。它提供了两种持久化方式：RDB（快照）和AOF（追加式文件）。
• 高可用性：Redis支持主从复制和Sentinel（哨兵）机制，可以实现高可用性和自动故障转移。
• 分布式：Redis Cluster是Redis提供的分布式解决方案，可以将数据分布到多个节点上，并实现数据的自动分片和负载均衡。
• 丰富的功能：除了基本的数据存储和检索功能外，Redis还提供了订阅与发布、事务、Lua脚本执行等功能，可以满足各种复杂的应用场景需求。

1.3 安装Redis

# 下载源码
git clone --branch 6.2.6 --depth 1 https://github.com/redis/redis.git redis-6.2.6
# 进入目录
cd redis-6.2.6
# 编译
make && make install
# 检查是否成功
# 启动redis
redis-server
# 指定配置文件启动
redis-server redis.conf

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1.4 后台启动

后台启动，需要修改配置文件/usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf

# 监听的地址，可以在任意IP访问。默认为127.0.0.1，会导致只能在本地访问，生产环境不要设置为0.0.0.0
bind 0.0.0.0
# 守护进程，修改为yes后即可后台运行
daemonize yes
# 密码，设置后访问redis必须输入密码
requirepass 123456
# 其他常见配置
# 监听的端口
port 6378
# 工作目录，默认是当前目录，也就是运行redis-server时的命令、日志、持久化等文件会保存在这个目录
dir .
# 数据库数量，设置为1，代表只使用1个库，默认有16个库，编号为0-15
databases 1
# 设置redis能够使用的最大内存
maxmemory 512mb
# 日志文件，默认为空，不记录日志，可以指定日志文件名
logfile ”redis.log“
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如何停止kill -9 PID

1.5 如何实现开机自启

编写一个系统文件 vi /etc/systemd/system/redis.service

[Unit]
Description=redis-server
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target
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# 重载系统服务
systemctl daemon-reload
# 设置开机自启
systemctl enable redis
# 开启redis
systemctl start redis
# 查看redis状态
systemctl status redis
# 停止redis
systemctl stop redis
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2. Redis中常见命令

# 连接redis
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456
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2.1 常见5种数据结构

Redis 支持多种数据结构，以下是其中五种常见的数据结构：

• 字符串 (String)
• 哈希表 (Hash/Map)
• 列表 (List)
• 集合 (Set)
• 有序集合 (Sorted Set)

2.2 通用命令

2.3 不同数据结构的操作命令

2.3.1 String类型

根据字符串的格式不同，又可以分为3类。底层都是采用字节数组形式存储，只不过编码方式不同。最大空间不能超过512m

• string：普通字符串
• int：整数类型，自增、自减
• float：浮点类型，自增、自减

常见命令

• SET
  • 添加或修改已经存在的一个String类型的键值对
• GET
  • 根据key获取String类型的value
• MSET
  • 批量添加多个String类型的键值对
• MGET
  • 根据多个key获取多个String类型的value
• INCR
  • 让一个整型的key自增1
• INCRBY
  • 让一个整型的key自增按指定步长
• INCRBYFLOAT
  • 让一个浮点型的key自增按指定步长
• SETNX
  • 添加一个String的键值对，前提是这个key存在
• SETEX
  • 添加一个String类型的键值对，并设置过期时间

2.3.2 Hash类型

Hash类型，也叫散列，其valye是一个无序字典，类似于Java中的HashMap。
String结构是将对象序列化为json字符串后存储，当需要修改对象某个字段时不方便。

常用命令：

• HSET
  • 格式: HSET key field value
  • 功能: 设置或更新指定 key 下的 field 值为 value。如果 field 不存在，则创建；如果已存在，则覆盖其原有值。
  • 返回值: 如果 field 由于此操作被新建，则返回 1；如果 field 已存在且值被更新，则返回 0。
• HGET
  • 格式: HGET key field
  • 功能: 获取指定 key 下 field 的值。
  • 返回值: 返回 field 的值，如果 field 不存在或 key 不存在，则返回 nil。
• HMSET
  • 格式: HMSET key field value [field value …]
  • 功能: 一次性为指定 key 设置多个 field-value 对。所有指定的 field 都会被设置或更新其对应的 value。
  • 返回值: 总是返回 OK，表示操作成功。
• HMGET
  • 格式: HMGET key field [field …]
  • 功能: 一次性获取指定 key 下多个 field 的值。
  • 返回值: 返回一个包含每个 field 值的列表，对应 field 不存在时返回 nil
• MGETALL
  • 格式: HGETALL key
  • 功能: 返回指定 key 下的所有 field-value 对，以列表形式返回，列表中的元素按 field 和 value 成对出现。
  • 返回值: 返回一个包含所有 field-value 对的列表。
• HKEYS
  • 格式: HKEYS key
  • 功能: 返回指定 key 下所有 field 的列表。
  • 返回值: 返回包含所有 field 名称的列表。
• HVALS
  • 格式: HVALS key
  • 功能: 返回指定 key 下所有 field 对应的 value 的列表。
  • 返回值: 返回包含所有 value 的列表。
• HINCRBY
  • 格式: HINCRBY key field increment 或 HINCRBYFLOAT key field increment
  • 功能: 为指定 key 下 field 的整数值（或浮点数值）增加指定的 increment。
  • 返回值: 返回操作后的 field 值。
• HSETNX
  • 格式: HSETNX key field value
  • 功能: 只有当 field 在指定 key 下不存在时，才设置其值为 value。如果 field 已存在，则不执行任何操作。
  • 返回值: 如果 field 被设置（即之前不存在），则返回 1；如果 field 已存在且未执行设置操作，则返回 0。

2.3.3 List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，key看做是一个双向链表结构。

常用命令：

• LPUSH:
  • 格式: LPUSH key value [value …]
  • 功能: 将一个或多个值 value 插入到指定 key 对应列表的头部（左侧）。
  • 返回值: 返回插入操作后列表的长度。
• RPUSH:
  • 格式: RPUSH key value [value …]
  • 功能: 将一个或多个值 value 插入到指定 key 对应列表的尾部（右侧）。
  • 返回值: 返回插入操作后列表的长度。
• LPOP:
  • 格式: LPOP key
  • 功能: 从指定 key 对应列表的头部移除并返回第一个元素。
  • 返回值: 返回被移除的元素，若列表为空，则返回 nil。
• RPOP:
  • 格式: RPOP key
  • 功能: 从指定 key 对应列表的尾部移除并返回最后一个元素。
  • 返回值: 返回被移除的元素，若列表为空，则返回 nil。
• LRANGE:
  • 格式: LRANGE key start stop
  • 功能: 返回指定 key 对应列表中从 start 索引开始到 stop 索引结束（包含两端索引）的子列表。
  • 返回值: 返回指定范围内的元素列表，按索引顺序排列。
• BLPOP 和 BRPOP:
  • 格式: BLPOP key [key …] timeout 或 BRPOP key [key …] timeout
  • 功能: 从指定的一个或多个 key 对应列表的头部（BLPOP）或尾部（BRPOP）阻塞式地移除并返回一个元素。如果没有元素可取且设置了 timeout（秒），则阻塞等待指定时间，超时后返回 nil。
  • 返回值: 成功时返回一个包含两元素的列表，第一个元素是被操作的 key，第二个元素是被移除的元素；超时后返回 nil。

2.3.4 Set类型

Redis 的 Set（集合）类型是一种无序的、不允许重复元素的集合数据结构。它提供了丰富的操作，如添加成员、检查成员是否存在、删除成员、求交集、并集、差集等。

• SADD:
  • 格式: SADD key member [member …]
  • 功能: 将一个或多个成员 member 添加到指定 key 对应的集合中。如果成员已存在，则不做任何操作。
  • 返回值: 返回实际添加到集合中的新成员数量（即原本不存在于集合中的成员数量）。
• SREM:
  • 格式: SREM key member [member …]
  • 功能: 从指定 key 对应集合中移除一个或多个成员。如果成员不存在于集合中，则不做任何操作。
  • 返回值: 返回成功移除的成员数量
• SCARD:
  • 格式: SCARD key
  • 功能: 返回指定 key 对应集合中元素（成员）的数量。
  • 返回值: 返回集合的元素数量，若 key 不存在或不对应集合，则返回 0。
• SISMEMBER:
  • 格式: SISMEMBER key member
  • 功能: 检查指定 member 是否存在于指定 key 对应的集合中。
  • 返回值: 如果 member 存在于集合中，返回 1；否则返回 0。
• SMEMBERS:
  • 格式: SMEMBERS key
  • 功能: 返回指定 key 对应集合中的所有成员。
  • 返回值: 返回包含集合所有成员的列表，按无序方式排列。
• SINTER:
  • 返回所有给定集合之间的交集元素。
• SDIFF:
  • 返回第一个集合与其他集合之间的差集元素。
• SUNION:
  • 返回所有给定集合的并集元素。

# 张三的朋友集合
SADD zhangsan lisi wangwu zhaoliu
# 李四的朋友集合
SADD lisi wangwu mazhi ergou
# 查看张三的朋友集合大小
SCARD zhangsan
# 求交集
SINTER zhangsan lisi
# 求差集
SDIFF zhangsan lisi
# 求并集
SUNION zhangsan lisi
# 判断lisi是否在zhangsan的集合内
SISMEMBER zhangsan lisi
# 判断zhangsan是否在lisi的集合内
SISMEMBER lisi zhangsan
# 从zhangsan朋友圈内移除lisi
SREM zhangsan lisi
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2.3.5 SortedSet类型

Redis 的 Sorted Set（有序集合）类型是一种特殊的集合数据结构，它结合了 Set（无重复元素）和排序（每个元素关联一个分数）的特点。底层基于跳表+hash表

常见命令：

• ZADD key score member
  • 添加一个或多个元素到sorted set，如果已经存在则更新其score值
• ZREM key member
  • 删除sorted set中的一个指定元素
• ZSCORE key member
  • 获取sorted set 中指定元素的score值
• ZRANK key member
  • 获取sorted set中指定元素的排名
• ACARD key
  • 获取sorted set中的元素个数
• ZCOUNT key min max
  • 统计score值在给定范围内的所有元素的个数
• ZINCRBY key increment member
  • 让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
• ZRANGE key min max
  • 按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
• ZRANGEBYSCORE key min max:
  • 按照score排序后，获取指定score范围内的元素
• ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集
  

# 添加元素到集合中
ZADD stus 85 Jack 89 Lucy 82 Rose 95 Tom 78 Jeery 92 Amy 76 Miles
# 从集合stus删除Tom
ZREM stus Tom
# 查看Amy的分数
ZSCORE stus Amy
# 查看Rose的排名
ZRANK stus Rose
# 查找分数在80分以下的学生的数量
ZCOUNT stus 0 80
# 给Amy+2分
ZINCRBY stus 2 Amy
# 获取排名前三的同学
ZRANGE stus 0 2
# 获取分数小于80的同学
ZRANGEBYSCORE stus 0 80
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2.4 key的层级结构

例子：

	项目名：业务名：类型：id
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