談談redis,基礎學習

簡介:

Redis是一個開源,高級的鍵值存儲和一個適用的解決方案,用於構建高性能,可擴展的Web應用程序。

Redis有三個主要特點,使它優越於其它鍵值數據存儲系統 -

  • Redis將其數據庫完全保存在內存中,僅使用磁盤進行持久化。
  • Redis支持key-valu,list,set,zset,hash等數據結構的存儲。
  • Redis支持數據的備份,即master-slave模式的數據備份。

優勢:

  • 性能極高 – Redis能讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s 。
  • 豐富的數據類型 – Redis支持二進制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 數據類型操作。
  • 原子 – Redis的所有操作都是原子性的,意思就是要麼成功執行要麼失敗完全不執行。單個操作是原子性的。多個操作也支持事務,即原子性,通過MULTI和EXEC指令包起來。
  • 多實用工具- Redis是一個多實用工具,可用於多種用例,如:緩存,消息隊列(Redis本地支持發佈/訂閱),應用程序中的任何短期數據,例如,web應用程序中的會話,網頁命中計數等。

與其他存儲系統的區別

  • Redis是鍵值數據庫系統的不同進化路線,它的值可以包含更復雜的數據類型,可在這些數據類型上定義原子操作。

  • Redis是一個內存數據庫,但在磁盤數據庫上是持久的,因此它代表了一個不同的權衡,在這種情況下,在不能大於存儲器(內存)的數據集的限制下實現非常高的寫和讀速度。

  • 內存數據庫的另一個優點是,它與磁盤上的相同數據結構相比,複雜數據結構在內存中存儲表示更容易操作。 因此,Redis可以做很少的內部複雜性。

環境搭建(windows系統爲例):

github下載地址:https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases

下載zip壓縮包文件,下載完成後解壓到硬盤。cd至redis根目錄下。

啓動Redis服務:redis-server.exe redis.windows.conf,出現如下頁面說明啓動成功。

測試redis:保留原窗口,打開cmd新窗口cd到根目錄下,運行redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379。

設置鍵值對:set key1 helloword

取出鍵值:get key1

redis常用配置:

1.默認情況下 redis 不是作爲守護進程運行的,如果你想讓它在後臺運行,你就把它改成 yes。

daemonize no

2.當redis作爲守護進程運行的時候,它會把 pid 默認寫到 /var/run/redis.pid 文件裏面,但是你可以在這裏自己制定它的文件位置。

pidfile /var/run/redis.pid

3.監聽端口號,默認爲 6379,如果你設爲 0 ,redis 將不在 socket 上監聽任何客戶端連接。

port 6379

4.綁定的主機地址

bind 127.0.0.1

5.TCP 監聽的最大容納數量在高併發的環境下,你需要把這個值調高以避免客戶端連接緩慢的問題。Linux 內核會一聲不響的把這個值縮小成 /proc/sys/net/core/somaxconn 對應的值,所以你要修改這兩個值才能達到你的預期。

tcp-backlog 511

6.指定在一個 client 空閒多少秒之後關閉連接(0 就是不管它)

timeout 0

7.指定日誌文件的位置

logfile ""

8.指定日誌記錄級別,Redis總共支持四個級別:debug、verbose、notice、warning,默認爲verbose

 loglevel verbose

9、日誌記錄方式,默認爲標準輸出,如果配置Redis爲守護進程方式運行,而這裏又配置爲日誌記錄方式爲標準輸出,則日誌將會發送給/dev/null

    logfile stdout

10.設置數據庫的數量,默認數據庫爲0,可以使用SELECT <dbid>命令在連接上指定數據庫id

    databases 16

11.指定在多長時間內,有多少次更新操作,就將數據同步到數據文件,可以多個條件配合

    save <seconds> <changes>

    Redis默認配置文件中提供了三個條件:

    save 900 1

    save 300 10

    save 60 10000

    分別表示900秒(15分鐘)內有1個更改,300秒(5分鐘)內有10個更改以及60秒內有10000個更改。

 

12.指定存儲至本地數據庫時是否壓縮數據,默認爲yes,Redis採用LZF壓縮,如果爲了節省CPU時間,可以關閉該選項,但會導致數據庫文件變的巨大

    rdbcompression yes

13.指定本地數據庫文件名,默認值爲dump.rdb

  dbfilename dump.rdb

14.指定本地數據庫存放目錄

    dir ./

15.設置當本機爲slav服務時,設置master服務的IP地址及端口,在Redis啓動時,它會自動從master進行數據同步

    slaveof <masterip> <masterport>

16.當master服務設置了密碼保護時,slav服務連接master的密碼

    masterauth <master-password>

17.設置Redis連接密碼,如果配置了連接密碼,客戶端在連接Redis時需要通過AUTH <password>命令提供密碼,默認關閉

    requirepass foobared

18.設置同一時間最大客戶端連接數,默認無限制,Redis可以同時打開的客戶端連接數爲Redis進程可以打開的最大文件描述符數,如果設置 maxclients 0,表示不作限制。當客戶端連接數到達限制時,Redis會關閉新的連接並向客戶端返回max number of clients reached錯誤信息

    maxclients 128

19.指定Redis最大內存限制,Redis在啓動時會把數據加載到內存中,達到最大內存後,Redis會先嚐試清除已到期或即將到期的Key,當此方法處理 後,仍然到達最大內存設置,將無法再進行寫入操作,但仍然可以進行讀取操作。Redis新的vm機制,會把Key存放內存,Value會存放在swap區

    maxmemory <bytes>

20指定是否在每次更新操作後進行日誌記錄,Redis在默認情況下是異步的把數據寫入磁盤,如果不開啓,可能會在斷電時導致一段時間內的數據丟失。因爲 redis本身同步數據文件是按上面save條件來同步的,所以有的數據會在一段時間內只存在於內存中。默認爲no

    appendonly no

21.指定更新日誌文件名,默認爲appendonly.aof

     appendfilename appendonly.aof

22.指定更新日誌條件,共有3個可選值:
    no:表示等操作系統進行數據緩存同步到磁盤(快)
    always:表示每次更新操作後手動調用fsync()將數據寫到磁盤(慢,安全)
    everysec:表示每秒同步一次(折中,默認值)

    appendfsync everysec

23.指定是否啓用虛擬內存機制,默認值爲no,簡單的介紹一下,VM機制將數據分頁存放,由Redis將訪問量較少的頁即冷數據swap到磁盤上,訪問多的頁面由磁盤自動換出到內存中(在後面的文章我會仔細分析Redis的VM機制)

     vm-enabled no

24.虛擬內存文件路徑,默認值爲/tmp/redis.swap,不可多個Redis實例共享

     vm-swap-file /tmp/redis.swap

25.將所有大於vm-max-memory的數據存入虛擬內存,無論vm-max-memory設置多小,所有索引數據都是內存存儲的(Redis的索引數據 就是keys),也就是說,當vm-max-memory設置爲0的時候,其實是所有value都存在於磁盤。默認值爲0

     vm-max-memory 0

26.Redis swap文件分成了很多的page,一個對象可以保存在多個page上面,但一個page上不能被多個對象共享,vm-page-size是要根據存儲的 數據大小來設定的,作者建議如果存儲很多小對象,page大小最好設置爲32或者64bytes;如果存儲很大大對象,則可以使用更大的page,如果不 確定,就使用默認值

vm-page-size 32

27.設置swap文件中的page數量,由於頁表(一種表示頁面空閒或使用的bitmap)是在放在內存中的,,在磁盤上每8個pages將消耗1byte的內存。

     vm-pages 134217728

28.設置訪問swap文件的線程數,最好不要超過機器的核數,如果設置爲0,那麼所有對swap文件的操作都是串行的,可能會造成比較長時間的延遲。默認值爲4

     vm-max-threads 4

29.設置在向客戶端應答時,是否把較小的包合併爲一個包發送,默認爲開啓

    glueoutputbuf yes

30.指定在超過一定的數量或者最大的元素超過某一臨界值時,採用一種特殊的哈希算法

    hash-max-zipmap-entries 64

    hash-max-zipmap-value 512

31.指定是否激活重置哈希,默認爲開啓(後面在介紹Redis的哈希算法時具體介紹)

    activerehashing yes

32.指定包含其它的配置文件,可以在同一主機上多個Redis實例之間使用同一份配置文件,而同時各個實例又擁有自己的特定配置文件

    include /path/to/local.conf

 

數據類型:

redis支持五種數據類型。

string:string 是 redis 最基本的類型, key 對應 value的模式。string 類型是二進制安全的,string 類型的值最大能存儲 512MB。

賦值:set name "tom"

獲取:get name

hash:Redis散列/哈希(Hashes)是鍵值對的集合。Redis散列/哈希是字符串字段和字符串值之間的映射。因此,它們用於表示對象。

賦值: HMSET  student  name "tom" classroom "22"  age "16"

獲取:HGET student name

list:Redis列表只是字符串列表,按插入順序排序。您可以向Redis列表的頭部或尾部添加元素。列表的最大長度爲2^32 - 1個元素(4294967295,每個列表可容納超過40億個元素)。

賦值:lpush list1 "name"

獲取:lrange list1 0 5

集合:Redis集合是字符串的無序集合。但是由於集合的唯一屬性,所以它只算添加一次。一個集合中的最大成員數量爲2^32 - 1(即4294967295,每個集合中元素數量可達40億個)個。

賦值:sadd  set2 "zhangsan"

獲取:smembers set2

 zset有序集合:Redis zset 和 set 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重複的成員。

不同的是每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。

zset的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重複。

賦值:zadd set1 0 "aa"

取值:zrangebyscore set1 0 20

Redis 有序集合命令

下表列出了 redis 有序集合的基本命令:

序號 命令及描述
1 ZADD key score1 member1 [score2 member2] 
向有序集合添加一個或多個成員,或者更新已存在成員的分數
2 ZCARD key 
獲取有序集合的成員數
3 ZCOUNT key min max 
計算在有序集合中指定區間分數的成員數
4 ZINCRBY key increment member 
有序集合中對指定成員的分數加上增量 increment
5 ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] 
計算給定的一個或多個有序集的交集並將結果集存儲在新的有序集合 key 中
6 ZLEXCOUNT key min max 
在有序集合中計算指定字典區間內成員數量
7 ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 
通過索引區間返回有序集合成指定區間內的成員
8 ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count] 
通過字典區間返回有序集合的成員
9 ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT] 
通過分數返回有序集合指定區間內的成員
10 ZRANK key member 
返回有序集合中指定成員的索引
11 ZREM key member [member ...] 
移除有序集合中的一個或多個成員
12 ZREMRANGEBYLEX key min max 
移除有序集合中給定的字典區間的所有成員
13 ZREMRANGEBYRANK key start stop 
移除有序集合中給定的排名區間的所有成員
14 ZREMRANGEBYSCORE key min max 
移除有序集合中給定的分數區間的所有成員
15 ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] 
返回有序集中指定區間內的成員,通過索引,分數從高到底
16 ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] 
返回有序集中指定分數區間內的成員,分數從高到低排序
17 ZREVRANK key member 
返回有序集合中指定成員的排名,有序集成員按分數值遞減(從大到小)排序
18 ZSCORE key member 
返回有序集中,成員的分數值
19 ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] 
計算給定的一個或多個有序集的並集,並存儲在新的 key 中
20 ZSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 
迭代有序集合中的元素(包括元素成員和元素分值)

 

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