Redis總結 - 台部落

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Redis 命令參考

Commands

Redis是什麼

　　Redis是一個開源(BSD許可)的內存中的數據結構存儲，用作數據庫、緩存和消息中間件。它支持多種數據結構，如字符串、哈希表、列表、無序集合、有序集合的範圍查詢，位圖、基數統計和地理空間索引的與查詢。Redis內置複製、Lua腳本、LRU回收、事務和不同級別的磁盤持久化，並通過哨兵和自動分區提供高可用性集羣。

單線程結構

純內存數據庫，瓶頸不在內存，在於網絡IO
單線程，避免頻繁切換上下文
異步阻塞I/O（多路複用）

持久化

RDB（Redis DataBase）持久化

快照
優點：適合備份、還原、恢復數據快、最大化 Redis 的性能
缺點：兩次快照間的數據會丟失、數據集比較龐大時， fork() 可能會非常耗時

AOF（Append Only File）持久化

日誌
優點：數據完整性高、可讀性高、可重寫（重寫後的新 AOF 文件包含了恢復當前數據集所需的最小命令集合）
缺點：體積大、慢於RDB、有bug

事務

multi開啓事務，exec執行事務

　　可以看到，redis事務實現原理是將要執行的命令，存儲到一個隊列中，依次執行，報錯時停止並取消事務，不報錯則提交事務。

例外：不會回滾的情況：

當一個事務中某一條（多條）命令加入隊列不報錯，執行時纔會報錯，則redis會忽略錯誤繼續執行。

　　使用watch監視一個(或多個) key ，如果在事務執行之前這個(或這些) key 被其他命令所改動，那麼事務將被打斷。當exec被調用時，不管事務是否成功執行，對所有鍵的監視都會被取消。或者調用unwatch手動取消監控。

管道

pipeline通過減少客戶端與redis的通信次數來實現降低往返延時時間，而且Pipeline 實現的原理是隊列，而隊列的原理是時先進先出，這樣就保證數據的順序性。
適用場景：批量操作、可靠性要求不高、

Lua腳本

　　Lua是一個高效的輕量級腳本語言，用標準C語言編寫並以源代碼形式開放，其設計目的是爲了嵌入應用程序中，從而爲應用程序提供靈活的擴展和定製功能，從定義上來說， Redis 中的腳本本身就是一種事務，所以任何在事務裏可以完成的事，在腳本里面也能完成。並且一般來說，使用腳本要來得更簡單，並且速度更快。

通過lua腳本可以原子執行多條redis命令
執行lua腳本期間，會阻塞所有命令操作

使用腳本的好處

減少網絡開銷，在Lua腳本中可以把多個命令放在同一個腳本中運行
原子操作，redis會將整個腳本作爲一個整體執行，中間不會被其他命令插入。換句話說，編寫腳本的過程中無需擔心會出現競態條件
複用性，客戶端發送的腳本會永遠存儲在redis中，這意味着其他客戶端可以複用這一腳本來完成同樣的邏輯

多數據庫支持

默認支持16個數據庫；可以理解爲一個命名空間

跟關係型數據庫不一樣的點

redis不支持自定義數據庫名詞
每個數據庫不能單獨設置授權
每個數據庫之間並不是完全隔離的。可以通過flushall命令清空redis實例面的所有數據庫中的數據

通過 select dbid 去選擇不同的數據庫命名空間。 dbid的取值範圍默認是0 -15

分佈式集羣

　　Redis Cluster中，Sharding採用slot(槽)的概念，一共分成16384個槽，這有點兒類似前面講的pre sharding思路。對於每個進入Redis的鍵值對，根據key進行散列，分配到這16384個slot中的某一箇中。使用的hash算法也比較簡單，就是CRC16後16384取模。Redis集羣中的每個node(節點)負責分攤這16384個slot中的一部分，也就是說，每個slot都對應一個node負責處理。當動態添加或減少node節點時，需要將16384個槽做個再分配，槽中的鍵值也要遷移。當然，這一過程，在目前實現中，還處於半自動狀態，需要人工介入。Redis集羣，要保證16384個槽對應的node都正常工作，如果某個node發生故障，那它負責的slots也就失效，整個集羣將不能工作。爲了增加集羣的可訪問性，官方推薦的方案是將node配置成主從結構，即一個master主節點，掛n個slave從節點。這時，如果主節點失效，Redis Cluster會根據選舉算法從slave節點中選擇一個上升爲主節點，整個集羣繼續對外提供服務。這非常類似服務器節點通過Sentinel監控架構成主從結構，只是Redis Cluster本身提供了故障轉移容錯的能力。

redis sharding
codis
twemproxy

支持的數據類型、常用命令、常用場景

String

默認存儲最大容量爲512M

常用命令：set、get、incr、decr、append、strlen、mget、setnx

set get：緩存、單點登錄
bitmap：用戶上線次數統計
incr：計數器、限速器

List

有序，可重複

常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、llen、lrange、lrem、lset

lpush lpop：Stack(棧)
lpush rpop：Queue（隊列）
lpush ltrim：Capped Collection（有限集合）
lpush brpop：Message Queue（消息隊列）
blpop：事件提醒（替代輪詢）

Hash

不支持數據類型的嵌套

適合存儲對象

常用命令：hset、hget、[hmset](http://doc.redisfans.com/hash/hmset

,.html)、hmget、hgetall、hexists、hincrby、hsetnx、hdel

Set

無序、不重複

常用命令：sadd、srem、smembers、sdiff、sunion、sinter

sadd：標籤
sinter：交集
sunion：並集

SortedSet

有序、不重複

常用命令：zadd、zrange

zcount：統計信息
zrevrange：排行榜

key

常用命令：expire、ttl

Script

常用命令：eval

Redis安裝

安裝

首先，到redis官網找到要安裝的redis版本，Redis下載頁，我們這裏選用v4.0.11，依次執行下面命令：

# wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.11.tar.gz
# tar xzf redis-4.0.11.tar.gz
# cd redis-4.0.11
# make

到此安裝完成，然後可以通過make test測試編譯狀態

# make test

無報錯完成編譯應該會有這樣的輸出：

報錯：需要tcl 8.5以上來運行redis test

You need tcl 8.5 or newer in order to run the Redis test

make: *** [test] Error 1

下面安裝tcl8.6.1：

# wget http://downloads.sourceforge.net/tcl/tcl8.6.1-src.tar.gz
# sudo tar xzvf tcl8.6.1-src.tar.gz
# cd tcl8.6.1/unix/
# sudo ./configure
# sudo make
# sudo make install

再次運行make test，沒問題之後，運行最後一步，完成安裝：

# make install

直接啓動：

# ./redis-server ../redis.conf

後臺啓動redis，只需修改redis.conf配置文件的daemonize yes，再次啓動即可。

安裝啓動相關命令

啓動redis服務器：

# ./redis-server ../redis.conf

停止redis服務:

# ./redis-cli shutdown

連接本地啓動好的redis：

# redis-cli

根據ip端口連接redis：

# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

查看當前是否設置了密碼

127.0.0.1:6379> config get requirepass
1) "requirepass"
2) ""

設置密碼

127.0.0.1:6379> config set requirepass 123456 //密碼是123456
OK

使用總結

關於key

建議key不要太長，不要超過1024字節，佔用內存且會降低查詢效率
建議統一命名規則，例如：String:001:zhangsan:age

使用 bitmap 實現用戶上線次數統計

　　Bitmap 對於一些特定類型的計算非常有效。

　　假設現在我們希望記錄自己網站上的用戶的上線頻率，比如說，計算用戶 A 上線了多少天，用戶 B 上線了多少天，諸如此類，以此作爲數據，從而決定讓哪些用戶參加 beta 測試等活動 —— 這個模式可以使用 SETBIT 和 BITCOUNT 來實現。

　　比如說，每當用戶在某一天上線的時候，我們就使用 SETBIT ，以用戶名作爲 key ，將那天所代表的網站的上線日作爲 offset 參數，並將這個 offset 上的爲設置爲 1 。

　　舉個例子，如果今天是網站上線的第 100 天，而用戶 peter 在今天閱覽過網站，那麼執行命令 SETBIT peter 100 1 ；如果明天 peter 也繼續閱覽網站，那麼執行命令 SETBIT peter 101 1 ，以此類推。

　　當要計算 peter 總共以來的上線次數時，就使用 BITCOUNT 命令：執行 BITCOUNT peter ，得出的結果就是 peter 上線的總天數。

　　更詳細的實現可以參考博文(牆外) Fast, easy, realtime metrics using Redis bitmaps 。

緩存

緩存一致性

先更新庫數據，再刪除緩存

緩存擊穿和緩存雪崩

分佈式鎖的實現

setnx lua實現

public class RedisTool {

    private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
    private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
    private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
    private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;

    // 獲取鎖
    public static boolean getLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {

        String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);

        if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;

    }

    // 釋放鎖
    public static boolean releaseLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {

        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));

        if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

搶紅包，秒殺的實現

incr lua腳本實現

參考鏈接：

http://doc.redisfans.com

https://blog.csdn.net/liqingtx/article/details/60330555

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