Redis第一章：初识

1.1 Redis介绍

1.2 Redis 特性

1.3 Redis 使⽤场景

1.3.1 Redis 可以做什么

1.3.2 Redis 不可以做什么

1.4 安装并启动 Redis

1.5 Redis 命令⾏客⼾端

1.1 Redis介绍

Redis 是⼀种基于键值对（key-value）的 NoSQL 数据库，与很多键值对数据库不同的是，Redis 中的值可以是由 string（字符串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、zset（有序集合）、 Bitmaps（位图）、HyperLogLog、GEO（地理信息定位）等多种数据结构和算法组成，因此 Redis 可以满⾜很多的应⽤场景，⽽且因为 Redis 会将所有数据都存放再内存中，所以它的读写性能⾮常惊⼈。不仅如此，Redis 还可以将内存的数据利⽤快照和⽇志的形式保存到硬盘上，这样在发⽣类似断电或者机器故障的时候，内存中的数据不会“丢失”。

1.2 Redis 特性

1. 速度快

        正常情况下，Redis 执⾏命令的速度⾮常快，官⽅给出的数字是读写性能可以达到 10 万 / 秒，是什么造就了 Redis 如此之快，可以⼤概归纳为以下三点：

        • Redis 的所有数据都是存放在内存中的，所以把数据放在内存中是 Redis 速度快的最主要原因。

        • Redis 是⽤ C 语⾔实现的，⼀般来说 C 语⾔实现的程序 “距离” 操作系统更近，执⾏速度相对会更快。

        • Redis 使⽤了单线程，预防了多线程可能产⽣的竞争问题。 Redis 在 6.0 版本引⼊了多线程机制，但主要也是在处理⽹络和 IO，不涉及到数据命令，即命令的执⾏仍然采⽤了单线程模式。

2. 基于键值对的数据结构服务器

Redis 中的值不仅可以是字符串，⽽且还可以是具体的数据结构，这样不仅能便于在许多应⽤场景的开发，同时也能提⾼开发效率。Redis 的全称是 REmote Dictionary Server，它主要提供了 5 种数据结构：字符串（string）、哈希（hash）、列表（list）、集合（set）、有序集合（ordered set / zet），同时在字符串的基础之上演变出了位图（Bitmaps）和 HyperLogLog 两种神奇的 ”数据结构“，并且随着 LBS（Location Based Service，基于位置服务）的不断发展，Redis 3.2. 版本种加⼊有关 GEO（地理信息定位）的功能，总之在这些数据结构的帮助下，开发者可以开发出各种 “有意思” 的应⽤。

3. 丰富的功能

除了 5 种数据结构，Redis 还提供了许多额外的功能：

• 提供了键过期功能，可以⽤来实现缓存。

• 提供了发布订阅功能，可以⽤来实现消息系统。

• ⽀持 Lua 脚本功能，可以利⽤ Lua 创造出新的 Redis 命令。

• 提供了简单的事务功能，能在⼀定程度上保证事务特性。

• 提供了流⽔线（Pipeline）功能，这样客⼾端能将⼀批命令⼀次性传到 Redis，减少了⽹络的开销。

4. 简单稳定

Redis 的简单主要表现在三个⽅⾯。⾸先，Redis 的源码很少，早期版本的代码只有 2 万⾏左右， 3.0 版本以后由于添加了集群特性，代码增⾄ 5 万⾏左右，相对于很多 NoSQL 数据库来说代码量相对要少很多，也就意味着普通的开发和运维⼈员完全可以 “吃透” 它。其次，Redis 使⽤单线程模型，这样不仅使得 Redis 服务端处理模型变得简单，⽽且也使得客⼾端开发变得简单。最后，Redis 不需要依赖于操作系统中的类库（例如 Memcache 需要依赖 libevent 这样的系统类库），Redis ⾃⼰实现了事件处理的相关功能。但与简单相对的是 Redis 具备相当的稳定性，在⼤量使⽤过程中，很少出现因为 Redis ⾃⾝ BUG ⽽导致宕掉的情况。

5. 客⼾端语⾔多

Redis 提供了简单的 TCP 通信协议，很多编程语⾔可以很⽅便地接⼊到 Redis，并且由于 Redis 受到社区和各⼤公司的⼴泛认可，所以⽀持 Redis 的客⼾端语⾔也⾮常多，⼏乎涵盖了主流的编程语⾔，例如 C、C++、Java、PHP、Python、NodeJS 等，后续我们会对 Redis 的客⼾端使⽤做详细说明。

6. 持久化（Persistence）

通常看，将数据放在内存中是不安全的，⼀旦发⽣断电或者机器故障，重要的数据可能就会丢失，因此 Redis 提供了两种持久化⽅式：RDB 和 AOF，即可以⽤两种策略将内存的数据保存到硬盘中，这样就保证了数据的可持久性，后续我们将对 Redis 的持久化进⾏详细说明。

7. 主从复制（Replication）

Redis 提供了复制功能，实现了多个相同数据的 Redis 副本（Replica），复制功能是分布式 Redis 的基础。后续我们会对 Redis 的复制功能进⾏详细演⽰。

8. ⾼可⽤（High Availability）和分布式（Distributed）

Redis 提供了⾼可⽤实现的 Redis 哨兵（Redis Sentinel），能够保证 Redis 结点的故障发现和故障⾃动转移。也提供了 Redis 集群（Redis Cluster），是真正的分布式实现，提供了⾼可⽤、读写和容量的扩展性。

1.3 Redis 使⽤场景

1.3.1 Redis 可以做什么

1. 缓存（Cache）

缓存机制⼏乎在所有⼤型⽹站都有使⽤，合理地使⽤缓存不仅可以加速数据的访问速度，⽽且能够有效地降低后端数据源的压⼒。Redis 提供了键值过期时间设置，并且也提供了灵活控制最⼤内存和内存溢出后的淘汰策略。可以这么说，⼀个合理的缓存设计能够为⼀个⽹站的稳定保驾护航。

2. 排⾏榜系统

排⾏榜系统⼏乎存在于所有的⽹站，例如按照热度排名的排⾏榜，按照发布时间的排⾏榜，按照各种复杂维度计算出的排⾏榜，Redis 提供了列表和有序集合的结构，合理地使⽤这些数据结构可以很⽅便地构建各种排⾏榜系统。

3. 计数器应⽤

计数器在⽹站中的作⽤⾄关重要，例如视频⽹站有播放数、电商⽹站有浏览数，为了保证数据的实时性，每⼀次播放和浏览都要做加 1 的操作，如果并发量很⼤对于传统关系型数据的性能是⼀种挑战。Redis 天然⽀持计数功能⽽且计数的性能也⾮常好，可以说是计数器系统的重要选择。

4. 社交⽹络

赞 / 踩、粉丝、共同好友 / 喜好、推送、下拉刷新等是社交⽹站的必备功能，由于社交⽹站访问量通常⽐较⼤，⽽且传统的关系型数据不太合适保存这种类型的数据，Redis 提供的数据结构可以相对⽐较容易地实现这些功能。

5. 消息队列系统

消息队列系统可以说是⼀个⼤型⽹站的必备基础组件，因为其具有业务解耦、⾮实时业务削峰等特性。Redis 提供了发布订阅功能和阻塞队列的功能，虽然和专业的消息队列⽐还不够⾜够强⼤，但是对于⼀般的消息队列功能基本可以满⾜

1.3.2 Redis 不可以做什么

实际上和任何⼀⻔技术⼀样，每个技术都有⾃⼰的应⽤场景和边界，也就是说 Redis 并不是万⾦油，有很多合适它解决的问题，但是也有很多不合适它解决的问题。我们可以站在数据规模和数据冷热的⻆度来进⾏分析。

站在数据规模的⻆度看，数据可以分为⼤规模数据和⼩规模数据，我们知道 Redis 的数据是存放在内存中的，虽然现在内存已经⾜够便宜，但是如果数据量⾮常⼤，例如每天有⼏亿的⽤⼾⾏为数据，使⽤ Redis 来存储的话，基本上是个⽆底洞，经济成本相当⾼。
站在数据冷热的⻆度，数据分为热数据和冷数据，热数据通常是指需要频繁操作的数据，反之为冷数据，例如对于视频⽹站来说，视频基本信息基本上在各个业务线都是经常要操作的数据，⽽⽤⼾的观看记录不⼀定是经常需要访问的数据，这⾥暂且不讨论两者数据规模的差异，单纯站在数据冷热的⻆度上看，视频信息属于热数据，⽤⼾观看记录属于冷数据。如果将这些冷数据放在 Redis 上，基本上是对于内存的⼀种浪费，但是对于⼀些热数据可以放在 Redis 中加速读写，也可以减轻后端存储的负载，可以说是事半功倍。

所以，Redis 并不是万⾦油，相信随着我们对 Redis 的逐步学习，能够清楚 Redis 真正的使⽤场景。

1.4 安装并启动 Redis

我们选择 5.0 版本安装，原因是 5.0 已经⽀持了⼤部分的功能特性，⽽且相⽐较于 7.0 版本，更容易进⾏安装使⽤。

💡 Redis 的官⽅并不⽀持微软的 Windows 操作系统，因为 Redis 的许多特性都是和操作系统相关的，所以⽀持 Windows 会增加维护成本，⽽且更重要的是⼤部分公司都在使⽤ Linux 操作系统，⽽ Redis 在 Linux 操作系统上的表现已经得到实践的证明。当然 Redis 作为⼀款优秀的开源技术，还是吸引到微软公司的注意，微软公司的开源技术组在 Github 上维护了⼀个 Redis 分⽀：https://github.com/MSOpenTech/redis。不过我们还是强烈建议⼤家在 Linux 上使⽤ Redis。

如果是Centos8，yum仓库中默认的redis版本就是5，直接yum install 即可~~

如果是Centos7，yum仓库中默认的redis版本是3系列，比较老

接下来演示Centos7的安装方法：

1、首先安装scl源，再安装redis

yum install centos-release-scl-rh
yum install rh-redis5-redis

上述两个操作没问题的话，你的redis就安装好了

2、创建符号连接

针对可执行程序设置符号链接

cd /usr/bin
ln -s /opt/rh/rh-redis5/root/usr/bin/redis-server ./redis-server
ln -s /opt/rh/rh-redis5/root/usr/bin/redis-sentinel ./redis-sentinel
ln -s /opt/rh/rh-redis5/root/usr/bin/redis-cli ./redis-cli

针对配置文件设置符号链接

cd /etc/
ln -s /etc/opt/rh/rh-redis5/ ./redis

3、修改配置文件

cd redis/
vim redis.conf

把bind修改为0.0.0.0

把protected-mode修改为no

把daemonize修改为yes

4、设置工作目录

mkdir -p /var/lib/redis
cd redis/
vim redis.conf

把dir 路径修改为 /var/lib/redis

5、设置日志目录

mkdir -p /var/log/redis
cd redis/
vim redis.conf

把logfile路径修改为 /var/log/redis/redis-server.log

6、启动redis

redis-server /etc/redis/redis.conf

如果没报错，说明redis已经启动了

连接redis

redis-cli

7、停止redis服务

通过netstat或者ps查询redis服务器的pid，再根据pid进行kill即可

kill （你的redis进程id）

1.5 Redis 命令⾏客⼾端

redis-cli 可以使⽤两种⽅式连接 Redis 服务器

第⼀种是交互式⽅式：通过 redis-cli -h { host } -p { port } 的⽅式连接到 Redis 服务，后续所有的操作都是通过交互式的⽅式实现，不需要再执⾏ redis-cli 了，例如：

[root@host ~]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> set key hello
OK
127.0.0.1:6379> get key
"hello"

第⼆种是命令⽅式：⽤redis-cli -h { host } -p { port } { command } 就可以直接得到命令的返回结果，例如：

[root@host ~]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 ping
PONG
[root@host ~]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 set key hello
OK
[root@host ~]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 get key
"hello"

这⾥有两点要注意：

1）由于我们连接的 Redis 服务位于 127.0.0.1，端⼝也使⽤的是默认的 6379 端⼝，所以可以省略 -h { host } -p { port }。

2）Redis 是学习 Redis 的重要⼯具，后续的⼤量章节都是⽤它来做讲解。有关 redis-cli 提供的更为强⼤的功能将在后续章节做详细介绍。