Redis知识进阶-私人定制组

news2024/9/20 8:06:50

Redis

Redis 简介

Redis是一个开源的高性能键值对数据库，它支持多种类型的数据结构，如字符串（strings）、哈希（hashes）、列表（lists）、集合（sets）、有序集合（sorted sets）等。这些数据结构可以作为数据库的字段来使用，使得Redis不仅可以存储简单的数据，还可以处理更复杂的数据集合。
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关键特征

内存中数据存储：Redis主要将数据存储在内存中，这使得它能够提供极高的读写速度，通常在毫秒级别。
持久化：尽管Redis是一个内存数据库，但它提供了持久化机制，可以将内存中的数据保存到磁盘上，以防止数据丢失。
支持事务：Redis支持事务，可以确保一系列操作的原子性执行。
丰富的数据类型：Redis不仅支持基本的数据类型，还支持列表、集合等复杂的数据结构，这使得它在处理各种数据场景时非常灵活。
发布/订阅功能：Redis提供了发布/订阅模式，允许应用程序订阅消息通道，并接收发布到该通道的消息。
主从复制：Redis支持主从复制，可以用于数据的备份和负载均衡。
高可用性：通过哨兵系统（Sentinel）和集群（Cluster），Redis可以构建高可用性的系统。
Lua脚本：Redis支持在服务器端执行Lua脚本，这可以用于实现复杂的数据处理逻辑。
客户端库：Redis拥有丰富的客户端库，支持多种编程语言，使得在各种应用程序中集成Redis变得容易。
性能监控：Redis提供了多种监控工具和命令，可以帮助管理员监控和优化数据库的性能。

Redis不同操作系统安装

Redis的安装过程相对简单，但具体步骤可能会根据操作系统和环境的不同而有所变化。以下是在不同操作系统上安装Redis的一些通用步骤：

在Linux上的安装：

更新包管理器：
- 对于基于Debian的系统（如Ubuntu），使用：
```
sudo apt-get update
```
- 对于基于RPM的系统（如CentOS），使用：
```
sudo yum check-update
```

安装Redis：

对于Debian/Ubuntu：
```
sudo apt-get install redis-server
```
对于RPM/CentOS：
```
sudo yum install redis
```

启动Redis服务：
```
sudo systemctl start redis
```
设置Redis开机自启：
```
sudo systemctl enable redis
```
验证Redis服务状态：
```
sudo systemctl status redis
```
配置Redis（可选）：
- 编辑配置文件 /etc/redis/redis.conf 以调整配置选项，如持久化设置、密码保护、最大内存限制等。

在macOS上的安装：

使用Homebrew：

如果尚未安装Homebrew，请先安装Homebrew：

/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

使用Homebrew安装Redis：
```
brew install redis
```

启动Redis服务：
- 使用Homebrew服务启动Redis：
```
brew services start redis
```
验证Redis服务状态：
```
brew services list | grep redis
```

在Windows上的安装：

下载Redis：
- 访问Redis官网下载Windows版本：https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases
解压Redis：
- 解压下载的Redis压缩包到一个合适的目录。
运行Redis服务器：
- 打开命令提示符或PowerShell，导航到Redis目录，然后运行：
```
redis-server.exe redis.conf
```
使用Redis客户端：
- 在另一个命令提示符窗口中，运行Redis客户端以连接到服务器：
```
redis-cli.exe
```

请注意，这些步骤提供了一个基本的安装指南。在生产环境中，您可能需要进行更多的配置和优化，例如设置密码保护、调整持久化选项、配置主从复制或Redis集群等。此外，某些操作系统可能需要您手动下载和编译Redis源代码。

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Redis 数据结构及特点

常用5种及示例：

字符串（Strings）：
- 命令：SET, GET, INCR, DECR
- 示例：使用SET命令存储用户会话信息，GET命令检索会话信息。
```
SET user:session:12345 "session_data"
GET user:session:12345
```
列表（Lists）：
- 命令：LPUSH, RPUSH, LPOP, RPOP
- 示例：使用列表存储用户的最新消息，新消息插入到列表尾部。
```
LPUSH user:12345:messages "new_message"
RPOP user:12345:messages
```

集合（Sets）：

命令：SADD, SREM, SISMEMBER
示例：存储一个用户关注的话题集合。

SADD user:12345:followed_topics "technology"
SISMEMBER user:12345:followed_topics "technology"

有序集合（Sorted Sets）：
- 命令：ZADD, ZRANK, ZREVRANK
- 示例：存储用户排行榜，每个用户有一个分数。
```
ZADD leaderboard 90 user:12345
ZRANK leaderboard user:12345
```
哈希（Hashes）：
- 命令：HSET, HGET, HMGET
- 示例：存储用户信息，如用户名、年龄等。
```
HSET user:12345 username "JohnDoe" age 30
HGET user:12345 username
```

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其他结构

位图（Bitmaps）：

命令：SETBIT, GETBIT
示例：使用位图记录用户的签到状态。

SETBIT user:12345:sign_in 2024 1  # 2024年的第1天签到
GETBIT user:12345:sign_in 2024

超日志（HyperLogLogs）：
- 命令：PFADD, PFCOUNT
- 示例：统计独立访客数量。
```
PFADD unique_visitors user:12345
PFCOUNT unique_visitors
```
地理空间（Geospatial）：
- 命令：GEOADD, GEODIST, GEORADIUS
- 示例：存储地理位置，并查询附近的地点。
```
GEOADD places 39.9524 -75.1638 "PlaceA"
GEORADIUS places 39.9524 -75.1638 10 km
```
发布/订阅（Pub/Sub）：
- 命令：PUBLISH, SUBSCRIBE
- 示例：发布消息到频道，订阅频道接收消息。
```
PUBLISH news_updates "New update available"
SUBSCRIBE news_updates
```

流（Streams）：

命令：XADD, XREAD
示例：使用流存储日志信息。

XADD log_stream * timestamp 20240813T123000 message "System rebooted"
XREAD COUNT 10 STREAMS log_stream

键空间通知（Key-space notifications）：
- 命令：CONFIG SET 来启用通知
- 示例：订阅键空间通知以接收键的过期事件。
```
CONFIG SET notify-keyspace-events Ex
```
脚本（Scripts）：
- 使用EVAL或EVALSHA执行Lua脚本
- 示例：执行Lua脚本来计算多个键的总和。
```
EVAL "return redis.call('INCR',KEYS[1]) + redis.call('INCR',KEYS[2])" 2 key1 key2
```

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主要功能

内存中数据存储：Redis将数据存储在内存中，这意味着数据的读写速度非常快，通常在微秒级别，这使得Redis非常适合需要快速访问数据的应用程序。
数据持久化：尽管数据存储在内存中，但Redis提供了数据持久化的选项，可以通过RDB快照或AOF日志来将内存中的数据保存到磁盘上，以防系统故障导致数据丢失。
异步I/O：从Redis 6.0开始，Redis引入了多线程I/O处理，用于处理客户端的连接和请求的读写，这些操作是异步的，不会阻塞主线程的命令执行。
存储会话数据：在Web应用程序中，用户的状态信息通常存储在服务器端的会话中。使用Redis，可以将用户的会话数据存储在内存中，键可以是用户的会话ID。