Redis基础笔记
- WBOY原創
- 2016-06-07 16:32:281013瀏覽
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简介
简介
Redis(REmote DIctionary Server),远程字典服务器，以字典结构存储数据，允许通过TCP协议读取字典中内容. 高性能键值对数据库
作用：
1.缓存系统： 可以为每个键设置TTL(Time To Live),生存时间到期后键会自动被删除
可限定数据占用最大内存空间，数据大道空间限制后自动按照一定规则淘汰不需要键
2.任务队列： redis列表类型可以用来实现队列, 支持阻塞式读取，很容易用作高性能队列，还支持“发布/订阅“消息的模式
其他:
1.Redis中, 所有数据都存储在内存中, 但提供了持久化支持, 内存中数据可以异步写入硬盘, 不影响现有服务 2.与memcached对比, redis单线程模型, memcached支持多线程. 但redis支持高级数据类型和持久化
安装
安装
1.wget http://download.redis.io/releases/redis-2.6.16.tar.gz 2.tar -xzvf redis-2.6.16.tar.gz 3.cd redis-2.6.16 4.make 5.make install
osx
brew install redis
安装后，在/usr/local/bin下面有
redis-server 服务器, 重点 redis-cli 命令行客户端, 重点 redis-benchmark 性能测试工具 redis-check-aof AOF文件修复工具 redis-check-dump RDB文件检查工具
启动
直接启动
redis-server #默认6379 redis-server --port 6380 # 启动命令中配置将覆盖配置文件中同名参数 redis-server /path/to/redis.conf --loglevel warning
通过初始化脚本运行(生产环境)
在安装包目录redis-2.6.16/utils/redis_init_script
1.将脚本复制到/etc/init.d目录下，文件名为 redis_端口号, 修改文件第六行 REDISPORT为相同端口号
2.建立目录
/etc/redis 存放配置文件
/var/redis/端口号 存放持久化文件
3.修改配置文件
将配置文件redis-2.6.16/redis.conf 复制到/etc/redis目录下，以端口号命名 e.g. 6379.conf
修改配置文件中部分参数
daemonize yes 使redis以守护进程模式运行
pidfile /var/run/redis_端口号.pid 设置redis的PID文件按位置
port 端口号 设置监听的端口号
dir /var/redis/端口号 设置持久化文件存放位置
停止
redis-cli SHUTDOWN //server断开所有客户端连接, 根据配置执行持久化, 最后退出
Redis命令行客户端
发送命令：
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
redis-cli PING
redis-cli
命令返回值
状态回复，e.g. >PING
错误恢复, e.g. >ECMD
整数回复, e.g. >INCR foo
字符串回复，e.g. >GET foo >GET notexists`
多行字符串回复，e.g. >KEYS *
五种数据类型及相应命令
基础命令(redis-cli)
- 返回符合规则的键名列表
pattern支持通配符, ? * [] 等, 会遍历所有键, 当键的数量较多时影响性能
>KEYS pattern
e.g.
>SET bar 1 >KEYS *
- 判断一个键是否存在
返回，0不存在，1存在
>EXISTS key
e.g.
127.0.0.1:6379> EXISTS bar (integer) 1 127.0.0.1:6379> EXISTS foo (integer) 0
- 删除键
可以删除多个键, 返回删除的个数
>DEL key [key ...]
e.g.
127.0.0.1:6379> DEL bar (integer) 1 127.0.0.1:6379> DEL bar (integer) 0
- 获取键值的数据类型
返回string,hash(散列),list(列表),set(集合),zset(有序集合)
>TYPE key
e.g.
127.0.0.1:6379> SET bar 1 OK 127.0.0.1:6379> TYPE bar string
1. 字符串类型
最基本类型, 能存储任何形式/编码字符串, 包括二进制. 允许存储最大容量是512M
-
赋值和取值命令
>SET key value >GET key
e.g.
127.0.0.1:6379> SET hi "hello world" OK 127.0.0.1:6379> GET hi "hello world" 127.0.0.1:6379> GET abc (nil)
-
递增数字(当存储的字符串是整数形式时)
当操作键不存在时，默认值0，第一次递增后结果1，当键值不是整数时，报错 >INCR key 原子操作，可用于类似访问量统计, 自增id >INCRBY key increment >INCRBY bar 2
e.g.
127.0.0.1:6379> INCR abc (integer) 1 127.0.0.1:6379> GET abc "1" 127.0.0.1:6379> INCRBY abc 2 (integer) 3 127.0.0.1:6379> GET abc "3"
-
减少数字
>DECR key >DECRBY key decrement
e.g.
127.0.0.1:6379> DECR abc (integer) 2 127.0.0.1:6379> DECRBY abc 2 (integer) 0
-
浮点数
>INCRBYFLOAT key increment >INCRBYFLOAT bar 2.7
e.g.
127.0.0.1:6379> GET bar "1" 127.0.0.1:6379> INCRBYFLOAT bar 1.5 "2.5"
-
向尾部追加
返回追加字符串长度 >APPEND key value
e.g.
>SET key hello >APPEND key "world"
-
获取字符串长度
>STRLEN key
e.g.
127.0.0.1:6379> GET hi "hello world" 127.0.0.1:6379> STRLEN hi (integer) 11
-
同时设置，获取多个键值
>MGET key [key ...] >MSET key value [key value ...]
e.g.
127.0.0.1:6379> MSET k1 v1 k2 v2 OK 127.0.0.1:6379> GET k1 "v1" 127.0.0.1:6379> MGET k1 k2 1) "v1" 2) "v2"
-
位操作
>GETBIT key offset >SETBIT key offset value >BITCOUNT key [start] [end] #获取值为1的二进制位个数 >BITOP operation destkey key [key ...] #对多个字符串类型键进行位运算, 并将结果存储到destkey e.g. BITOP OR res fol fo2 GET res
e.g.
a 97 01100001 127.0.0.1:6379> SET k 'a' OK 127.0.0.1:6379> GET k "a" 127.0.0.1:6379> GETBIT k 0 (integer) 0 127.0.0.1:6379> GETBIT k 1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> BITCOUNT k (integer) 3
BP: redis对键的命名， 对象类型:对象id:对象属性
2. 散列类型
一种字典结构，其存储了字段(field)和字段值映射，但字段值只能是字符串，不支持其他数据类型(即散列类型不支持数据类型嵌套)
散列类型适合存储对象
对象类型:id - 对象属性 - 对象属性值
-
基本命令
>HSET key field value >HGET key field #HSET不区分插入更新 >HMSET key field value [field value ...] >HMGET key field [field ...] >HGETALL key
e.g.
127.0.0.1:6379> HSET car name bmw (integer) 1 127.0.0.1:6379> HGET car name "bmw" 127.0.0.1:6379> HMSET car price 100 score 50 OK 127.0.0.1:6379> HMGET car name price score 1) "bmw" 2) "100" 3) "50" 127.0.0.1:6379> HGETALL car 1) "name" 2) "bmw" 3) "price" 4) "100" 5) "score" 6) "50"
-
判断字段是否存在
#存在返回1，否则返回0 >HEXISTS key field
e.g.
127.0.0.1:6379> HEXISTS car name (integer) 1 127.0.0.1:6379> HEXISTS car model (integer) 0
-
当字段不存在时赋值
#已存在不进行任何操作, 不存在赋值 >HSETNX key field value
e.g.
127.0.0.1:6379> HSETNX car name abc (integer) 0 127.0.0.1:6379> HGET car name "bmw" 127.0.0.1:6379> HEXISTS car model (integer) 0 127.0.0.1:6379> HSETNX car model 1 (integer) 1 127.0.0.1:6379> HGET car model "1"
-
增加数字
>HINCRBY key field increment
e.g.
>HINCRBY person score 60
-
删除字段
>HDEL key field [field ...]
e.g.
HDEL car price
-
只获取字段名或字段值
>HKEYS key >HVALS key
e.g.
127.0.0.1:6379> HKEYS car 1) "name" 2) "price" 3) "score" 4) "model" 127.0.0.1:6379> HVALS car 1) "bmw" 2) "100" 3) "50" 4) "1"
-
获取字段数量
>HLEN key
e.g.
127.0.0.1:6379> HLEN car (integer) 4
3. 列表类型
List, 可以存储一个有序的字符串列表, 列表内元素非唯一性，可以向两端加入元素，或者获得列表的某一个片段
内部使用双向链表实现,两端添加元素复杂度O(1), 通过索引访问的速度较慢
可以用在分页, 新鲜事, 记录日志等
-
向列表两端增加元素(可同时增加多个)
>LPUSH key value [value ...] >RPUSH key value [value ...]
e.g.
127.0.0.1:6379> LPUSH num 1 2 3 (integer) 3 127.0.0.1:6379> RPUSH num 0 (integer) 4 # 3 2 1 0
- 从列表两端弹出元素
先移除一个元素，然后返回之
>LPOP key >RPOP key
e.g.
127.0.0.1:6379> LPOP num "3" 127.0.0.1:6379> RPOP num "0"
-
获取元素个数
>LLEN key
e.g.
127.0.0.1:6379> LLEN num (integer) 2
-
获取片段(同python切片，-1表最后一个, stop超出返回最右边元素, start大于stop返回空)
>LRANGE key start stop
e.g.
127.0.0.1:6379> LPUSH test a b c d e f g (integer) 7 127.0.0.1:6379> LRANGE test 0 2 1) "g" 2) "f" 3) "e"
-
删除列表中指定值的元素
>LREM key count value 删除列表中前count个值为value的元素，返回值为实际删除元素的个数 count = 0 所有 > 0 从左边开始删count个
e.g.
127.0.0.1:6379> LRANGE test 0 2 1) "g" 2) "f" 3) "e" 127.0.0.1:6379> LREM test 0 f (integer) 1 127.0.0.1:6379> LRANGE test 0 2 1) "g" 2) "e" 3) "d"
-
设置指定索引元素值
>LINDEX key index >LSET key index value
e.g.
127.0.0.1:6379> LPUSH lt 3 2 1 (integer) 3 127.0.0.1:6379> LINDEX lt 0 "1" 127.0.0.1:6379> LSET lt 0 -1 OK 127.0.0.1:6379> LINDEX lt 0 "-1"
-
只保留列表指定片段
删除指定索引范围之外的所有元素 >LTRIM key start end
e.g.
127.0.0.1:6379> LRANGE la 0 99 1) "6" 2) "5" 3) "4" 4) "3" 5) "2" 6) "1" 127.0.0.1:6379> LTRIM la 0 2 OK 127.0.0.1:6379> LRANGE la 0 99 1) "6" 2) "5" 3) "4"
-
向列表中插入元素
>LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value 从左到右查找值为pivot的元素，然后根据BEFORE/AFTER决定将value插入该元素前面还是后面
e.g.
127.0.0.1:6379> LRANGE la 0 99 1) "6" 2) "5" 3) "4" 127.0.0.1:6379> LINSERT la AFTER 5 3 (integer) 4 127.0.0.1:6379> LRANGE la 0 99 1) "6" 2) "5" 3) "3" 4) "4"
将元素从一个列表转到另一个列表
RPOPLPUSH source destination #RPOP，然后LPUSH，返回每个元素值，e.g.循环测试网址的可用性
4. 集合类型
无序，无重复(唯一)，可以存储最多2^32 - 1 个字符串
- 增加删除元素
返回操作成功的个数
>SADD key member [member ...]
>SREM key member [member ...]
e.g.
127.0.0.1:6379> SADD letters a (integer) 1 127.0.0.1:6379> SADD letters a b c (integer) 2
-
获得集合中的所有元素
>SMEMBERS key
e.g.
127.0.0.1:6379> SMEMBERS letters 1) "c" 2) "a" 3) "b"
-
判断元素是否在集合中(复杂度O(1))
>SISMEMBER key member
e.g.
127.0.0.1:6379> SISMEMBER letters a (integer) 1 127.0.0.1:6379> SISMEMBER letters d (integer) 0
-
集合间运算
# 差集 >SDIFF key [key ...] # 交集 >SINTER key [key ...] # 并集 >SUNION key [key ...]
-
进行集合运算并将结果存储
>SDIFFSTORE destination_key key [key ...] >SINTERSTORE destination_key key [key ...] >SUNIONSTORE destination_key key [key ...]
-
获得集合中元素个数
>SCARD key
e.g.
127.0.0.1:6379> SCARD letters (integer) 3
-
随机获取集合中元素
>SRANDMEMBER key [count] count，正数，获取count个不重复的元素 count, 负数，获取|count|个，可能重复
e.g.
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER letters "b" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER letters 2 1) "a" 2) "c" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER letters -2 1) "b" 2) "b"
-
弹出一个元素
>SPOP key
e.g.
127.0.0.1:6379> SPOP letters "c" 127.0.0.1:6379> SCARD letters (integer) 2
5. 有序集合
sorted set,集合中每个元素都关联一个分数(不同元素分数可以相同)，可以根据分数进行排序(最高/最低N个)，进行有序相关的操作(分数可以相同)
有序集合使用散列表和跳跃表实现, 读取复杂度更低, 更耗费内存
按点击量排序，按时间排序等等，时间轴操作
-
增加元素
>ZADD key score member [score member]
e.g.
127.0.0.1:6379> ZADD scoreboard 89 tom 67 peter 100 david (integer) 3 127.0.0.1:6379> ZADD scoreboard 70 peter (integer) 0
-
获取元素分数
>ZSCORE key member
e.g.
127.0.0.1:6379> ZSCORE scoreboard peter "70"
- 获取排名在某个范围内的元素列表
分数相同，按字典序排,中文的话，取决于编码方式
#分数从小到大排，返回索引从 start-stop之间的所有元素，包含两端元素, WITHSCORES同时获得元素分数 >ZRANGE key start stop [WITHSCORES] >ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]
e.g.
127.0.0.1:6379> ZRANGE scoreboard 0 2 1) "peter" 2) "tom" 3) "david" 127.0.0.1:6379> ZRANGE scoreboard 0 2 WITHSCORES 1) "peter" 2) "70" 3) "tom" 4) "89" 5) "david" 6) "100" 127.0.0.1:6379> ZREVRANGE scoreboard 0 2 WITHSCORES 1) "david" 2) "100" 3) "tom" 4) "89" 5) "peter" 6) "70"
-
获取指定分数范围的元素
>ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]
e.g.
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 80 100 WITHSCORES 1) "tom" 2) "89" 3) "david" 4) "100"
希望不包含端点值
>ZRANGEBYSCORE scoreboard 80 (100 正负无穷大 +inf -inf
e.g.
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 80 (100 WITHSCORES 1) "tom" 2) "89" 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 80 +inf WITHSCORES 1) "tom" 2) "89" 3) "david" 4) "100" 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 80 +inf WITHSCORES LIMIT 0 1 1) "tom" 2) "89"
-
增加某个元素分数
>ZINCRBY key increment member
e.g.
127.0.0.1:6379> ZSCORE scoreboard tom "89" 127.0.0.1:6379> ZINCRBY scoreboard 2 tom "91" 127.0.0.1:6379> ZSCORE scoreboard tom "91"
-
获得集合中元素数量
>ZCARD key
e.g.
127.0.0.1:6379> ZCARD scoreboard (integer) 3
-
获得指定分数范围内的元素个数
>ZCOUNT key min max
e.g.
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scoreboard 80 100 (integer) 2
-
删除一个或多个元素
>ZREM key member [member ...]
-
按照排名范围删除元素
>ZREMRANGEBYRANK key start stop
-
按照分数范围删除
>ZREMRANGEBYSCORE key min max
-
获得元素排名
>ZRANK key member #从小到大 >ZREVRANK key member #相反
e.g.
127.0.0.1:6379> ZRANK scoreboard tom (integer) 1
-
计算有序集合的交集
>ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX] #返回值为destination中元素个数 #AGGREGATE sum默认值，destination键中元素分数是每个参与计算的集合中该元素分数的和 min取最小值 max取最大值 #WEIGHTS 设置每个集合的权重，每个集合在参与计算时分数会被乘以权重
其他
事务
Redis中事务是一组命令的集合, 一个事务中的命令要么都执行, 要么都不执行
> MULTI > SADD k1 v1 > SADD k2 v2 > EXEC
注意, 不支持回滚功能
SORT
可以对列表/集合/有序集合进行排序
最强大最复杂, 用不好可能成为性能瓶颈 O(n + mlogm) n为排序个数, m为返回个数
>SORT key #从小到大 >SORT key DESC #从大到小
SORTBY
127.0.0.1:6379> LPUSH sortbylist 2 1 3 (integer) 3 127.0.0.1:6379> SET itemscore:1 50 OK 127.0.0.1:6379> SET itemscore:2 100 OK 127.0.0.1:6379> SET itemscore:3 -10 OK 127.0.0.1:6379> SORT sortbylist BY itemscore:* DESC 1) "2" 2) "1" 3) "3"
SORTBY GET
127.0.0.1:6379> SORT sortbylist BY itemscore:* DESC GET POST:*->title GET POST:*->time
SOTRBY GET STORE
127.0.0.1:6379> SORT sortbylist BY itemscore:* DESC GET POST:*->title GET POST:*->time STORE new_key
生存时间
TTL, time to live
时效数据，过一定时间删除这些数据
#设置 >EXPIRE key seconds 1表示设置成功, 0表键不存在或设置失败 #查询 >TTL key 键不存在返回-1 or 没有设置生存时间 #去除时效 >PERSIST key #SET/GETSET为键赋值会同时清除键的生存时间
任务队列
一般队列
生产者 LPUSH 消费者 RPOP BRPOP 和RPOP类似，但是当列表中没有元素时，BRPOP会一直阻塞住链接，直到有新元素加入
优先队列
BLPOP key [key ...] timeout,同时检测多个键，如果所有键都没有元素则阻塞，如果其中有一个键有元素，则从该键中弹出元素 如果都有，则从左到右的顺序取第一个键中的一个元素 BLPOP queue:1 queue:2 queue:3 0
发布/订阅模式
进程间消息传递
订阅者：订阅者可以订阅一个或多个频道
>SUBSCRIBE channel1
发布者：可以向指定的频道发送消息，所有订阅此频道的订阅者都会受到此消息
>PUBLISH channel1 helloworld
Python中使用Redis
官方推荐redis-py
安装
sudo pip install redis sudo easy_install redis
使用
redis-py提供两个类Redis和StrictRedis用于实现Redis的命令，
StrictRedis用于实现大部分官方的命令，并使用官方的语法和命令（比如，SET命令对应与StrictRedis.set方法）
Redis是StrictRedis的子类，用于向后兼容旧版本的redis-py
>>> import redis
>>> r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
>>> r.set('foo', 'bar')
True
>>> r.get('foo')
'bar'
connection pool
管理对一个redis server的所有连接，避免每次建立、释放连接的开销。 默认，每个Redis实例都会维护一个自己的连接池。可以直接建立一个连接池，然后作为参数Redis，这样就可以实现多个Redis实例共享一个连接池。 pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379) r = redis.Redis(connection_pool=pool)
pipeline机制
可以在一次请求中执行多个命令，这样避免了多次的往返时延
当一组命令中每条命令都不依赖于之前的执行结果, 可以使用
pipe = r.pipeline()
pipe.set('one', 'first')
pipe.set('two', 'second')
pipe.execute()
pipeline中的操作是原子的，要改变这种方式，可以传入transaction=False
pipe = r.pipeline(transaction=False)
实际实例
什么应用，都用什么方式处理的
1.一般的缓存
用字符串类型足矣, e.g.注册时得用户名冲突,在线用户
>SET key value >GET
2.计数,访问量统计，自增id等
>INCR key
3.存储对象实例
用散列 >HSET key field value >HGET key field
4.存列表，队列相关
文章分类列表，评论列表等
用列表 >LPUSH key value >RPUSH key value >LPOP key >RPOP key
5.集合相关的
标签云等
>SADD key member >SREM key member
6.排序相关
访问量排序,点击量等
用有序结合 >ZADD key score member
7.访问频率控制
设置key的失效时间 用 INCR 访问时检查次数, 若超过阈值, 走限制逻辑
or 记录次数, 超过阈值, 检查与最早一个相差是不是1分钟, 是, 走限制逻辑, 不是, 现有时间加入列表, 同时删除最早元素
管理
重启后数据不丢失, 两种方式, 可单独使用或者结合使用
持久化：
RDB
快照,符合一定条件时，将内存中的所有数据进行快照并存储到硬盘上 快照的条件可以在配置文件中配置, 两个参数: 时间和改动的键的个数 Redis默认采用的持久化方式 过程 1. Redis使用fork函数复制一份当前进程(父进程)的副本(子进程) (存的是fork时刻的数据) 写时复制copy-on-write 开始时父子共享同一内存数据, 当父进程修改某片数据, 操作系统复制一份以保证子进程数据不受影响 2. 父进程继续接收命令, 子进程开始将内存中数据写入硬盘中临时文件 3. 写入结束后, 替换旧的RDB文件 任意时刻rdb文件都是完整地, 可以用于备份 可以手动发SAVE / BGSAVE 让redis执行快照(前者由主进程进行快照操作,阻塞其他请求, 后者fork子进程)
AOF
每次执行一条会修改Redis中数据的命令，Redis会将该命令写到硬盘中的AOF文件 开启, 设置 appendonly yes 默认文件名 appendonly.aof 可以通过appendfilename设置 纯文本文件, 每当达到一定条件时可以进行重写 auto-aof-rewrite-percentage 100 #超过上一次百分比 auto-aof-rewrite-min-size 64mb #允许重写的最小aof文件大小 默认30s, 执行的命令同步到aof 可以配置 appendfsync everysec # 每秒一次
Redis可以配置主从数据库
redis-server --port 6380 --slaveof 127.0.0.1 6379
复制原理: 从数据库启动, 向主库发SYNC, 主库后台开始保存快照(RDB), 并将保存期间的命令缓存起来. 快照完成后, 将快照文件和缓存的命令发送给从库, 从库收到后载入快照文件并执行命令. 不支持断点续传
读写分离: 主库禁用持久化, 从库启用. 从库崩溃, 重启自动更新. 主库崩溃, 从库提升为主库再修复
常用查看命令
telnet连接
>telnet 127.0.0.1 6379
设定最大可用内存
如果服务器内存有限, 大量使用缓存且生存时间设置过长会导致Redis占满内存. or 为了防止占用内存过大而将生存时间设太短导致命中率过低
可以限制redis使用的最大内存, 按照一定规则淘汰不需要的键
配置文件 maxmemory 限制最大可用内存大小(单位字节) maxmemory-policy 超过限制时的删除策略，一直删除直到小于指定内存 volatile-lru 使用LRU算法删除一个键，只对设置了生存时间的 allkeys-lru 使用LRU算法删除一个键 volatile-random 随机，只对设置了生存时间的 allkeys-random volatile-ttl 删除生存时间最近的 noeviction 不删除键，返回错误
耗时命令日志
> SLOWLOG GET
其他
批量删除
#删除 /test/*开始的 ./redis-cli -a password -n 0 keys "/test/*" | xargs ./redis-cli -a password -n 0 del
精简键名和键值, 最直观的减少内存占用的方式
The end! To be continue ....
原文地址：Redis基础笔记, 感谢原作者分享。