Redis概述与安装，数据类型简介

目录

Redis概述与安装使用

Author:SimpleWu

Redis简介

Redis英语全称：（ REmote DIctionary Server ） 远程字典服务器。

是完全开源免费的，用 C语言 编写的，遵守BSD协议，是一个高性能的(key/value)分布式内存数据库，基于内存运行并支持持久化的NoSQL数据库，是当前最热门的 NoSql数据库 之一,也被人们称为数据结构服务器

Redis通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等类型。

• Redis 官网： https://redis.io/
• Redis中文网站：http://www.redis.cn
• Redis 在线测试工具： http://try.redis.io/

什么是NoSQL?

概念 : NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不仅仅是SQL”－泛指非关系型的数据库

解析：泛指非关系型的数据库。随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在应付web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心。

传统单机 MySQL 瓶颈

1. 数据量的总大小，一个机器1放不下，单表数据达到500万时MySQL性能低
2. 数据的索引(B + Tree) 一个机器的内存放不下时
3. 访问量（读写混合）一个实例不能承受

为什么需要NoSQL

今天我们可以通过第三方平台（如：Baidu,Google,Facebook等）可以很容易的访问和抓取数据。用户的个人信息，社交网络，地理位置，用户生成的数据和用户操作日志已经成倍的增加。 我们如果要对这些用户数据进行挖掘，那 SQL 数据库已经不适合这些应用了， NoSQL数据库的发展能很好的处理这些大数据。和传统的关系型数据库相比，NoSQL具有以下的优势：

• high performance ，高并发读写，动态页面展示与交互，比如微博点赞评论等操作，实时统计在线人数排行榜等
• huge storage，海量数据的高效存储和访问，大型网站的用户登录系统
• high scalability && high availability，高可扩展性和高可用性

互联网的瓶颈

高并发读写:

针对短时间内具有高并发的情况，特别是短时间内大量的写入操作。传统数据库针对这种情况就有些力不从心了。

海量数据的高效率存储和访问:

现在的数据已经是非常庞大了，一些大型网站每天产生的数据量是相当恐怖的。存储了这么多的数据，查询效率就会受到很大的影响。

高科扩展性和高可用性:

基于传统数据库的结构，我们的数据库表是非常难以横向扩展的，比如增加一个新的字段时或者修改某个字段时，牵一发而动全身。

数据存储的方式单一:

在数据库中针对形形色色的数据，我们都只有采用表结构的方式来存储数据。

No-Sql能干什么？

易扩展:

NoSQL数据库种类繁多，但是一个共同的特点都是去掉关系数据库的关系型特性。数据之间无关系，这样就非常容易扩展。也无形之间，在架构的层面上带来了可扩展的能力。

大数据量性能高:

NoSQL数据库都具有非常高的读写性能，尤其在大数据量下，同样表现优秀。这得益于它的无关系性，数据库的结构简单。

一般MySQL使用Query Cache，每次表的更新Cache就失效，是一种大粒度的Cache，在针对web2.0的交互频繁的应用，Cache性能不高。而NoSQL的Cache是记录级的，是一种细粒度的Cache，所以NoSQL在这个层面上来说就要性能高很多了

多样灵活的数据模型:

NoSQL无需事先为要存储的数据建立字段，随时可以存储自定义的数据格式。而在关系数据库里，增删字段是一件非常麻烦的事情。如果是非常大数据量的表，增加字段简直就是一个噩梦

NoSQL数据库的四大分类

• 键值(Key-Value)存储数据库
• 文档型数据库(bson)
• 列存储数据库
• 图形(Graph)数据库

对比：

• key-value： 内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载，也用于一些日志系统等。优点：查询速度快。缺点：数据无结构化，通常只被当做字符串或者二进制数据。
• 列存储： 分布式文件系统。优点：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展。缺点：功能相对局限。
• 文档型： 与key-value类似，不同的是数据库能够了解value的内容。优点：数据结构要求不严格，表结构可变，不需要预先定义表结构。缺点：查询效率不高，缺乏统一的语法。
• 图形： 社交网络，推荐系统。专注于构建关系图谱。优点：利用图形结构相关算法，来寻求最短路径。缺点：很多时候需要对整个图形计算才能得出需要的信息。

Redis能干嘛？

• 缓存
• 网站访问统计
• 任务队列
• 数据过期处理
• 应用排行榜
• 分布式集群架构中的session分离

Redis的特点？

• Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
• Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
• Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis的安装

Redis 支持多种平台，大多数情况下考虑到内存会在 Linux 下搭建 Redis 服务器。

下载地址：

Linux版本
http://www.redis.cn/download.html
windowns版本
https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases

Linxu环境下安装redis

下载：

[root@localhost ~]# cd /usr/local/src/
[root@localhost src]# wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.6.tar.gz

解压：

[root@localhost src]# tar -zxf redis-4.0.6.tar.gz 
[root@localhost src]# ll
total 1688
drwxrwxr-x. 6 root root    4096 Dec  4  2017 redis-4.0.6
-rw-r--r--. 1 root root 1723533 Dec  4  2017 redis-4.0.6.tar.gz

编译：

[root@localhost redis-4.0.6]# make
# 如果编译失败请先下载编译依赖，编译成功不需要执行以下命令
yum install wget make gcc tcl

安装：

# 将redis安装到/usr/local/redis目录
[root@localhost redis-4.0.6]# make PREFIX=/usr/local/redis install
# 进入redis安装目录
[root@localhost redis-4.0.6]# cd /usr/local/redis/bin/
[root@localhost bin]# ll
total 35432
-rwxr-xr-x. 1 root root 5597214 Aug 30 05:34 redis-benchmark
-rwxr-xr-x. 1 root root 8314825 Aug 30 05:34 redis-check-aof
-rwxr-xr-x. 1 root root 8314825 Aug 30 05:34 redis-check-rdb
-rwxr-xr-x. 1 root root 5736370 Aug 30 05:34 redis-cli
lrwxrwxrwx. 1 root root      12 Aug 30 05:34 redis-sentinel -> redis-server
-rwxr-xr-x. 1 root root 8314825 Aug 30 05:34 redis-server
# 如果出现以上文件说明redis安装成功了

运行：

[root@localhost bin]# ./redis-server

使用内置的客户端命令redis-cli进行使用：

[root@localhost bin]# ./redis-cli
127.0.0.1:6379> set foo bar
OK
127.0.0.1:6379> get foo
"bar"
127.0.0.1:6379>

修改redis配置文件

# 复制redis.conf文件到/etc目录
[root@localhost redis-4.0.6]# cp /usr/local/src/redis-4.0.6/redis.conf /etc/redis.conf
# 编辑redis.conf文件
[root@localhost ~]# vim /etc/redis.conf 
# 设置redis为后台启动进程，将daemonize no 改为 daemonize yes
daemonize yes 
# 修改绑定的主机地址，将#bind 127.0.0.1改成自己的ip地址，去掉"#"号
bind 192.168.41.22

关闭redis服务，重新运行

[root@localhost bin]# ./redis-cli shutdown
# 重新启动redis加载指定的配置文件
[root@localhost bin]# ./redis-server /etc/redis.conf

将redis-server和redis-cli命令加入环境变量

vim /etc/proflie
# 在最后一行加入
export PATH=/usr/local/redis/bin:$PATH

使其立即生效

source /etc/proflie

如果不想手动编辑redis.conf文件可以通过redis提供的服务 工具 生成 这部分可以不执行

[root@localhost ~]# cd /usr/local/src/redis-4.0.6/utils
[root@localhost utils]# ./install_server.sh 
Welcome to the redis service installer
This script will help you easily set up a running redis server

Please select the redis port for this instance: [6379] 
Selecting default: 6379
Please select the redis config file name [/etc/redis/6379.conf] 
Selected default - /etc/redis/6379.conf
Please select the redis log file name [/var/log/redis_6379.log] 
Selected default - /var/log/redis_6379.log
Please select the data directory for this instance [/var/lib/redis/6379] 
Selected default - /var/lib/redis/6379
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
Selected config:
Port           : 6379
Config file    : /etc/redis/6379.conf
Log file       : /var/log/redis_6379.log
Data dir       : /var/lib/redis/6379
Executable     : /usr/local/redis/bin/redis-server
Cli Executable : /usr/local/redis/bin/redis-cli
Is this ok? Then press ENTER to go on or Ctrl-C to abort.
Copied /tmp/6379.conf => /etc/init.d/redis_6379
Installing service...
Successfully added to chkconfig!
Successfully added to runlevels 345!
Starting Redis server...
Installation successful!

# 启动redis
[root@localhost utils]# service redis_6379 start
Starting Redis server...
# 查看redis是否启动
[root@localhost utils]# service redis_6379 status
Redis is running (23804)
# 关闭redis
[root@localhost utils]# service redis_6379 stop
Stopping ...
Redis stopped

windows下安装Redis

在我们windows下安装redis可以去微软github上下载，但是只提供了64位操作系统的。

这里我们下载 Redis-x64-xxx.zip压缩包到 任意目录，解压后，将文件夹重新命名为 redis。Redis分为服务器和客户端两种，必须启动服务器才能使用Redis。

启动redis服务

启动方式来到doc界面输入：

redis-server

启动后出现这种玩意：

[2900] 20 Nov 15:20:23.629 # Warning: no config file specified, using the defaul
t config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf

                _._
           _.-``__ ''-._
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 3.2.100 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in standalone mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 6379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 2900
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
      `-._    `-.__.-'    _.-'
          `-._        _.-'
              `-.__.-'

[2900] 20 Nov 15:20:23.637 # Server started, Redis version 3.2.100
[2900] 20 Nov 15:20:23.637 * The server is now ready to accept connections on po
rt 6379

其实解压后我们可以直接运行redis-server.exe也是可以启动的效果同上。

客户端连接服务器

doc界面输入：

Redis-cli –h host –p port –a password

获取直接打开redis-cli.exe效果一致。

Redis启动后的配置

进程相关：单进程模型来处理客户端的请求。对读写等事件的响应是通过对epoll函数的包装来做到的。Redis的实际处理速度完全依靠主进程的执行效率。

密码相关：统一密码管理，16个库都是同样密码，要么全部连上，要么一个也连接不上。

Redis索引数据库索引从0开始

数据库相关

• 默认16个数据库，下标从0开始，初始默认使用0号库，可以通过配置文件修改数据库默认值。
• select：切换数据库 如：select 1,则切换到1的数据库
• dbsize：可查看当前数据库key的数据
• flushdb：清空当前数据库
• flushall：清空所有数据库
• keys：获取当前数据库的key,如：keys 获取所有，key k? 获取字母以k开始且两字符的，key k 以k开始的

Redis的五大类型

• String（字符串）
• Hash（哈希）
• List（列表）
• Set（集合）
• Zset(sorted set：有序集合)

Redis string类型

tring是redis最基本的类型,一个key对应一个value。String类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。string类型是Redis最基本的数据类型，一个redis中字符串value最多可以是512M。

指令	描述
SET key value	设置指定 key 的值。
GET key	获取指定 key 的值。
STRLEN KEY	返回 key 所储存的字符串值的长度。
GETRANGE key start end	返回 key 中字符串值的子字符
SETRANGE key offset value	这个命令的作用是覆盖key对应的string的一部分，从指定的offset处开始，覆盖value的长度。
GETSET key value	将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。
INCR key	将 key 中储存的数字值增一。
INCRBY key increment	将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment） 。
DECR key	将 key 中储存的数字值减一。
DECRBY key decrement	key 所储存的值减去给定的减量值（decrement） 。
MGET key1 [key2..]	获取所有(一个或多个)给定 key 的值。
MSET key value [key value ...]	同时设置一个或多个 key-value 对。
APPEND key value	如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将 value 追加到 key 原来的值的末尾。

详细指令参考

Redis 哈希(Hash)

Redis Hash:是一个string类型的field和value（以键值）的映射表，hash特别适合用于存储对象。

存储大小：每个 hash 可以存储 232 - 1 键值对（40多亿）。

案例：设置了 redis 的一些描述信息(name, description, likes, visitors) 到哈希表的 runoobkey 中

指令	描述
HSET key field value	将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。
HSET key field value	将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。
HGET key field	获取存储在哈希表中指定字段的值。
HMSET key field1 value1 [field2 value2 ]	同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。
HMGET key field1 [field2]	获取所有给定字段的值
HGETALL key	获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
HDEL key field1 [field2]	删除一个或多个哈希表字段
HEXISTS key field	查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在
HKEYS key	获取所有哈希表中的字段
HLEN key	获取哈希表中字段的数量
HSETNX key field value	只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值
HVALS key	获取哈希表中所有值

详细参考地址

Redis 列表(List)

Redis列表list：

Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）

存储数据量：

一个列表最多可以包含 232 - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)

指令	描述
LPUSH key value1 [value2]	将一个或多个值插入到列表头部
RPUSH key value1 [value2]	将一个或多个值插入到列表尾部
LRANGE key start stop	获取列表指定范围内的元素
LPOP key	移出并获取列表的第一个元素
RPOP key	移除并获取最后一个元素
LINDEX key index	通过索引获取列表中的元素
LLEN key	获取列表长度
LTRIM key start stop	对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除
LREM key	移除列表元素
LSET key index value	通过索引设置列表元素的值
LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value	在列表的元素前或者后插入元素

详细参考地址

Redis 集合(Set)

Redis 集合-set

Redis的Set是string类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。

Redis 中 集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。

存储数据量：

集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

指令	描述
SADD key member1 [member2]	向集合添加一个或多个成员
SCARD key	获取集合的成员数
SMEMBERS key	返回集合中的所有成员
SISMEMBER key member	判断 member 元素是否是集合 key 的成员
SREM key member1 [member2]	移除集合中一个或多个成员
SRANDMEMBER key [count]	返回集合中一个或多个随机数
SPOP key	移除并返回集合中的一个随机元素
SMOVE source destination member	将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合

详细参考地址

Redis 有序集合(sorted set)

Redis 有序集合(sorted set)：

Redis 有序集合和集合一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

存储数量：集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。 集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

指令	描述
ZADD key score1 member1 [score2 member2]	向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]	通过索引区间返回有序集合成指定区间内的成员
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES][LIMIT]	通过分数返回有序集合指定区间内的成员
ZREM key member [member ...]	移除有序集合中的一个或多个成员
ZREMRANGEBYLEX key min max	移除有序集合中给定的字典区间的所有成员
ZCARD key	获取有序集合的成员数
ZCOUNT key min max	计算在有序集合中指定区间分数的成员数
ZREVRANK key member	返回有序集合中指定成员的排名，有序集成员按分数值递减(从大到小)排序
ZSCORE key member	返回有序集中，成员的分数值
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]	返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到底
ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES]	返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序
ZSCAN key cursor [MATCH pattern][COUNT count]	迭代有序集合中的元素（包括元素成员和元素分值）

各个数据类型的应用场景

类型	简介	特性	场景
String	二进制安全	可以包含任何数据,比如jpg图片或者序列化的对象,一个键最大能存储512M
Hash	键值对集合,即编程语言中的Map类	适合存储对象,并且可以像数据库中update一个属性一样只修改某一项属性值(Memcached中需要取出整个字符串反序列化成对象修改完再序列化存回去)	存储、读取、修改用户属性
List	链表(双向链表)	增删快,提供了操作某一段元素的API	1,最新消息排行等功能(比如朋友圈的时间线) 2,消息队列
Set	哈希表实现,元素不重复	1、添加、删除,查找的复杂度都是O(1) 2、为集合提供了求交集、并集、差集等操作	1、共同好友 2、利用唯一性,统计访问网站的所有独立ip 3、好友推荐时,根据tag求交集,大于某个阈值就可以推荐
SortedSet	将Set中的元素增加一个权重参数score,元素按score有序排列	数据插入集合时,已经进行天然排序	1、排行榜 2、带权重的消息队列