Redis 简介
Redis是一个开源的、基于内存的数据结构存储器,可以用作缓存和消息中间件。
它是一种高级的key:value存储系统,其中value支持五种数据类型:
1.字符串(strings)
2.字符串列表(lists)
3.字符串集合(sets)
4.有序字符串集合(sorted sets)
5.哈希(hashes)
而关于key的几点建议:
1.key不要太长,尽量不要超过1024字节,这不仅消耗内存,而且会降低查找的效率;
2.key也不要太短,太短的话,key的可读性会降低;
3.在一个项目中,key最好使用统一的命名模式,例如user:10000:passwd。
数据结构 – strings
如果只使用redis中的字符串类型,且不使用redis的持久化功能,那么,redis就和memcache非常非常的像了1
2redis> set mystr "hello world!" //设置字符串类型
redis> get mystr //读取字符串类型
因为是二进制安全的,所以你完全可以把一个图片文件的内容作为字符串来存储,还可以通过字符串类型进行数值操作1
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8redis> set mynum "2"
OK
redis> get mynum
"2"
redis> incr mynum
(integer) 3
redis> get mynum
"3"
由于INCR等指令本身就具有原子操作的特性,所以我们完全可以利用redis的INCR、INCRBY、DECR、DECRBY等指令来实现原子计数的效果,假如,在某种场景下有3个客户端同时读取了mynum的值(值为2),然后对其同时进行了加1的操作,那么,最后mynum的值一定是5。不少网站都利用redis的这个特性来实现业务上的统计计数需求。
数据结构 – lists
Redis中的lists在底层实现上并不是数组,而是链表,也就是说对于一个具有上百万个元素的lists来说,在头部和尾部插入一个新元素,其时间复杂度是常数级别的,比如用LPUSH在10个元素的lists头部插入新元素,和在上千万元素的lists头部插入新元素的速度应该是相同的。
虽然lists有这样的优势,但同样有其弊端,那就是,链表型lists的元素定位会比较慢,而数组型lists的元素定位就会快得多。
lists的常用操作包括LPUSH、RPUSH、LRANGE等。我们可以用LPUSH在lists的左侧插入一个新元素,用RPUSH在lists的右侧插入一个新元素,用LRANGE命令从lists中指定一个范围来提取元素。1
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19//新建一个list叫做mylist,并在列表头部插入元素"1"
redis> lpush mylist "1"
//返回当前mylist中的元素个数
(integer) 1
//在mylist右侧插入元素"2"
redis> rpush mylist "2"
(integer) 2
//在mylist左侧插入元素"0"
redis> lpush mylist "0"
(integer) 3
//列出mylist中从编号0到编号1的元素
redis> lrange mylist 0 1
1) "0"
2) "1"
//列出mylist中从编号0到倒数第一个元素
redis> lrange mylist 0 -1
1) "0"
2) "1"
3) "2"
lists的应用实例
1.我们可以利用lists来实现一个消息队列,而且可以确保先后顺序,不必像MySQL那样还需要通过ORDER BY来进行排序。
2.利用LRANGE还可以很方便的实现分页的功能。
3.在博客系统中,每片博文的评论也可以存入一个单独的list中。
数据结构 – sets
redis的集合,是一种无序的集合,集合中的元素没有先后顺序。
集合相关的操作也很丰富,如添加新元素、删除已有元素、取交集、取并集、取差集等。
1 | //向集合myset中加入一个新元素"one" |
数据结构 – sorted sets
redis不但提供了无需集合(sets),还很体贴的提供了有序集合(sorted sets)。有序集合中的每个元素都关联一个序号(score),这便是排序的依据。
很多时候,我们都将redis中的有序集合叫做zsets,这是因为在redis中,有序集合相关的操作指令都是以z开头的,比如zrange、zadd、zrevrange、zrangebyscore等等
1 | //新增一个有序集合myzset,并加入一个元素baidu.com,给它赋予的序号是1: |
数据结构 – hashes
哈希是从redis-2.0.0版本之后才有的数据结构。
hashes存的是字符串和字符串值之间的映射,比如一个用户要存储其全名、姓氏、年龄等等,就很适合使用哈希。1
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22//建立哈希,并赋值
redis> HMSET user:001 username antirez password P1pp0 age 34
OK
//列出哈希的内容
redis> HGETALL user:001
1) "username"
2) "antirez"
3) "password"
4) "P1pp0"
5) "age"
6) "34"
//更改哈希中的某一个值
redis> HSET user:001 password 12345
(integer) 0
//再次列出哈希的内容
redis> HGETALL user:001
1) "username"
2) "antirez"
3) "password"
4) "12345"
5) "age"
6) "34"
Redis 持久化
Redis提供了两种持久化的方式,分别是RDB(Redis DataBase)和AOF(Append Only File)。
RDB,简而言之,就是在不同的时间点,将redis存储的数据生成快照并存储到磁盘等介质上;
AOF,则是换了一个角度来实现持久化,那就是将redis执行过的所有写指令记录下来,在下次redis重新启动时,只要把这些写指令从前到后再重复执行一遍,就可以实现数据恢复了。
其实RDB和AOF两种方式也可以同时使用,在这种情况下,如果redis重启的话,则会优先采用AOF方式来进行数据恢复,这是因为AOF方式的数据恢复完整度更高。
如果你没有数据持久化的需求,也完全可以关闭RDB和AOF方式,这样的话,redis将变成一个纯内存数据库。
Redis 主从结构
Redis是支持主从同步的,而且也支持一主多从以及多级从结构。
主从结构,一是为了纯粹的冗余备份,二是为了提升读性能,比如很消耗性能的SORT就可以由从服务器来承担。
redis的主从同步是异步进行的,这意味着主从同步不会影响主逻辑,也不会降低redis的处理性能。
主从架构中,可以考虑关闭主服务器的数据持久化功能,只让从服务器进行持久化,这样可以提高主服务器的处理性能。
在主从架构中,从服务器通常被设置为只读模式,这样可以避免从服务器的数据被误修改。但是从服务器仍然可以接受CONFIG等指令,所以还是不应该将从服务器直接暴露到不安全的网络环境中。如果必须如此,那可以考虑给重要指令进行重命名,来避免命令被外人误执行。
Redis 事务处理
MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH 这四个指令构成了redis事务处理的基础。
1.MULTI用来组装一个事务;
2.EXEC用来执行一个事务;
3.DISCARD用来取消一个事务;
4.WATCH用来监视一些key,一旦这些key在事务执行之前被改变,则取消事务的执行。
1 | redis> MULTI //标记事务开始 |
例子中,我们看到了QUEUED的字样,这表示我们在用MULTI组装事务时,每一个命令都会进入到内存队列中缓存起来,如果出现QUEUED则表示我们这个命令成功插入了缓存队列,在将来执行EXEC时,这些被QUEUED的命令都会被组装成一个事务来执行。
如果redis开启了AOF持久化的话,那么一旦事务被成功执行,事务中的命令就会通过write命令一次性写到磁盘中去,如果在向磁盘中写的过程中恰好出现断电、硬件故障等问题,那么就可能出现只有部分命令进行了AOF持久化,这时AOF文件就会出现不完整的情况,这时,我们可以使用redis-check-aof工具来修复这一问题,这个工具会将AOF文件中不完整的信息移除,确保AOF文件完整可用。
WATCH 指令,它可以帮我们实现类似于“乐观锁”的效果,即CAS(check and set)。
WATCH本身的作用是“监视key是否被改动过”,而且支持同时监视多个key,只要还没真正触发事务,WATCH都会尽职尽责的监视,一旦发现某个key被修改了,在执行EXEC时就会返回nil,表示事务无法触发。
1 | redis> set age 23 |