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Redis 教程
REmote DIctionary Server(Redis) 是一個由Salvatore Sanfilippo寫的key-value存儲系統。
Redis是一個開源的使用ANSI C語言編寫、遵守BSD協議、支持網絡、可基於內存亦可持久化的日誌型、Key-Value數據庫，並提供多種語言的API。
它通常被稱爲數據結構服務器，因爲值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Hash), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等類型。
誰適合閱讀本教程？
本教程是爲專業的程序開發人員，通過本教程你可以一步一步瞭解 Redis 的應用。
閱讀本教程前，您需要了解的知識？
閱讀本教程前，你需要了解基本的數據結構，例如以下幾種：
- String: 字符串
- Hash: 散列
- List: 列表
- Set: 集合
- Sorted Set: 有序集合
在閱讀本教程前，你需要了解基本的數據結構。
相關資源
Redis 官網：https://redis.io/
Redis 在線測試：http://try.redis.io/
Redis 命令參考：http://doc.redisfans.com/
Redis 簡介
Redis 是完全開源免費的，遵守BSD協議，是一個高性能的key-value數據庫。
Redis 與其他 key - value 緩存產品有以下三個特點：
- Redis支持數據的持久化，可以將內存中的數據保存在磁盤中，重啓的時候可以再次加載進行使用。
- Redis不僅僅支持簡單的key-value類型的數據，同時還提供list，set，zset，hash等數據結構的存儲。
- Redis支持數據的備份，即master-slave模式的數據備份。
Redis 優勢
- 性能極高 – Redis能讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s 。
- 豐富的數據類型 – Redis支持二進制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 數據類型操作。
- 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要麼成功執行要麼失敗完全不執行。單個操作是原子性的。多個操作也支持事務，即原子性，通過MULTI和EXEC指令包起來。
- 豐富的特性 – Redis還支持 publish/subscribe, 通知, key 過期等等特性。
Redis與其他key-value存儲有什麼不同？
-
Redis有着更爲複雜的數據結構並且提供對他們的原子性操作，這是一個不同於其他數據庫的進化路徑。Redis的數據類型都是基於基本數據結構的同時對程序員透明，無需進行額外的抽象。
-
Redis運行在內存中但是可以持久化到磁盤，所以在對不同數據集進行高速讀寫時需要權衡內存，因爲數據量不能大於硬件內存。在內存數據庫方面的另一個優點是，相比在磁盤上相同的複雜的數據結構，在內存中操作起來非常簡單，這樣Redis可以做很多內部複雜性很強的事情。同時，在磁盤格式方面他們是緊湊的以追加的方式產生的，因爲他們並不需要進行隨機訪問。
Redis 安裝
Window 下安裝
下載地址：https://github.com/MSOpenTech/redis/releases。
。。。
Linux 下安裝
下載地址：http://redis.io/download，下載最新穩定版本。
本教程使用的最新文檔版本爲 2.8.17，下載並安裝：
$ wget http://download.redis.io/releases/redis-2.8.17.tar.gz
$ tar xzf redis-2.8.17.tar.gz
$ cd redis-2.8.17
$ make
make完後 redis-2.8.17目錄下會出現編譯後的redis服務程序redis-server,還有用於測試的客戶端程序redis-cli,兩個程序位於安裝目錄 src 目錄下：
下面啓動redis服務.
$ cd src
$ ./redis-server
注意這種方式啓動redis 使用的是默認配置。也可以通過啓動參數告訴redis使用指定配置文件使用下面命令啓動。
$ cd src
$ ./redis-server ../redis.conf
redis.conf 是一個默認的配置文件。我們可以根據需要使用自己的配置文件。
啓動redis服務進程後，就可以使用測試客戶端程序redis-cli和redis服務交互了。 比如：
$ cd src
$ ./redis-cli
redis> set foo bar
OK
redis> get foo
"bar"
Ubuntu 下安裝
在 Ubuntu 系統安裝 Redis 可以使用以下命令:
$sudo apt-get update
$sudo apt-get install redis-server
啓動 Redis
$ redis-server
查看 redis 是否啓動？
$ redis-cli
以上命令將打開以下終端：
redis 127.0.0.1:6379>
127.0.0.1 是本機 IP ，6379 是 redis 服務端口。現在我們輸入 PING 命令。
redis 127.0.0.1:6379> ping
PONG
以上說明我們已經成功安裝了redis。
Redis 配置
Redis 的配置文件位於 Redis 安裝目錄下，文件名爲 redis.conf(Windows 名爲 redis.windows.conf)。
你可以通過 CONFIG 命令查看或設置配置項。
語法
Redis CONFIG 命令格式如下：
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET CONFIG_SETTING_NAME
實例
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
1) "loglevel"
2) "notice"
使用 * 號獲取所有配置項：
實例
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET *
1) "dbfilename"
2) "dump.rdb"
3) "requirepass"
4) ""
5) "masterauth"
6) ""
7) "unixsocket"
8) ""
9) "logfile"
10) ""
11) "pidfile"
12) "/var/run/redis.pid"
13) "maxmemory"
14) "0"
15) "maxmemory-samples"
16) "3"
17) "timeout"
18) "0"
19) "tcp-keepalive"
20) "0"
21) "auto-aof-rewrite-percentage"
22) "100"
23) "auto-aof-rewrite-min-size"
24) "67108864"
25) "hash-max-ziplist-entries"
26) "512"
27) "hash-max-ziplist-value"
28) "64"
29) "list-max-ziplist-entries"
30) "512"
31) "list-max-ziplist-value"
32) "64"
33) "set-max-intset-entries"
34) "512"
35) "zset-max-ziplist-entries"
36) "128"
37) "zset-max-ziplist-value"
38) "64"
39) "hll-sparse-max-bytes"
40) "3000"
41) "lua-time-limit"
42) "5000"
43) "slowlog-log-slower-than"
44) "10000"
45) "latency-monitor-threshold"
46) "0"
47) "slowlog-max-len"
48) "128"
49) "port"
50) "6379"
51) "tcp-backlog"
52) "511"
53) "databases"
54) "16"
55) "repl-ping-slave-period"
56) "10"
57) "repl-timeout"
58) "60"
59) "repl-backlog-size"
60) "1048576"
61) "repl-backlog-ttl"
62) "3600"
63) "maxclients"
64) "4064"
65) "watchdog-period"
66) "0"
67) "slave-priority"
68) "100"
69) "min-slaves-to-write"
70) "0"
71) "min-slaves-max-lag"
72) "10"
73) "hz"
74) "10"
75) "no-appendfsync-on-rewrite"
76) "no"
77) "slave-serve-stale-data"
78) "yes"
79) "slave-read-only"
80) "yes"
81) "stop-writes-on-bgsave-error"
82) "yes"
83) "daemonize"
84) "no"
85) "rdbcompression"
86) "yes"
87) "rdbchecksum"
88) "yes"
89) "activerehashing"
90) "yes"
91) "repl-disable-tcp-nodelay"
92) "no"
93) "aof-rewrite-incremental-fsync"
94) "yes"
95) "appendonly"
96) "no"
97) "dir"
98) "/home/deepak/Downloads/redis-2.8.13/src"
99) "maxmemory-policy"
100) "volatile-lru"
101) "appendfsync"
102) "everysec"
103) "save"
104) "3600 1 300 100 60 10000"
105) "loglevel"
106) "notice"
107) "client-output-buffer-limit"
108) "normal 0 0 0 slave 268435456 67108864 60 pubsub 33554432 8388608 60"
109) "unixsocketperm"
110) "0"
111) "slaveof"
112) ""
113) "notify-keyspace-events"
114) ""
115) "bind"
116) ""
編輯配置
你可以通過修改 redis.conf 文件或使用 CONFIG set 命令來修改配置。
語法
CONFIG SET 命令基本語法：
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET CONFIG_SETTING_NAME NEW_CONFIG_VALUE
實例
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET loglevel "notice"
OK
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
1) "loglevel"
2) "notice"
參數說明
redis.conf 配置項說明如下：
| 序號 | 配置項 | 說明 |
|---|---|---|
| 1 |
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Redis 默認不是以守護進程的方式運行，可以通過該配置項修改，使用 yes 啓用守護進程（Windows 不支持守護線程的配置爲 no ） |
| 2 |
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當 Redis 以守護進程方式運行時，Redis 默認會把 pid 寫入 /var/run/redis.pid 文件，可以通過 pidfile 指定 |
| 3 |
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指定 Redis 監聽端口，默認端口爲 6379，作者在自己的一篇博文中解釋了爲什麼選用 6379 作爲默認端口，因爲 6379 在手機按鍵上 MERZ 對應的號碼，而 MERZ 取自意大利歌女 Alessia Merz 的名字 |
| 4 |
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綁定的主機地址 |
| 5 |
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當客戶端閒置多長秒後關閉連接，如果指定爲 0 ，表示關閉該功能 |
| 6 |
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指定日誌記錄級別，Redis 總共支持四個級別：debug、verbose、notice、warning，默認爲 notice |
| 7 |
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日誌記錄方式，默認爲標準輸出，如果配置 Redis 爲守護進程方式運行，而這裏又配置爲日誌記錄方式爲標準輸出，則日誌將會發送給 /dev/null |
| 8 |
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設置數據庫的數量，默認數據庫爲0，可以使用SELECT 命令在連接上指定數據庫id |
| 9 |
Redis 默認配置文件中提供了三個條件： save 900 1 save 300 10 save 60 10000 分別表示 900 秒（15 分鐘）內有 1 個更改，300 秒（5 分鐘）內有 10 個更改以及 60 秒內有 10000 個更改。 |
指定在多長時間內，有多少次更新操作，就將數據同步到數據文件，可以多個條件配合 |
| 10 |
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指定存儲至本地數據庫時是否壓縮數據，默認爲 yes，Redis 採用 LZF 壓縮，如果爲了節省 CPU 時間，可以關閉該選項，但會導致數據庫文件變的巨大 |
| 11 |
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指定本地數據庫文件名，默認值爲 dump.rdb |
| 12 |
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指定本地數據庫存放目錄 |
| 13 |
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設置當本機爲 slave 服務時，設置 master 服務的 IP 地址及端口，在 Redis 啓動時，它會自動從 master 進行數據同步 |
| 14 |
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當 master 服務設置了密碼保護時，slav 服務連接 master 的密碼 |
| 15 |
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設置 Redis 連接密碼，如果配置了連接密碼，客戶端在連接 Redis 時需要通過 AUTH <password> 命令提供密碼，默認關閉 |
| 16 |
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設置同一時間最大客戶端連接數，默認無限制，Redis 可以同時打開的客戶端連接數爲 Redis 進程可以打開的最大文件描述符數，如果設置 maxclients 0，表示不作限制。當客戶端連接數到達限制時，Redis 會關閉新的連接並向客戶端返回 max number of clients reached 錯誤信息 |
| 17 |
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指定 Redis 最大內存限制，Redis 在啓動時會把數據加載到內存中，達到最大內存後，Redis 會先嚐試清除已到期或即將到期的 Key，當此方法處理 後，仍然到達最大內存設置，將無法再進行寫入操作，但仍然可以進行讀取操作。Redis 新的 vm 機制，會把 Key 存放內存，Value 會存放在 swap 區 |
| 18 |
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指定是否在每次更新操作後進行日誌記錄，Redis 在默認情況下是異步的把數據寫入磁盤，如果不開啓，可能會在斷電時導致一段時間內的數據丟失。因爲 redis 本身同步數據文件是按上面 save 條件來同步的，所以有的數據會在一段時間內只存在於內存中。默認爲 no |
| 19 |
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指定更新日誌文件名，默認爲 appendonly.aof |
| 20 |
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指定更新日誌條件，共有 3 個可選值：
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指定是否啓用虛擬內存機制，默認值爲 no，簡單的介紹一下，VM 機制將數據分頁存放，由 Redis 將訪問量較少的頁即冷數據 swap 到磁盤上，訪問多的頁面由磁盤自動換出到內存中（在後面的文章我會仔細分析 Redis 的 VM 機制） |
| 22 |
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虛擬內存文件路徑，默認值爲 /tmp/redis.swap，不可多個 Redis 實例共享 |
| 23 |
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將所有大於 vm-max-memory 的數據存入虛擬內存，無論 vm-max-memory 設置多小，所有索引數據都是內存存儲的(Redis 的索引數據 就是 keys)，也就是說，當 vm-max-memory 設置爲 0 的時候，其實是所有 value 都存在於磁盤。默認值爲 0 |
| 24 |
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Redis swap 文件分成了很多的 page，一個對象可以保存在多個 page 上面，但一個 page 上不能被多個對象共享，vm-page-size 是要根據存儲的 數據大小來設定的，作者建議如果存儲很多小對象，page 大小最好設置爲 32 或者 64bytes；如果存儲很大大對象，則可以使用更大的 page，如果不確定，就使用默認值 |
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設置 swap 文件中的 page 數量，由於頁表（一種表示頁面空閒或使用的 bitmap）是在放在內存中的，，在磁盤上每 8 個 pages 將消耗 1byte 的內存。 |
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設置訪問swap文件的線程數,最好不要超過機器的核數,如果設置爲0,那麼所有對swap文件的操作都是串行的，可能會造成比較長時間的延遲。默認值爲4 |
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設置在向客戶端應答時，是否把較小的包合併爲一個包發送，默認爲開啓 |
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指定在超過一定的數量或者最大的元素超過某一臨界值時，採用一種特殊的哈希算法 |
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指定是否激活重置哈希，默認爲開啓（後面在介紹 Redis 的哈希算法時具體介紹） |
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指定包含其它的配置文件，可以在同一主機上多個Redis實例之間使用同一份配置文件，而同時各個實例又擁有自己的特定配置文件 |
Redis 數據類型
Redis支持五種數據類型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。
String（字符串）
string 是 redis 最基本的類型，你可以理解成與 Memcached 一模一樣的類型，一個 key 對應一個 value。
string 類型是二進制安全的。意思是 redis 的 string 可以包含任何數據。比如jpg圖片或者序列化的對象。
string 類型是 Redis 最基本的數據類型，string 類型的值最大能存儲 512MB。
實例
redis 127.0.0.1:6379> SET runoob "菜鳥教程"
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET runoob
"菜鳥教程"
在以上實例中我們使用了 Redis 的 SET 和 GET 命令。鍵爲 runoob，對應的值爲 菜鳥教程。
注意：一個鍵最大能存儲 512MB。
Hash（哈希）
Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。
Redis hash 是一個 string 類型的 field 和 value 的映射表，hash 特別適合用於存儲對象。
實例
DEL runoob 用於刪除前面測試用過的 key，不然會報錯：(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
實例中我們使用了 Redis HMSET, HGET 命令，HMSET 設置了兩個 field=>value 對, HGET 獲取對應 field 對應的 value。
每個 hash 可以存儲 232 -1 鍵值對（40多億）。
List（列表）
Redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）。
實例
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob mongodb
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob rabitmq
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> lrange runoob 0 10
1) "rabitmq"
2) "mongodb"
3) "redis"
redis 127.0.0.1:6379>
列表最多可存儲 232 - 1 元素 (4294967295, 每個列表可存儲40多億)。
Set（集合）
Redis 的 Set 是 string 類型的無序集合。
集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的複雜度都是 O(1)。
sadd 命令
添加一個 string 元素到 key 對應的 set 集合中，成功返回 1，如果元素已經在集合中返回 0。
sadd key member
實例
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> smembers runoob
1) "redis"
2) "rabitmq"
3) "mongodb"
注意：以上實例中 rabitmq 添加了兩次，但根據集合內元素的唯一性，第二次插入的元素將被忽略。
集合中最大的成員數爲 232 - 1(4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。
zset(sorted set：有序集合)
Redis zset 和 set 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重複的成員。
不同的是每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。
zset的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重複。
zadd 命令
添加元素到集合，元素在集合中存在則更新對應score
zadd key score member
實例
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> > ZRANGEBYSCORE runoob 0 1000
1) "mongodb"
2) "rabitmq"
3) "redis"