Redis学习笔记（正在更新）

一、Redis介绍及NIO原理介绍

1、常识介绍--磁盘、内存、IO

磁盘：

• 寻址：ms级别
• 带宽：G/M

内存：

• 寻址：ns级别

• 带宽：很大

  秒>毫秒>微秒>纳秒 磁盘比内存在寻址上慢了10W倍！

I/O buffer:成本问题

• 磁盘与磁道，扇区，一扇区 512Byte，带来一个成本变大：索引；
• 操作系统，无论你读多少，都是以最少4K从磁盘拿！

2、数据存储发展过程

磁盘存储速度慢，内存速度快但是十分昂贵，于是我们选择一个折中的方案，使用缓存技术！

思考：数据库表很大，性能一定下降吗？

• 如果表有索引，增删改变慢！
• 查询速度视情况而定：
  • 1个或少量查询依然很快（where后面的走索引，先从B+T找到树干，然后找到对应的叶子）。
  • 并发大的时候会受硬盘带宽影响速度。

3、数据库引擎介绍

网站：db-engines.com

4、Redis 简单介绍

中文网址：redis.cn

英文网站：redis.io

Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和 地理空间（geospatial） 索引半径查询。 Redis 内置了 复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions） 和不同级别的 磁盘持久化（persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动 分区（Cluster）提供高可用性（high availability）。

Redis的五种数据结构：

memcached：k-v,value没有类型的概念，返回的是json；

为什么要选择Redis?

计算向数据移动：memcached会返回大量结果数据，然后在client解码；而Redis server直接根据类型的方法得到结果数据，将少量的数据返回给client！

5、Redis安装实操

1、环境：

• centos 6.x
• redis 官网5.x

6、Redis安装实操总结

步骤：

1.yum install wget

2.cd ~

3.mkdir soft

4.cd soft

5.wget https://download.redis.io/releases/redis-6.2.4.tar.gz

6.tar xf redis...tar.gz

7.cd redis-src

8.看README.md

9.make

...yum -y install gcc automake autoconf libtool make ...系统没有安装make、vim等常用命令，直接yum安装下即可

...yum install gcc

...make distclean

10.make

11.cd src ...生成了可执行程序
12.cd ..

13.make install PREFIX=/opt/mashibing/redis6

14.vi /etc/profile

...export REDIS_HOME=/opt/mashibing/redis6

...export PATH=$PATH:$REDIS_HOME/bin

...source /etc/profile

15.cd utils

16../install server.sh（可执行一次或多次）

​ a)一个物理机中可以有多个redis实例（进程），通过端口号port区分；

​ b)可执行程序就一份在目录，但是内存中未来的多个实例需要各自的配置文件，持久化目录等资源；

​ c)service redis_6379 start/stop/status > linux /etc/init.d/****

​ d)脚本还会帮你启动！

验证：ps -fe | grep redis

7、epoll介绍

8、Redis原理

思考：redis是单进程、单线程、单实例的，并发请求很多时怎么快速响应的呢？

-	redis是基于内存的，内存的读写速度非常快！
-	redis是单线程的，省去了很多上下文切换线程的时间！
-	redis使用epoll多路复用技术，可以处理并发的连接！

二、Redis 的String 类

9、redis及NIO原理复习

10、redis 使用

• redis-cli --默认端口号6379，redis-cli -p 指定端口号；

• redis-cli一共有16个区域（库），每个库是隔离开的（数据不共享），使用select命令切换。

11、redis中value类型--字符串

• 操作字符串常用命令：

  • SET
  • GET
  • STRLEN
  • MSET
  • MGET
  • APPEND
  • GETRANGE
  • GETSET

• help @string --使用help帮助命令，按tab键获取列表；

• set k2 ooxx nx --如果不存在k2，则将其赋值为ooxx；

• set k3 xoox xx --如果存在k3,则将其赋值为xoox；

  

12、redis中value类型--数值

• 常用的命令：
  • getset
  • incr 加一
  • INCRBYFLOAT
  • decr 减一

13、redis 二进制安全

14、redis中value 类型问题解决

15、redis 中value 类型--bitmap

• 常用的命令：

  • BITSET 这里参数是指二进制位的位置

  • BITCOUNT

  • BITPOS 这里参数start、end是指在哪个字节

  • BITTOP

    

16、redis中value类型--bitmap例一

• 有用户系统，统计用户登录天数，且窗口随机

  SETBIT cary 1 1

  SETBIT cary 7 1

  SETBIT cary 364 1

  STRLEN cary

  BITCOUNT cary -2 -1

  画图：

  ​ 01 02 03 04 05 06 07 08 ...

  cary 0 1 0 0 0 0 0 1

  sean 1 1 0 1 0 0 0 1

  

17、redis 中value类型--bitmap例二

• 京东618活动，要统计仓库备货多少礼物，只发给系统活跃用户

  SETBIT 20210601 1 1
  SETBIT 20210602 1 1
  SETBIT 20210602 7 1
  BITOP or destkey 20210601 20210602
  BITCOUNT destkey 0 -1

  

  画图：

  ​ u1 u2 u3 u4 ...

  20210601 1 0 0 0

  20210602 1 1 0 0

三、Redis 数据类型

18、redis中value类型--list

• 特征：list是有序的、元素可重复的。

• 常用命令：

  • LPUSH --压入一个或多个元素

  • LPOP --弹出且返回第一个元素

  • LRANGE --获取一个或多个元素

  • LINDEX --根据索引获取某个元素

  • LREM --删除元素（需要指定删除几个，因为list元素是可重复的）

  • LLEN --获取list长度（元素个数）

  • RPOP --弹出且返回最后一个元素

    

• list支持阻塞，单播队列

  • 现有三个客户端都连接了同一个redis的同一个端口，第一个客户端先连接端口6379，然后第二个客户端也连接端口6379，第三个客户端用来设置值。

  • 第三个客户端第一次设置值的时候，第一个客户端先拿到值。

  • 然后第三个客户端第二次设置值的时候，第二个客户端也拿到了值。

    
    

19、redis中value类型--hash

• 常用命令：

  • HSET --设置一个值

  • HGET --获取一个值

  • HMSET --设置多个值

  • HMGET --获取多个值

  • HKEYS --获取所有key

  • HVALS --获取所有value

  • HGETALL --获取所有key-value

  • HINCRBYFLOAT --小数加减

  • HINCRBY --整数加减

    

20、redis中value类型--set

• 常用命令：

  • SADD --增加一个或多个元素
  • SMEMBERS --获取所有元素
  • SCARD --获取集合的元素数量
  • SREM --删除一个或多个元素
  • SINTER --对多个集合做交集操作
  • SINTERSTORE --对多个集合做交集操作，并将结果存入一个key
  • SDIFF --对多个集合做差集
  • SREANDMEMBER --对多个集合做差集（保留在前面的集合元素），并将结果存入一个key
  • SPOP --移除且返回一个或多个元素

  
  

• 随机事件（可用于抽奖）：

  命令格式：SREANDMEMBER key count

  ​ 1、count为正数：取出一个去重的结果集，不能超过已有集；

  ​ 2、count为负数：取出一个带重复的结果集，一定满足你要的数量；

  ​ 3、count为0：不返回

  • 场景一：现有3份奖品，5人参与抽奖，奖品小于人数，一次抽3个人，名字不能重复！

    

  • 场景二：现有3份奖品，5人参与抽奖，奖品小于人数，一次抽3个人，名字可重复！

    

  • 场景三：现有10份奖品，但是只有5人参与抽奖，奖品大于人数，要求多个人得多份奖品!

    

  • 场景四：公司年会抽奖，一般每人只会中一次，故使用 SPOP 命令

    

21、redis中NIO问题解决

22、redis中value类型--sorted_set

• 特征：sortedSet元素有序不重复，物理内存左小右大，且不随命令发生变化！

• 拓展：sortedSet底层是用跳跃表实现的！

  ​ 假设我要插入一个元素33，先在第一层发现33大于11，且11后面指向nil，继续看第二层，33大于22小于45，找到位置并插入。

  

  网上查询，跳跃表长这样：

  

• 常用命令：

  • ZADD --添加一个或多个元素
  • ZRANGE(WITHSCORES) --根据索引范围获取元素（带分数）
  • ZRANGEBYSCORE --根据分数区间获取元素
  • ZREVRANGE(WITHSCORES) --从大到小获取元素（带分数）
  • ZSCORE --获取某个元素的分数
  • ZRANK --获取某个元素的索引
  • ZINCRBY --加减元素的分数
  • ZUNIONSTORE --多个集合求和/最值

  

  

  

  

四、Redis 进阶

24、redis管道(pipeline)的使用

​ 管道（pipeline）可以一次性发送多条命令并在执行完后一次性将结果返回，pipeline 通过减少客户端与 redis 的通信次数来实现降低往返延时时间，而且 Pipeline 实现的原理是队列，而队列的原理是先进先出，这样就保证数据的顺序性。

25、redis 发布订阅的使用

​ 在同一频道下，PUBLISH可以向通道发送消息，多个客户端可以通过SUBSCRIBE实时收到消息！

• 使用场景（一）

• 使用场景（二）

26、redis 事务的使用

• 命令

  • MULTI --开启事务
  • EXEC --执行所有指令
  • DISCARD --开启事务后取消所有命令
  • WATCH --监视队列里面待执行的所有key
  • UNWATCH --忘记所有已监视的key

• 两个客户端都开启事务，第一个事务先执行删除，第二个事务再执行get会拿到一个空值，因为第一个事务已经删除成功了！

  

27、redis 中module、bloom布隆过滤器的使用

28、redis 作为缓存的使用

五、Redis 持久化

29、redis 作为缓存复习

30、redis持久化机制--RDB

31、linux 管道

32、redis 中fork()

33、写入时复制copy on write

34、RDB、fork()、copy on write回顾

35、redis持久化机制--AOF

36、redis 中RDB、AOF实操

六、Redis 的集群1

37、redis 中AKF原理

38、redis 中CAP理论

39、CAP问题解决

40、redis 中主从复制原理

41、redis 中哨兵sentinel 的使用

七、Redis 的集群2

42、作业--spring.io官网了解

43、redis 中sharding分片引入

44、redis 中代理的使用

45、redis 中cluster 的引入

46、redis集群

47、redis 中可用网站

48、代理分片机制--twemproxy实操

49、代理分片机制--predixy实操

50、redis集群cluster实操

八、Redis开发

51、redis 中击穿的讲解

52、redis 中穿透的讲解

53、redis 中雪崩的讲解

54、分布式锁介绍

55、redis集群问题解决

56、API介绍

57、redis 中高低阶API的代码实现

58、redis 中hash代码实现

59、redis 中自定义template代码实现

60、redis 中发布订阅代码实现