java架构之路-（Redis专题）Redis的安装与五种结构的使用

　　这次我们来说说我们的redis，在我们的redis的认知里，最熟悉的就是用redis作为缓存使用，还有我们的分布式session，其实还有很多redis的使用，还有redis的哨兵模式等等。

　　Redis（全称：Remote Dictionary Server 远程字典服务）是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。从2010年3月15日起，Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始，Redis的开发由Pivotal赞助。（百度百科）

安装（linux为例讲解）：

　　1.先安装一下C语言的包，redis的底层是用C来写的，如果不安装可能安装的时候会报错的。输入$ yum install gcc

　　2.获得redis资源，输入 $ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.5.tar.gz

　　3.开始安装，输入以下命令即可

　　$ tar -zxvf redis-5.0.5.tar.gz；

　　$ cd redis-5.0.5；

　　$ make 

　　4.修改配置，直接输入vim redis.conf，然后跳转到136行（差不多就是136行，版本不同文件可能存在差异），daemonize no设置为daemonize yes，

　　5.启动，输入./src/redis-server redis.conf 即可启动了，输入ps -ef|grep redis可以看到redis是否启动成功。

　　6.输入./src/redis-cli 即可进入客户端，quit退出。

 官网有如何安装的教程这里就不在继续赘述了。

redis的数据结构：

 　　我们都知道redis是键值对的形式来存储数据的，其实内部还有几种结构的，也是我们常见常用的结构，这里来详细说一下。

 

 我们接下来会围绕这五种数据结构来展开去讲。

结构与常见命令场景

String常见操作

SET KEY VALUE //存入单个字符串键值对，最常见不过了，单值缓存，就不说啦。

MSET KEY VALUE//批量写入字符串，一般来存对象。看下实例

这里有一张职员表，内容如下

 只存了姓名和年龄两个字段，以前我们的方式都是设置一个key，然后把姓名和年龄转为json然后再存储对吧。

我们来看一下我们的MSet命令是如何使用并存储的。

mset user:1:name zhang user:1:age 1

也就是说我们一口气直接把user表内id为1的对象都存在了redis里，然后我们用mget user:1:name user:1:age。就可以一次性取出来了。

SETNX //存入一个不存在的字符串键值对，我们来看一下实例。最简单的分布式锁就看可以用他来实现。

 127.0.0.1:6379> setnx lock:user true
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setnx lock:user true
(integer) 0

就是说只允许一次的写入，写入成功才会返回1，否则是0，我们的线程争抢就看谁优先写入啦。

GET KEY//取得一个键对应的字符串，上文提到过 ，不再赘述

MGET KEY//批量获得键对应的字符串，上文提到过 ，不再赘述

EXPIRE KEY SECONDS //设置一个键的过期时间，单位是秒

127.0.0.1:6379> expire lock:user 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get lock:user
(nil)

原子加减

INCR key //将key中存储的数字值加1，一般用在新闻点赞计数操作 incr {文章:id}

127.0.0.1:6379> incr article:xiaocai  
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incr article:xiaocai  
(integer) 2
127.0.0.1:6379> incr article:xiaocai  
(integer) 3
127.0.0.1:6379> incr article:xiaocai  
(integer) 4

DECR key //将key中存储的数字值减1，一般用在新闻点赞计数操作

INCRBY KEY  increment //将key所存储的值加上increment

DECRBY key decrement //将key所存储的值减去decrement

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 哈希Hash常见操作

　　hash结构和我们的String有些不同，原本String是一个key对应一个value，而我们的hash是一个redis_key，对应一组值，内部还有hash_key对应我们的hash_value。但是用法几乎是一致

hset key hash_key  hash_value //存储一个hash表的key的键值对

127.0.0.1:6379> hset user 1:name zhao
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hget user 1:name
"zhao"

hsetnx key hash_key  hash_value //存储一个不存在的hash表的key的键值对 

127.0.0.1:6379> hsetnx lock user:locak true 
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hsetnx lock user:locak true 
(integer) 0

hmset key hash_key  hash_value //存储一个hash表的多个key的键值对

127.0.0.1:6379> hmset user 1:name zhoao 1:age 11
OK
127.0.0.1:6379> hmget user 1:name 1:age
1) "zhoao"
2) "11"

hget key hash_key //获取哈希表key对应的多个hash键值

hdel key hash_key //删除哈希表key中的hash键值对

hlen key //返回所有哈希表key中该键的数量

127.0.0.1:6379> hlen user
(integer) 2

hgetall key //返回所有哈希表key中所有键的键值对

127.0.0.1:6379> hgetall user
1) "1:name"
2) "zhoao"
3) "1:age"
4) "11"

hash哈希的有点在于，对于同类的数据更好的整合在了一起，方便数据的管理，相比String操作消耗的内存与cpu更小（以后会详细说明为什么小），空间占用也是比String要小的，但在集群的架构下不适合大规模的使用。

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 列表常见操作

lpush key value //将一个或者多个值value插入到key列表的最左边left 

127.0.0.1:6379> lpush liredis a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush liredis b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush liredis c
(integer) 3

rpush key value //将一个或者多个值value插入到key列表的最右边right

127.0.0.1:6379> rpush liredis 1
(integer) 4
127.0.0.1:6379> rpush liredis 2
(integer) 5
127.0.0.1:6379> rpush liredis 3
(integer) 6

lpop key //移除并返回对应key的头元素(最左边的元素)

127.0.0.1:6379> lpop liredis
"c"

rpop key  //移除并返回对应key的尾元素(最右边的元素)

127.0.0.1:6379> rpop liredis
"3" 

lrange key start stop //返回列表key中start到stop的区间元素，需要注意的是角标是从0开始的，start和stop都包含在内的，不如我们输入  lrange redis_key 0 2 ，则表示取得第0，1，2三个元素。

127.0.0.1:6379> lrange liredis 1  2
1) "a"
2) "1"

blpop key timeout //从列表key的表头(最左侧)弹出第一个元素，若队列中没有元素，阻塞等待timeout秒，如果timeout=0，一直等待

127.0.0.1:6379> blpop liredis 1
1) "liredis"
2) "b"
127.0.0.1:6379> blpop liredis 1
1) "liredis"
2) "a"
127.0.0.1:6379> blpop liredis 1
1) "liredis"
2) "1"
127.0.0.1:6379> blpop liredis 1
1) "liredis"
2) "2"
127.0.0.1:6379> blpop liredis 1
(nil)
(1.04s)

brpop key timeout //从列表key的表尾(最右侧)弹出末尾元素，若队列中没有元素，阻塞等待timeout秒，如果timeout=0，一直等待

更好的理解我们的列表命令，我们可以从数据结构的角度来说一下。

栈：先进先出，也就是我们的Lpush+lpop，或者rpush+rpop就可以实现的。

队列：先进后出，也就是我们的Lpush+rpop，或者rpush+lpop就可以实现的。

阻塞队列：lpush+brpop也就可以实现啦。

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set集合常见操作

sadd key member //往集合key中存入元素，元素存在则忽略

127.0.0.1:6379> sadd setredis 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> sadd setredis 1 2
(integer) 0

srem key member //从集合key中删除元素

127.0.0.1:6379> srem setredis a
(integer) 0
127.0.0.1:6379> srem setredis 1
(integer) 1

smembers key //获取集合中的所有元素

127.0.0.1:6379> smembers setredis
1) "2"
2) "3"
3) "4"
4) "5"

scard key //获取集合key中的元素个数

127.0.0.1:6379> scard setredis
(integer) 4

sismember key member //判断member元素是否存在于集合key中 

127.0.0.1:6379> sismember setredis a
(integer) 0
127.0.0.1:6379> sismember setredis 2
(integer) 1

srandmember key count //从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除

127.0.0.1:6379> srandmember setredis 2
1) "5"
2) "4"

spop key count //从集合key中选出count个元素，元素从key中删除，抽奖小程序可以使用这个。

127.0.0.1:6379> spop setredis 1
1) "4"
127.0.0.1:6379> smembers setredis
1) "2"
2) "3"
3) "5"

 集合的运算，我们在高中数学第一节课的时候就讲过集合（我们当时高中第一节讲的就是集合），不知道大家还记得交集并集补集都是什么意思吗？

sinter keyA keyB //集合keyA和集合B的交集，就是求既在集合A也在集合B内的元素

127.0.0.1:6379> sadd setA 1 2 3 4 5 6
(integer) 6
127.0.0.1:6379> sadd setB 5 6 7 9 10
(integer) 5
127.0.0.1:6379> sinter setA setB
1) "5"
2) "6"

sinterstore destination keyA keyB //将交集的结果存在新的集合destination中

127.0.0.1:6379> SINTERSTORE newset setA setB
(integer) 2
127.0.0.1:6379> smembers newset
1) "5"
2) "6"

sunion keyA keyB //得到集合A和集合B的并集结果  

127.0.0.1:6379> SUNION setA setB
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
7) "7"
8) "9"
9) "10"

sunionstore  destination keyA keyB //将并集的结果存在新的集合destination中

sdiff keyA keyB //求集合A对于集合B的差集，也就是{A}-{B}，更通俗一点说就是存在于集合A的，但是不存在于集合B的元素。

127.0.0.1:6379> smembers setA
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
127.0.0.1:6379> smembers setB
1) "5"
2) "6"
3) "7"
4) "9"
5) "10"
127.0.0.1:6379> sdiff setA setB
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"

sdiffstore  destination keyA keyB //将差集的结果存在新的集合destination中

扩展：如果我们是sdiff keyA keyB keyC //这里就表示{A}-{B}-{C}。不要琢磨什么这是A对于B和C并集的差集...乱不乱，自己都懵圈的。

集合A：[1,2,3,4,5,6]

集合B：[2,3,4]

集合C：[5,7,9]

这时我们输入sdiff keyA keyB keyC他的返回应该是[1，6]。因为{A}-{B}为{1，5，6}，在用这个集合去掉C包含的元素，也就是5，最终得到集合[1，6]

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 有序zSet常见操作

zadd key score member score member //往有序集合key中加入带score分值的元素

127.0.0.1:6379> zadd zsetredis 1 zhaor 2 qian 
(integer) 2

zrem key member //从有序集合key中删除元素

127.0.0.1:6379> zrem zsetredis zhaor
(integer) 1

zscore key member //返回有序集合key中元素member的分值

127.0.0.1:6379> zscore zsetredis qian
"2"

zincrby key increment menber //为有序集合key中元素member的分值加上increment数值

127.0.0.1:6379> ZINCRBY zsetredis 10 qian
"12" 

ZCARD key //返回有序集合key中的元素个数

127.0.0.1:6379> ZCARD zsetredis
(integer) 2 

zrange key start stop withscores//正序获取有序集合内从 start到stop下标的元素，加了withscores展示分值

127.0.0.1:6379> zrange zsetredis  0 999
1) "zhao"
2) "qian"

zrevrange key  start stop withscores//倒序获取有序集合内从 start到stop下标的元素，加了withscores展示分值

127.0.0.1:6379> ZREVRANGE zsetredis 0 999
1) "qian"
2) "zhao"

正序倒序都是按照分值来排序的

zSet运算

zunioonstore destkey numkeys keyA keyB //求集合A和集合B的并集

127.0.0.1:6379> ZUNIONSTORE newzset 2 zsetA zsetb
(integer) 4
127.0.0.1:6379> ZRANGE newzset 0  1111
1) "wuliu"
2) "zhaogsan"
3) "wangwu"
4) "lisi"

zinterstore destkey numkeys KeyA keyB //求集合A和集合B的交集，只看元素，不看分值。

127.0.0.1:6379> ZINTERSTORE newset 2 zsetA zsetb
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange  newset  0 1111
1) "lisi"

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