学会Redis，这一文就够了（持续更新中）

Redis是一种NoSQL(Not Only SQL)数据库，即非关系型数据库。正如Java线程、Hadoop、Nginx、MQ、ElasticSearch一样，它的出现也是为了解决程序的关键问题，它可以用来存储关系型数据库难以存储的数据。其可以解决分布式情况下的session登录问题、也可以解决数据库查询时的速度和压力问题等。

1、Redis是一个开源的key-value存储系统。
2、Redis支持的value类型相对较多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set有序集合)和hash(哈希类型)
3、Redis支持value的push/pop、add/remove、取交集、并集、差集等丰富操作，且这些操作都是原子性。
4、Redis支持各种不同方式的排序。
5、Redis的数据都是存储在缓存中，同时也可周期性的把更新的数据写入磁盘。并在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

功能举例：

1、通过List类型实现按自然时间排序的数据 —– 获取最新的N个数据。
2、利用zset(有序集合) —– 排行榜，Top N。
3、使用Expire过期 —– 时效性数据。如验证码，登录信息。
4、利用原子性，自增方法INCR、DECR —– 计数器，秒杀服务。
5、利用Set集合 —– 去除大量数据中的重复数据。
6、利用list集合 —– 构建队列。
7、pub/sub模式 —– 发布订阅消息系统。

1、NoSQL数据库不依赖业务之间的关系而进行分表存储，而是通过KV键值对的方式进行存储，因此极大地增加了其扩展能力。 
2、NoSQL有自己一套规范，不遵循SQL标准，同时不支持ACID(但支持事务)，且性能远超关系型数据库。 
3、NoSQL适用于高并发常见和海量数据读写的情况。
4、NoSQL不适用于需要事务支持或需要复杂结构关系支持的情况。
5、常用的NoSQL数据库有Memcache(较为古早，不支持持久化，KV存储，类型单一，执行为多线程+锁)、Redis(支持持久化，存储数据类型丰富，执行为单线程+多路IO复用)、mongoDB(文档型数据库，数据可存硬盘，KV存储，查询功能丰富，支持二进制数据及大型对象)
6、NoSQL的使用打破了传统关系型数据库以业务逻辑为依据的存储模式，而针对不同数据结构类型改为以性能为最优先的存储方式。

安装版本(视频版本): redis-6.2.1.tar.gz
    
安装要求: Linux环境下的Redis版本(一般不考虑Windows环境下的版本)。
    
安装步骤: 
1、先下载redis-6.2.1.tar.gz
2、通过xftp传送至Linux的/opt目录下，再通过xshell连接上Linux，进入/opt目录。进行解压前，需要在Linux环境中安装好C语言的编译环境(因为Redis是C语言编写的)。
    2.1、安装命令(默认安装在/usr/local/bin目录下):
		yum install centos-release-scl scl-utils-build
         yum install -y devtoolset-8-toolchain
         scl enable devtoolset-8 bash
    2.2、或者只安装gcc环境(选一个即可):
		yum install gcc
3、解压压缩包。解压命令:
		tar -zxvf redis-6.2.1.tar.gz
4、解压完成后进入文件解压目录: 
		cd/redis-6.2.1
   4.1、执行编译命令: 
		make
   4.2、若在make阶段出现问题，首先检查是否安装好C语言编译环境，使用命令: gcc --version 查看是否有版本，若无，使用命令(下载C语言编译环境): yum install gcc。若有，则执行命令: make distclean，然后再执行编译命令make即可。
   4.3、执行安装命令(默认安装目录为/usr/local/bin):
		make install
   4.4、安装目录下共有六个安装文件，其作用分别是:
		redis-benchmark: 性能测试工具，可以测试自己的服务器性能如何。
         redis-check-aof: 修复有问题的AOF文件。
         redis-check-dump: 修复有问题的dump.rdb文件。
         redis-sentinel: Redis集群使用。
         redis-server: Redis服务器启动命令。
         redis-cli: 客户端，操作入口。
5、启动命令:
	前台启动(不推荐，不能进行其它操作，窗口关闭即停止，ctrl + c停止服务): redis-server
     后台启动(推荐，窗口关闭仍运行，redis-cli shutdown停止服务): 
		5.1、首先进入/opt/redis-6.2.1.tar.gz目录中，将redis.conf文件复制一份(保留源文件，目的地址哪都行): cp redis.conf /etc/redis.conf。
         5.2、修改etc下的配置文件vi /ect/redis.conf，将128行处的daemonize no修改为yes(允许后台启动)
         5.3、进入redis默认安装目录: cd /usr/local/bin，执行后台启动命令(后面跟的是复制修改后的redis.conf文件目录):redis-server /etc/redis.conf
         5.4、启动成功后，查看redis状态: ps -ef | grep redis
		5.5、通过客户端连接上redis命令: redis-cli

1、Redis默认16个库，类似数组下标从0开始，初始默认使用0号库。
2、使用select 进行数据库切换。如select 8。
3、dbsize命令查看但概念数据库的key数量，flushdb清空当前库，flushall清空所有库。
4、Redis使用的是单线程 + 多路IO复用。多路IO复用的意思是线程提出操作申请，然后去做自己的事情，等到被通知运行操作时，再回来进行操作。

Redis中的共有五大数据类型: 字符串(String)、列表(List)、集合(Set)、哈希(hash)、有序集合(Zset)。

关于键值的常用命令:
1、keys *
    查看当前库的所有key。如(查询一号库所有键): keys *1
2、exists 
    判断某个key是否存在，存在返回1，不存在返回0。如(判断key a1是否存在): exists a1 
3、type 
    查看key的类型。如(查看键值a的类型): type a
4、del 
    删除指定的key数据。如(删除键值为a的键值对): del a
5、unlink 
    根据value选择非阻塞删除。即执行命令后仅将key从keyspace元数据中删除，而真正的删除会在后续异步操作中删除。
6、expire  time
    给key设置过期时间time(秒)。如(键值a的存活时间为10s): expire a 10
7、ttl 
    查看key还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期。如(查询a过期时间): ttl a

关于库的命令:
1、select 库
    切换当前使用的数据库。如(切换为使用2号库): select 2
2、dbsize
    查看当前数据库的key的数量
3、flushdb
    清空当前库
4、flushall
    清空所有库

介绍:
1、String是Redis最基本的类型，一个key对应一个value。
2、String类型是二进制安全的，即只要一个数据类型可以使用字符串表示，就都可以存储到Redis中。
3、一个Redis的字符串value最多可以存储512M数据。

常用命令:
1、set  
	向当前库中添加key对应的value，若key已存在，则直接覆盖。如: set a1 1
2、get 
	获取当前库中key对应的value。如: get a1
3、append  
	在key对应的value后追加指定的value，并返回总长度。如: append a1 2
4、strlen 
	得到key对应的value的长度。
5、setnx  
	当key不存在时，向当前库中添加key对应的value，若key存在，则设置不成功。
6、incr 
	当key对应的value为数字时，value加一，如果value为空，则新增值为1。返回增1后的值。
7、decr 
	当key对应的value为数字时，value减一，如果value为空，则新增值为-1。返回减1后的值。
8、incrby / decrby  <步长>
	当key对应的value为数字时，增/减对应的值(步长)并返回。改操作均是原子操作，即不会被线程调度机制打断的操作，基于Redis是单线程，这种操作也不会被其它线程打断。

其它命令:
1、mset    ...
	同时设置一个或多个key-value对。
2、mget  ...
	同时获取一个或多个value。
3、msetnx    ...
	当其中所有key都不存在时才设置成功，若其中有一个key已存在，则全部设置失败。
4、getrange  <起始位置> <结束位置>
	获取指定key对应的value值的下标从<起始位置>到<结束位置>的值。 
5、setrange  <起始位置> 
	在key对应的value的下标为<起始位置>处插入。
6、setex  <过期时间> 
	设置key-value的同时设置<过期时间>(秒)。
7、getset  
	以新换旧，获取到key对应的旧value的同时设置value为新value。

String的数据结构为简单动态字符串(Simple Dynamic String，缩写为SDS)，是可以修改的字符串，其内部结构实现上类似于Java的ArrayList，采用了预分配冗余空间的机制减少内存的频繁分配。即实际使用的内存len小于实际分配的内存capacity，当字符串长度小于1M时，扩容是加倍capacity，当字符串超过1M时，扩容只会每次多扩1M空间，注意String类型最大长度为512M。

介绍:
1、单键多值。即一个key对应一个字符串列表，列表有序，并允许添加元素到列表头或列表尾。
2、列表底层由双向链表构成，因此操作两端数据时效率较高，查询或操作中间数据时效率较低。

常用方法:
1、lpush / rpush    
	从左/右边向key对应的列表插入,,。如(向a列表中从左依次插入1,2,3): lpush a 1 2 3。最终list为3,2,1。
2、lpop / rpop 
	从左边/右边弹出key对应的列表的一个值，若值弹完，键亡。
3、rpoplpush  
	从列表右边弹出一个值，插入的左边。
4、lrange   
	按照到下标获取key中对应值。如(获取k1中所有值):lrange k1 0 -1。
5、lindex  
	按照索引下标获取列表中的值。
6、llen 
	获取key对应的列表的长度。
7、linsert  before/after  
	找到key对应列表从左其第一个，在其左边插入。如(在k1对应列表的左起第一个v1左边插入v0): linsert k1 before v1 v0
8、lrem   
	从左边其删除key对应列表中的n个。
9、lset   
	将key对应列表中下标为的值替换为。

1、List底层的数据结构为快速链表qucikList，快速链表其实由压缩列表(zipList)构成，压缩列表即一块连续的内存空间，当列表元素较少时就采用压缩列表存储，其中的元素挨个存储，因此也具有双向链表特征。
2、当列表元素较多时，就再开一片压缩列表空间用来存储列表元素，并与之前的压缩列表互相指向。
3、Redis采用这种存储方法的原因为: 若每个列表元素都附加两个指针，那么内存开销会很大，因此使用zipList进行互相指向减少内存消耗，zipList中的元素由于连续，也拥有双向链表的特性。

介绍:
1、Set提供的功能与List类似，也是[key-列表]结构，不同点在于Set可以自动去重且无序的。
2、Set是String类型的无序集合，其底层实际上是一个value为null的hash表，因此添加，删除，修改的时间复杂度都为O(1)。

常用方法:
1、sadd   ...
	将一个或多个member元素加入到key对应的Set中，已经存在的member元素会被忽略。
2、smembers 
	取出对应的Set中的所有值。
3、sismember  
	判断对应的Set中是否存在值，存在返回1，不存在返回0。
4、scard 
	返回key对应的Set中元素个数。
5、srem   ...
	删除key对应的Set中的元素,..。
6、spop 
	随机从key对应的Set中弹出一个值。
7、srandmember  
	随机从key对应的Set中获取个value，不会进行删除操作。
8、smove   
	把从集合中移到集合中。
9、sinter  
	返回key1和key2分别对应的Set的交集元素。
10、sunion  
	返回key1和key2分别对应的Set的并集元素。
11、sdiff  
	返回两个集合的差集元素(key1中包含的，不包含key2中的)。

Set底层数据结构其实是hash结构，所有的value都指向同一个内部值。

介绍:
1、哈希也是一个键值对集合，每个键值对都是一个String类型key对应一个或多个field和value的键值对，hash适合存储对象，其类似于Java中的Map。
	即:
		key 		value
		
			 	field  value
				  id     1
        user  ->  name   张三
        		  age     20

常用命令:
1、hset   
	给对应哈希的赋值为。
2、hget  
	从对应哈希中取对应的value。
3、hmset     ...
	批量设置key1对应hash的值。
4、hexists  
	查看哈希表key1中是否存在给定域。
5、hkeys 
	列出该hash集合中所有的field。
6、hvals 
	列出该hash集合中所有的value。
7、hincrby   
	为哈希表key中的域field对应的value加上增量
8、hsetnx   
	当且仅当域field不存在时，将哈希表key中的域field的值设置为value。

Hash类型对应的数据结构为两种: zipList(压缩列表)，hashtable(哈希表)。当field-value长度较短且个数较少时，使用zipList，否则使用hashtable。

介绍:
1、ZSet和Set非常相似，都是一个没有重复元素的字符串集合。不同之处为ZSet中每个成员都关联了一个评分(score)，这个评分(score)被用来按照从最低分到最高分的方式排序ZSet中的成员，集合中的成员是唯一的，单评分可以重复。
2、因为ZSet中的元素是有序的，因此可以很快通过评分(score)或者次序(position)来获取一个范围的元素。
3、访问ZSet的中间元素也是非常快的，因此能够使用ZSet作为一个没有重复成员的智能列表。

常用方法:
1、zadd     ...
	将一个或多个member元素及其score值加入到有序集合key中。
2、zrange    [WITHSCORES]
	返回有序集key中，下标在与之间的元元素，若携带[WITHSCORES]，则可以让分数一起和值返回到结果集。如(查询topn有序集合中带分数的所有元素): zrange topn 0 -1 withscores 
3、zrangebyscore    [withscores] [limit offset count]
	返回有序集合key中的score处于到之间的元素，包括min和max。且返回元素按score从小到大排序。
4、zrevrangebyscore    [withscores] [limit offset count]
	返回有序集合key中的score处于到之间的元素，包括min和max。且返回元素按score从大到小排序。
5、zincrby   
	为有序集合的元素的score增加增量。如(为topn有序集合中的Java的scores增加100): zincrby topn 100 Java
6、zrem  
	删除该集合下指定的值。
7、zcount   
	统计该集合下指定分数区间内的元素个数。包含左右。
8、zrank  
	返回该值在集合中的排序，下标从0开始