Redis是一个开源的,先进的 key-value 存储可用于构建高性能,可扩展的 Web 应用程序的解决方案。Redis官方网网站是:http://www.redis.io/,如下:
Redis 有三个主要使其有别于其它很多竞争对手的特点:
- Redis是完全在内存中保存数据的数据库,使用磁盘只是为了持久性目的;
- Redis相比许多键值数据存储系统有相对丰富的数据类型;
- Redis可以将数据复制到任意数量的从服务器中;
Redis优点
- 异常快速:Redis是非常快的,每秒可以执行大约110000设置操作,81000个/每秒的读取操作。
- 支持丰富的数据类型:Redis支持最大多数开发人员已经知道如列表,集合,可排序集合,哈希等数据类型。这使得在应用中很容易解决的各种问题,因为我们知道哪些问题处理使用哪种数据类型更好解决。
- 操作都是原子的:所有Redis的操作都是原子,从而确保当两个客户同时访问Redis服务器得到的是更新后的值(最新值)。
- MultiUtility工具:Redis是一个多功能实用工具,可以在很多如:缓存,消息传递队列中使用(Redis原生支持发布/订阅),在应用程序中,如:Web应用程序会话,网站页面点击数等任何短暂的数据;
Redis环境
要在 Ubuntu 上安装Redis,打开终端,然后输入以下命令:
$sudo apt-get update $sudo apt-get install redis-server
这将在您的计算机上安装Redis
启动 Redis
$redis-server
查看 redis 是否还在运行
$redis-cli
这将打开一个 Redis 提示符,如下图所示:
redis 127.0.0.1:6379>
在上面的提示信息中:127.0.0.1是本机的IP地址,6379是Redis服务器运行的端口。现在输入PING命令,如下图所示:
redis 127.0.0.1:6379> ping PONG
这说明现在你已经成功地在计算机上安装了Redis。
在Ubuntu上安装Redis桌面管理器
要在Ubuntu上安装Redis桌面管理,可以从http://redisdesktop.com/download下载包并安装它。
Redis桌面管理器会给你用户界面来管理Redis键和数据。
Redis数据类型
Redis支持5种数据类型,说明如下:
字符串
Redis字符串是一个字节序列。在Redis中字符串是二进制安全的,这意味着它们没有任何特殊终端字符来确定长度,所以可以存储任何长度为512兆的字符串。
示例
redis 127.0.0.1:6379> SET name "yiibai" OK redis 127.0.0.1:6379> GET name "yiibai"
在上面的例子中,SET和GET是Redis命令,name和"yiibai"是存储在Redis的键和字符串值。
哈希
Redis哈希是键值对的集合。Redis哈希是字符串字段和字符串值之间的映射,所以它们用来表示对象。
示例
redis 127.0.0.1:6379> HMSET user:1 username yiibai password yiibai points 200 OK redis 127.0.0.1:6379> HGETALL user:1 1) "username" 2) "yiibai" 3) "password" 4) "yiibai" 5) "points" 6) "200"
在上面的例子中,哈希数据类型用于存储包含用户基本信息的用户对象。这里 HSET,HEXTALL 是 Redis 命令同时user:1也是一个键。
列表
Redis列表是简单的字符串列表,通过插入顺序排序。可以添加一个元素到Redis列表的头部或尾部。
示例
redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist mongodb (integer) 2 redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist rabitmq (integer) 3 redis 127.0.0.1:6379> lrange tutoriallist 0 10 1) "rabitmq" 2) "mongodb" 3) "redis"
列表的最大长度为232- 1个元素(4294967295,每个列表的元素超过四十亿)。
集合
Redis集合是字符串的无序集合。在Redis可以添加,删除和测试成员存在的时间复杂度为O(1)。
示例
redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist mongodb (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist rabitmq (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist rabitmq (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> smembers tutoriallist 1) "rabitmq" 2) "mongodb" 3) "redis"
注:在上面的例子中rabitmq被添加两次,但由于它是只集合具有唯一特性。集合中的成员最大数量为232- 1(4294967295,每个集合有超过四十亿条记录)。
集合排序
不同的是,一个有序集合的每个成员都可以排序,就是为了按有序集合排序获取它们,按权重分值从最小到最大排序。虽然成员都是独一无二的,按权重分数值可能会重复。
示例
redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 mongodb (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 rabitmq (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 rabitmq (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE tutoriallist 0 1000 1) "redis" 2) "mongodb" 3) "rabitmq"
Redis键
Redis中的keys命令用于管理redis中的键。Rediskeys命令使用的语法如下所示:
语法
redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME
示例
redis 127.0.0.1:6379> SET yiibai redis OK redis 127.0.0.1:6379> DEL yiibai (integer) 1
在上面的例子中DEL是一个命令,而yiibai是一个键。如果键被成功删除,则该命令的输出将是(整数)1,否则这将是(整数)0;
Redis字符串
Redis的字符串命令用于管理redis的字符串值。Redis的字符串命令语法的使用如下所示:
语法
redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME
示例
redis 127.0.0.1:6379> SET yiibai redis OK redis 127.0.0.1:6379> GET yiibai "redis"
在上面示例中SET和GET是Redis的命令,这里yiibai就是一个键(key);
Redis哈希
Redis哈希是字符串字段和字符串值之间的映射,所以它是用来表示对象的一个完美的数据类型,Redis的哈希值最多可存储超过4十亿字段-值对。
示例
redis 127.0.0.1:6379> HMSET yiibai name "redis tutorial" description "redis basic commands for caching" likes 20 visitors 23000 OK redis 127.0.0.1:6379> HGETALL yiibai 1) "name" 2) "redis tutorial" 3) "description" 4) "redis basic commands for caching" 5) "likes" 6) "20" 7) "visitors" 8) "23000"
在上面的例子,我们在设置一个名为yiibaiRedis的哈希的好代码教程详细信息(name,description,likes,visitors)。
Redis列表
Redis列表是简单的字符串列表,通过插入顺序排序。您可以在Redis列表的头或列表尾添加元素。列表的最大长度为232- 1个元素(4294967295,每个列表可有超过四十亿个元素)。
示例
redis 127.0.0.1:6379> LPUSH tutorials redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> LPUSH tutorials mongodb (integer) 2 redis 127.0.0.1:6379> LPUSH tutorials mysql (integer) 3 redis 127.0.0.1:6379> LRANGE tutorials 0 10 1) "mysql" 2) "mongodb" 3) "redis"
在上面的例子中的三个值由命令LPUSH插入到redis名称为tutorials的列表。
Redis集合
Redis集合是唯一字符串的无序集合。唯一集合是不允许数据有重复的键的。在Redis集合中添加,删除和测试成会是否存的时间复杂度为O(1)(恒定的时间,无论集合内包含元素的数量)。集合的最大长度为232- 1个元素(4294967295,每个集合中超过四十亿个元素)。
示例
redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai mongodb (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai mysql (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai mysql (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS yiibai 1) "mysql" 2) "mongodb" 3) "redis"
在上面的例子中的三个值被Redis的命令SADD插入到一个名为yiibai 集合。
Redis有序集合
Redis的有序集合类似于Redis的集合,但是存储的值在集合中具有唯一性。另外有序集合的每个成员都使用分值(score)的东西,这个分值就是用于将有序集合排序,从分值最小到最大来排序。
在Redis有序集合添加,删除和测试成员的存在的时间复杂度为O(1)(恒定时间,无论集合内包含元素的数量)。列表的最大长度为232- 1个元素(4294967295,每个集合的元素超过四十亿)。
示例
redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 1 redis (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 2 mongodb (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 3 mysql (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 3 mysql (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 4 mysql (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> ZRANGE yiibai 0 10 WITHSCORES 1) "redis" 2) "1" 3) "mongodb" 4) "2" 5) "mysql" 6) "4"
在上面的例子中的三个值及其分值被ZADD命令插入一个名称为yiibai的redis有序集合中
Redis HyperLogLog
Redis HyperLogLog 是用来做基数统计的算法,HyperLogLog 的优点是,在输入元素的数量或者体积非常非常大时,计算基数所需的空间总是固定 的、并且是很小的。
在 Redis 里面,每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存,就可以计算接近 2^64 个不同元素的基 数。这和计算基数时,元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。但是,因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数,而不会储存输入元素本身,所以 HyperLogLog 不能像集合那样,返回输入的各个元素。
示例
下面的例子说明了HyperLogLogRedis的工作原理:
redis 127.0.0.1:6379> PFADD tutorials "redis" 1) (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFADD tutorials "mongodb" 1) (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFADD tutorials "mysql" 1) (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFCOUNT tutorials (integer) 3
Redis发布订阅
Redis订阅和发布实现了通讯系统,发件人(在Redis中的术语称为发布者)发送邮件,而接收器(订户)接收它们。信息传输的链路称为通道。Redis一个客户端可以订阅任意数量的通道。
示例
以下举例说明发布订阅用户如何工作。在下面的例子给出一个客户端订阅的通道命名redisChat 。
redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE redisChat Reading messages... (press Ctrl-C to quit) 1) "subscribe" 2) "redisChat" 3) (integer) 1
现在,两个客户端都在同一个通道名:redisChat上发布消息,上述订阅客户端接收消息。
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "Redis is a great caching technique" (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "Learn redis by tutorials point" (integer) 1 1) "message" 2) "redisChat" 3) "Redis is a great caching technique" 1) "message" 2) "redisChat" 3) "Learn redis by tutorials point"
Redis事务
Redis事务允许一组命令在单一步骤中执行。事务有两个属性,说明如下:
- 在一个事务中的所有命令作为单个独立的操作顺序执行。在Redis事务中的执行过程中而另一客户机发出的请求,这是不可以的;
- Redis事务是原子的。原子意味着要么所有的命令都执行,要么都不执行;
示例
Redis事务由指令MULTI发起的,之后传递需要在事务中和整个事务中,最后由EXEC命令执行所有命令的列表。
redis 127.0.0.1:6379> MULTI OK List of commands here redis 127.0.0.1:6379> EXEC
示例
下面的例子说明了Redis的事务是如何开始和执行。
redis 127.0.0.1:6379> MULTI OK redis 127.0.0.1:6379> SET tutorial redis QUEUED redis 127.0.0.1:6379> GET tutorial QUEUED redis 127.0.0.1:6379> INCR visitors QUEUED redis 127.0.0.1:6379> EXEC 1) OK 2) "redis" 3) (integer) 1
Redis脚本
Redis脚本是使用Lua解释脚本用来评估(计算)。从Redis2.6.0版本开始内置这个解释器。命令EVAL用于执行脚本命令。
语法
EVAL命令的基本语法如下:
redis 127.0.0.1:6379> EVAL script numkeys key [key ...] arg [arg ...]
示例
下面的例子说明了Redis脚本是如何工作的:
redis 127.0.0.1:6379> EVAL "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2 key1 key2 first second 1) "key1" 2) "key2" 3) "first" 4) "second"
Redis连接
Redis的连接命令基本上都用于管理Redis服务器与客户端连接。
示例
下面的例子说明了一个客户端在Redis服务器上,如何检查服务器是否正在运行并验证自己。
redis 127.0.0.1:6379> AUTH "password" OK redis 127.0.0.1:6379> PING PONG
Redis备份
Redis的SAVE命令用于创建当前Redis数据库的备份。
语法
Redis 的 SAVE 命令的基本语法如下所示:
127.0.0.1:6379> SAVE
示例
以下示例显示了如何在Redis的当前数据库中创建备份。
127.0.0.1:6379> SAVE OK
在执行此命令之后,将在redis目录中创建一个dump.rdb文件。
恢复Redis数据
要恢复redis数据只需要要将Redis的备份文件(dump.rdb)放到Redis的目录中,并启动服务器。要了解知道Redis目录在什么位置,可使用CONFIG命令,如下所示:
127.0.0.1:6379> CONFIG get dir 1) "dir" 2) "/user/yiibai/redis-2.8.13/src"
在上面的命令命令输出为/user/yiibai/redis-2.8.13/src就是使用的Redis目录,也就是Redis的服务器安装的目录。
Bgsave
创建Redis的备份也可以使用备用命令BGSAVE。此命令将启动备份过程,并在后台运行此。
示例
127.0.0.1:6379> BGSAVE Background saving started
Redis安全
Redis数据库可以配置安全保护的,所以任何客户端在连接执行命令时需要进行身份验证。为了确保Redis的安全,需要在配置文件设置密码。
示例
下面给出的例子显示的步骤是用来确保Redis实例的安全。
127.0.0.1:6379> CONFIG get requirepass 1) "requirepass" 2) ""
默认情况下此属性是空的,这意味着此实例没有设置密码。可以通过执行以下命令来修改设置此属性
127.0.0.1:6379> CONFIG set requirepass "yiibaipass" OK 127.0.0.1:6379> CONFIG get requirepass 1) "requirepass" 2) "yiibaipass"
如果客户端运行命令无需验证设置密码,那么(错误)NOAUTH需要验证。错误将返回。因此,客户端需要使用AUTH命令来验证自己的身份信息。
语法
AUTH命令的基本语法如下所示:
127.0.0.1:6379> AUTH password
Redis性能测试
Redis的基准性能测试是通过同时运行N个命令以检查Redis性能的工具。
语法
Redis的基准测试的基本语法如下所示:
redis-benchmark [option] [option value]
示例
下面给出的示例是通过调用100000个(次)命令来检查Redis。
redis-benchmark -n 100000 PING_INLINE: 141043.72 requests per second PING_BULK: 142857.14 requests per second SET: 141442.72 requests per second GET: 145348.83 requests per second INCR: 137362.64 requests per second LPUSH: 145348.83 requests per second LPOP: 146198.83 requests per second SADD: 146198.83 requests per second SPOP: 149253.73 requests per second LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 148588.42 requests per second LRANGE_100 (first 100 elements): 58411.21 requests per second LRANGE_300 (first 300 elements): 21195.42 requests per second LRANGE_500 (first 450 elements): 14539.11 requests per second LRANGE_600 (first 600 elements): 10504.20 requests per second MSET (10 keys): 93283.58 requests per second
Redis客户端连接
如果启用了Redis的接受配置监听,客户端可在TCP端口上与Unix套接字连接。以下操作执行后新的客户端连接被服务器接受:
- 客户端套接字在非阻塞状态,因为Redis使用复用和非阻塞I/O;
- TCP_NODELAY选项设定以确保不会在连接时延迟;
- 创建一个可读的文件事件,以便Redis能够尽快收集客户端查询作为新的数据可被套接字读取;
客户端最大连接数量
在Redis的配置文件(redis.conf)有一个属性maxclients,它描述了可以连接到Redis的客户的最大数量。命令的基本语法是:
config get maxclients 1) "maxclients" 2) "10000"
默认情况下此属性设置为10000(取决于OS的文件标识符限制最大数量),但可以修改这个属性。
示例
在下面给出的例子我们已经设置客户端最大连接数量为100000,在之后启动服务器:
redis-server --maxclients 100000
Redis管道
Redis是一个TCP服务器,支持请求/响应协议。在redis中一个请求完成以下步骤:
- 客户端发送一个查询给服务器,并从套接字中读取,通常服务器的响应是在一个封闭的方式;
- 服务器处理命令并将响应返回给客户端;
管道的含义
管道的基本含义是:客户端可以发送多个请求给服务器,而不等待全部响应,最后在单个步骤中读取所有响应。
示例
要检查Redis管道只需要启动Redis实例,并在终端输入以下命令。
$(echo -en "PING\r\n SET tutorial redis\r\nGET tutorial\r\nINCR visitor\r\nINCR visitor\r\nINCR visitor\r\n"; sleep 10) | nc localhost 6379 +PONG +OK redis :1 :2 :3
在上面的例子所示,了解使用PING命令连接Redis,之后我们在Redis设定一个名为tutorial字符串值,之后拿到这个键对应的值并增加访问人数的三倍。在结果中,我们可以看到所有的命令都提交给Redis一次,Redis是给单步输出所有命令。
通道的好处
这种技术的好处是显着提高协议的性能。管道localhost获得至少达到百倍的网络连接速度。
Redis分区
分区是将数据分割成多个Redis实例,使每个实例将只包含键子集的过程。
分区的好处
- 它允许更大的数据库,使用多台计算机的内存总和。如果不分区,只是一台计算机有限的内存可以支持的数据存储;
- 它允许按比例在多内核和多个计算机计算,以及网络带宽向多台计算机和网络适配器;
分区的劣势
- 涉及多个键的操作通常不支持。例如,如果它们被存储在被映射到不同的Redis实例键,则不能在两个集合之间执行交集;
- 涉及多个键时,Redis事务无法使用;
- 分区粒度是一个键,所以它不可能使用一个键和一个非常大的有序集合分享一个数据集;
- 当使用分区,数据处理比较复杂,比如要处理多个RDB/AOF文件,使数据备份需要从多个实例和主机聚集持久性文件;
- 添加和删除的容量可能会很复杂。例如:Redis的Cluster支持数据在运行时添加和删除节点是透明平衡的,但其他系统,如客户端的分区和代理服务器不支持此功能
分区类型
Redis提供有两种类型的分区。假设我们有四个redis实例:R0,R1,R2,R3,分别表示用户用户如:user:1,user:2,...等等
范围分区
范围分区被映射对象指定Redis实例在一个范围内完成。
在我们的例子中,用户从ID为0至ID10000将进入实例R0,而用户ID10001到ID20000将进入实例R1等等。
散列分区
在这种类型的分区是一个散列函数(例如,模数函数)用于将键转换为数字数据,然后存储在不同的redis实例
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