Redis的各种用途以及使用场景

谁践踏了优雅 2021-12-19 00:19 249阅读 0赞

# 一、为什么使用 #

解决应用服务器的cpu和内存压力
        减少io的读操作，减轻io的压力
        关系型数据库的扩展性不强，难以改变表结构

# 二、优点： #

nosql数据库没有关联关系，数据结构简单，拓展表比较容易
    nosql读取速度快，对较大数据处理快

# 三、适用场景： #

数据高并发的读写
    海量数据的读写
    对扩展性要求高的数据

# 四、不适场景： #

需要事务支持（非关系型数据库）
    基于sql结构化查询储存，关系复杂

# 五、Redis结构： #

Redis是一个开源的key—value型数据库，支持string、list、set、zset和hash类型数据。对这些数据的操作都是原子性的，redus为了保证效率会定期持久化数据。

# 六、使用场景： #

配合关系型数据库做高速缓存
    缓存高频次访问的数据，降低数据库io
    分布式架构，做session共享
    可以持久化特定数据。
    利用zset类型可以存储排行榜
    利用list的自然时间排序存储最新n个数据

# 七、Linux下redis： #

redis目录：usr/local/bin
    linux下redis常用命令：
    redis-benchmark：性能测试工具
    redis-server：启动redis服务器
    redis-cli：启动redis客户端，操作入口

# 八、Redis基础知识 #

端口：6379
    默认16个数据库，下标从0开始
    单线程：redis是单线程+io多路复用：检查文件描述的就绪状态
    Memchached：多线程+锁
        redis数据类型：String set list hash zset

# 九、Redis命令： #

## key操作 ##

keys * 	查看当前库所有的键
    exists <key> 	判断是否存在key
    del <key> 	删除某个键
    expire <key> <second> 	设置键过期时间 单位是s秒
    ttl <key> 	查看还有多少秒过期 -1表示用不过期 -2表示已经过期
    move <key> <db> 	把键移到另一个库下
    dbsize 	查看数据库key的数量
    flushdb 	清空当前库
    flushall 	通杀所有库

String类型：String是二进制安全的，可以包含任何数据源，最大512m

get <key> 	查看对应的键值
    set <key> <value> 	添加键值对
    append <key> <value> 	将给定的value 追加到原值的末尾
    strlen < key > 	获取值得长度
    setnx <key> <value> 	当key 不存在的时候设置key值
    incr <key> 	将key中储存的数字加1，如果为空，则值为1
    decr <key> 	将key中储存的数字减1，如果为空，则值为-1
    incrby/decrby <key> <步长> 	将key中的数字增减

## String批量处理： ##

mset <key1> <value1> <key2> <value2> 	同时设置多个键值对
    mget <key1> <key 2> 	同时获得多个值
    msetnx <key1> <value1> <key2> <value2> 	当给定的key都不存在
    getrange <key> <start> <stop> 	类似sunstring
    setrange <key> <start> <stop> 	类似sunstring覆盖原始值
    setex <key> <过期时间> <value> 	设置键值的同时，给定过期时间
    getset <key> <value> 	以旧换新，设置了新的值同时得到旧值

## List：链表 ##

*  1、特点：单键多值  
    Redis列表是简单的字符串列表，从左或者从右插入  
    底层是双向链表，对两端的操作性能很高，通过下标查询性能很低

lpush/rpush <key> <value1> <value2> .. 	从左或从右插入多个值
    lpop/rpop <key> 	从左边或右边吐出一个值，值光键亡
    rpoplpush <key1> <key2> 	从key1 右边吐出一个值到key2的左边
    lrange <key> <index> 	按照索引下标获取元素 从左到右
    lindex <key> <index> 	按照索引下标获取元素 从左到右
    llen <key> 获取列表长度 	获取列表长度
    linsert <key> before <value> <newvalue> 	在key中value前插入newvalue

Set：类似list的无序集合，保证列表中不会有重复数据，底层是一个value为null的hash表

sadd <key> <value1> <value2> 	将多个元素加入到key中，重复值忽略
    smembers <key> 	取出该集合的所有值
    sismember <key> <value> 	判断集合key中是否有该value值 有就1 没有0
    scard <key> 	返回该集合的元素个数
    srem <key> <value1> <value2> 	删除集合中的某个元素
    spop <key> 	随机吐出该集合一个值
    srandmember <key> <n> 	随机从集合中取出n个值，不会从集合中删除
    smove <key1> <key2> <value> 	将key1中的value 移动到key2 中
    sinter <key1> <key2> 	返回两个集合的交集元素
    sunion <key1> <key2> 	返回两个集合的并集

hash：键值对集合，类似map<String,Object>

hset <key> <filed> <value> 	给key 集合中的file 键赋值value
    hget <key1> <field> 	从key1 集合file取出value
    hmset <key1> <field1> <value1> <field2> <value2> 	批量设置hash的值
    hexists <key> <field> 	查看key中的field 是否存在
    hkeys <key> 	列出key中所有的filed
    hvals <key> 	列出该hash集合中所有的value
        zset：与set集合非常相似，每个成员都关联了score，可以用来排序
    zadd<key><score1><value1><score2><value2> 	将一个或多个元素以及score加入zset
    zrange<key><start><stop> withscore 	返回下标在区间内的集合，带有score
    zrangebyscore <ket> <min> <max>[withscore] [limit offset count] 	返回key中 score介于min和max中的成员，升序排列
    zrevrangerbyscore <key> <min> <max> [withscore] [limit offset count] 	降序
    zincrby <key> <increment> <value> 	在key集合中的value上增加increment
    zrem <key> <value> 	删除key集合下的指定元素
    zcount <key> <min><max> 	统计 区间内的元素个数
    zcord <key> 	获取集合中的元素个数
    zrank <key><value> 	查询value在key中的排名，从0开始

# 十、redis持久化： #

两种方式：rdb（redis database）和aof（append of file）
    RDB：在指定时间间隔内，将内存中的数据作为一个快照文件（snapshot）写入到磁盘，读取的时候也是直接读取snapshot文件到内存中

*  ①持久化过程：redis单独创建（fork）一个进程来持久化，会先将数据写入临时文件中，待上次持久化结束后，会将该临时文件替换上次持久化文件，比aof高效，但是最后一次数据可能会丢失
 *  ②Fork：在linux中，fork（）会产生一个跟主进程一样的子进程，出于效率考虑，主进程和子进程会公用一段物理内存，当发生改变的时候，才会把主进程“”写时复制”一份给子进程
 *  ③Redis备份的文件：在redis.conf中设置，dbfilename默认为：dump.rdb
 *  ④ Rdb保存策略：

900s 1 file change
            300s 10file change
            60s 10000file change

*  ⑤Rdb的备份：

config get dir 得到备份的文件夹
            复制备份文件

*  ⑥Rdb恢复：  
    关闭redis  
    将备份文件复制到工作目录下  
    启动redis，自动加载
    
     *  AOF : 以日志形式记录每个写操作，启动时通过日志恢复操作  
        开启AOF：默认不开启，进入redis.conf找到appendonly yes打开  
        修复AOF：redis-check-aof –fix appendonly.aof  
        同步频率：每秒记录一次，如果宕机该秒记可能失效  
        Rewrite：bgrewriteaof 因为日志是追加方式，文件会越来越大，当超过了设置的阈值时，日志文件会压缩，保留仅可以恢复的日志  
        RDB和AOF对比

节省磁盘空间
            恢复速度快
            RDB优点：
            ROD缺点：
            数据太大时，比较消耗性能
            一段时间保存一次快照，宕机时最后一次可能没有保存

c） AOF优点：

i. 备份机制更加稳健
    ii. 可读的日志文件，通过aof恢复更加稳健，可以处理失

d） AOF缺点：

RDB和AOF哪个好
        官方推荐都启用
        对数据不敏感，单独用RDB
        不建议单独使用AOF
        若作为纯缓存使用，可以都不开启

# 十一、Redis事务 #

输入multi，输入的命令都会依次进入到队列中，但不会执行，直到输入exec，redis会将之前命令队列中的命令依次执行，通过discard可以放弃组队。

*  主要作用：序列化操作，串联多个命令防止别的命令插队
    
     *  悲观锁：每次拿到数据的时候都会上锁，或者等待别人处理完再去拿锁，传统的关系型数据库里边很多用到了这种锁机制，比如行锁、表锁、读锁、写锁
     *  乐观锁：每次拿数据的时候总认为别人不会修改数据，所以不会上锁。但是更新的时候回去判断别人有没有更改数据，使用版本号机制。乐观锁适用于多读的应用类型，可以提高吞吐量。  
        Redis使用乐观锁：redis就是利用check-and-set机制实现事务
 *  三大特性：

单独的隔离操作：
            事务中的所有命令都会序列化，按顺序执行。不会被其他客户端打断
            没有隔离级别概念：队列中的命令没有提交之前不会被执行，事务外不能查看事务内的更新
            不能保证原子性：跳过错误，依旧执行，没有回滚

# 十二、Redis订阅/发布： #

是进程中的一种消息通信模式，发送者pub发送消息，订阅者sub接收消息 剩下的略。。。

# 十三、Redis主从复制： #

是什么：主从复制就是主机数据更新后根据配置和策略，自动同步到备份机的master/slaver机制，master写为主，slave读为主
    用处：
        读写分离，性能拓展。
        容灾快速恢复
    配置服务器（配从不配主）：
        拷贝多个redis.conf文件
        开启daemonize yes
        Pid文件名字
        指定端口
        Log文件名字
        Dump.rdb名字
        Appendonly 关掉或者换名字

# 十四、Jedis： #

所需jar包：
        common-pool-1.6jar包
        jedis-2.1
    获取jedis对象：Jedis jedis = new Jedis（“ip” ，端口号）；

# 十五、集群分布： #

实现对redis的水平拓展，启动n’的redis节点，将整个数据分布在这n个节点中  
配置conf文件：

拷贝多个redis.conf文件
            开启daemonize yes
            Pid文件名字
            指定端口
            Log文件名字
            Dump.rdb名字
            Appendonly 关掉或者换名字

配置cluster文件：

cluster-enable yes 打开集群模式
     cluster-config-file xxx.conf 设置生成的节点配置文件名
     cluster-node-timeout 15000设置节点失联时间，超多该时间（毫秒），集群自动进入主从切换