框架高级课程系列之Redis6笔记

前言

📋前言📋
💝博客【无聊大侠hello word】💝
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✍本文由在下【无聊大侠hello word】原创首发于CSDN✍

NoSQL数据库简介

技术发展

技术的分类

• 1、解决功能性的问题Java、Jsp、RDBMS、Tomcat、HTML、Linux、JDBC、SVN
• 2、解决扩展性的问题Struts、Spring、Spring MVC、Hibernate、Mybatis
• 3、解决性能的问题NoSQL、Java线程、Hadoop、Nginx、MQ、ElasticSearch

NoSQL数据库

NoSQL(NoSQL=Not Only SQL),意即“不仅仅是SQL”,泛指非关系型的数据库。

NoSQL不依赖业务逻辑方式存储而以简单的key-vaue模式存储。因此大大的增加了
数据库的扩展能力。

• 不遵循SQL标准
• 不支持ACID原子性、一致性、隔离性、持久性
• 远超于SQL的性能

NoSQL适用场景

• 对数据高并发的读写
• 海量数据的读写
• 对数据高可扩展性的

NoSQL不适用场景

• 需要事务支持
• 基于sql的结构化查询存储处理复杂的关系需要即席查询。
• (用不着sql的和用了sql也不行的情况请考虑用NoSql)

Mem cache

Redis

MongoDB

Redis概述安装

• Redis是一个开源的key-value存储系统。
• 和Memcached类似它支持存储的value类型相对更多包括string(字符串)
  list(链表)、set(集合、zset(sorted set-有序集合)和hash(哈希类型)。
• 这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作而日这些操作都是原子性的。
• 在此基础上Redis支持各种不同方式的排序
• 与memcached一样为了保证效率数据都是缓存在内存中
• 区别的是Redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记
  录文件。
  并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

配合关系型数据库做高速缓存

• 高频次热门访问的数据降低数据库IO
• 分布式架构做session共享

多样的数据结构存储持久化数据

Redis 安装

Redis官方网站	Redis中文官方网站
http://redis.io	http://redis.cn

不用考虑在windows环境下对Redis的支持

准备工作下载安装最新版的gcc编译器

安装C语言的编译环境

• yum install centos-release-scl scl-utils-build
• yum install -y devtoolset-8-toolchain
• scl enable devtoolset-8 bash
• 测试gcc版本

或直接安装 gcc
gcc–version

解压命令tar -zxvf redis-6.0.6.tar.gz

cd redis-6.0.6

在redis-6.0.6目录下再次执行make命令只是编译好)·

报错参考安装 redis执行make命令报错struct redisServer’没有名为‘sentinel_mode’的成员

跳过make test继续执行make install

安装目录/usr/local/bin

查看默认安装目录

• redis-.benchmark:性能测试工具可以在自己本子运行看看自己本子性能如何
• redis-.check-aof:修复有问题的AOF文件rdb和aof后面讲
• 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

启动 Redis方式

前台启动不推荐

前台启动命令行窗口不能关闭否则服务器停止

Ctrl + C 关闭服务

后台启动推荐

备份redis.conf

拷贝一份redis.conf到其他目录

cp redis.conf /etc/redis.conf

后台启动设置daemonize no改成yes

vi redis.conf

启动 Redis

查看进程

用客户端访问redis-cli

多个端口可以redis-cli-p6379

测试验证ping

Redis 关闭方式

• 单实例关闭redis-.cli shutdown
• 也可以进入终端后再关闭
• 多实例关闭指定端口关闭redis-cli -p 6379 shutdown

Redis介绍相关知识

底层原理Redis是单线程+多路IO复用技术

多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符(Socket)的就绪状态比如调用
select和poll函数传入多个文件描述符如果有一个文件描述符就绪则返回否则
阻塞直到超时。得到就绪状态后进行真正的操作可以在同一个线程里执行也可以启
动线程执行比如使用线程池

串行 vs 多线程+锁(memcached) vs 单线程+多路IO复用(Redis)

常用五大数据类型

哪里去获得redis常见数据类型操作命令http://www.redis.cn/commands.html

Redis键(key)

常用命令

• keys* 查看当前库所有key(匹配keys*1)
• exists key 判断某个key是否存在
• type key 查看你的key是什么类型
• del key 删除指定的key数据
• unlink key 根据value选择非阻塞删除
• 仅将 keys 从keyspace元数据中删除真正的删除会在后续异步操作。
• expire key10 10秒钟为给定的key设置过期时间
• ttl key 查看还有多少秒过期-1表示永不过期-2表示已过期
• select 命令切换数据库
• dbsize 查看当前数据库的key的数量
• flushdb 清空当前库
• flushall 通杀全部库

示例

Redis字符串(String)

简介

• String 是Redis最基本的类型你可以理解成与Memcached一模一样的类型一个key对应一个value
• String 类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象
• String 类型是Redis最基本的数据类型一个Redis中字符串value最多可以是512M

常用命令

set <key><value> 添加键值对

• *NX: 当数据库中key不存在时可以将key-vaue添加数据库
• *XX: 当数据库中key存在时可以将key-value添加数据库与NX参数互斥
• *EX: key的超时秒数
• *PX: key的超时毫秒数与EX互斥

get<key>查询对应键值

append<key><value>将给定的<value>追加到原值的未尾

strlen<key>获得值的长度

setnx<key><value>只有在key不存在时设置key的值

incr<key>

• 将key中储存的数字值增1
• 只能对数字值操作如果为空新增值为1

decr<key>

• 将key中储存的数字值减1
• 只能对数字值操作如果为空新增值为-1

incrby / decrby<key><步长>将key中储存的数字值增减。自定义步长

mset<key1><value1><kye2><value2>......

• 同时设置一个或多个key-value对

mget <key1><key2><key3>.....

• 同时获取一个或多个value

msetnx <key1><value1><key2><value2>....

• 同时设置一个或多个key-value对当且仅当所有给定key都不存在

• 原子性有一个失败则都失败

getrange<key><起始位置><结束位置>

• 获得值的范围类似java中的substring,前包后包

setrange<key><起始位置><value>

• 用<value>覆写<ky>所储存的字符串值从<起始位置>开始索引从0开始

setex <key><过期时间><value>

• 设置键值的同时设置过期时间单位秒

getset <key><value>

• 以新换旧设置了新值同时获得旧值

数据结构

String 的数据结构为简单动态字符串(Simple Dynamic String,缩写SDS)。是可以修改的字符串内部结构实现上类似于Java 的 ArrayList,采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。

如图中所示内部为当前字符串实际分配的空间 capacity 一般要高于实际字符串长度len。当字符串长度小于1M时扩容都是加倍现有的空间如果超过1M,扩容时一次只会多扩1M的空间。需要注意的是字符串最大长度为512M。

Redis列表(List)

简介

单键多值

Redis 列表是简单的字符串列表按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部左边或者尾部右边。

它的底层实际是个双向链表对两端的操作性能很高通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

常用命令

Ipush / rpush<key><value1><value:2><value3>......从左边 / 右边插入一个或多个值

lpop / rpop<key>从左边/右边吐出一个值。值在键在值光键亡

rpoplpush<key1><key2>从<key1>列表右边吐出一个值插到<key2>列表左边

Irange <key><start><stop>

• 按照索引下标获得元素从左到右
• Irange mylist 0-1 0左边第一个-1右边第一个(0-1表示获取所有)
• lindex <key><index>按照索引下标获得元素从左到右)
• Ilen<key> 获得列表长度

linsert<key>before<value>``<newvalue>在<value>的后面插入<newvalue>插入值

lrem<key><n><value> 从左边删除n个value(从左到右)

lset<key><index><value> 将列表key下标为index的值替换成value

数据结构

List 的数据结构为快速链表quickList。

首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储这个结构是ziplist,也即是压缩列表

当数据量比较多的时候才会改成quicklist。

因为普通的链表需要的附加指针空间太大会比较浪费空间。比如这个列表里存的是int类型的数据结构上还需要两个额外的指针prev和next。

Redis 将链表和ziplist结合起来组成了quicklist。也就是将多个ziplist使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能又不会出现太大的空间冗余。

Redis集合(Set)

简介

Redis set对外提供的功能与1ist类似是一个列表的功能特殊之处在于set是可以自动排重的当你需要存储一个列表数据又不希望出现重复数据时set是一个很好的选择并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口这个也是list所不能提供的。

Redis 的Set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为nul的hash表所以添加删除查找的复杂度都是O(1)。

一个算法随着数据的增加执行时间的长短如果是O(1),数据增加查找数据的时间不变

常用命令

sadd <key><value1><value2>.....

• 将一个或多个member元素加入到集合key中已经存在的member元素将被忽略

smembers <key>取出该集合的所有值

sismember<key><value>判断集合<key>是否为含有该<value>值有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>随机从该集合中吐出一个值

srandmember<key><n>随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除

smove<source><destination>value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

sinter<keyl><key2>返回两个集合的交集元素

sunion<key1><key2>返回两个集合的并集元素

sdif<key1><key2>返回两个集合的差集元素(key1中的不包含key2中的)

数据结构

Set 数据结构是dict字典字典是用哈希表实现的。

Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap,只不过所有的value都指向同一个对象。Redis的set结构也是一样它的内部也使用hash结构所有的value都指向同一个内部值。

Redis哈希(Hash)

简介

Redis hash是一个键值对集合。

Redis hash是一个string类型的field和value的映射表hash特别适合用于存储对象

类似Java里面的Map<String,Object>

用户ID为查找的key,存储的value用户对象包含姓名年龄生日等信息如果用普通的key/value结构来存储

主要有以下2种存储方式

常用命令

hset<key><field><value>给<key>集合中的<field>键赋值<value>

hget<key1><field>从<key1>集合<field>取出value

hmset<key1><field1><value1><field2><value2>..批量设置hash的值

hexists<key1><field>查看哈希表key中给定域field是否存在

hkeys<key>列出该hash集合的所有field

hvals<key>列出该hash集合的所有value

hinerby<key><field><increment>为哈希表key中的域field的值加上增量 1 -1

hsetnx<key><field><value>将哈希表key中的域field的值设置为value,当且仅当域field不存在

数据结构

Hash类型对应的数据结构是两种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。

Redis有序集合Zset(sorted set)

简介

Redis有序集合zset与普通集合set非常相似是一个没有重复元素的字符串集合。

不同之处是有序集合的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集合中的成员。集合的成员是唯一的但是评分可以是重复了

因为元素是有序的所以你也可以很快的根据评分(score)或者次序(position)来获取一个范围的元素。

访问有序集合的中间元素也是非常快的因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

常用命令

zadd <key><score1><value1><score2><value2>..

• 将一个或多个member元素及其score值加入到有序集key当中

zrange<key><start><stop>[WITHSCORES]

• 返回有序集key中下标在<start><stop>之间的元素
• 带NITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集

zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]

• 返回有序集key中所有score值介于min和max之间包括等于min或max)的成员
• 有序集成员按score值递增从小到大次序排列

zrevrangebyscore key maxmin [withscores][limit offset count]

• 同上改为从大到小排列

zincrby <key><increment><value>为元素的score加上增量

zrem<key><value>删除该集合下指定值的元素

zcount<key><min><max>统计该集合分数区间内的元素个数

zrank<key><value>返回该值在集合中的排名从0开始

数据结构

SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构一方面它等价于Java的数据结构Map<String,Double>,可以给每一个元素value赋予一个权重score,另一方面它又类似于TreeSet,内部的元素会按照权重score进行排序可以得到每个元素的名次还可以通过score的范围来获取元素的列表。

zset底层使用了两个数据结构:

(1)hash,hash的作用就是关联元素value和权重score,保障元素value的唯一性可以通过元素value找到相应的score值。

(2)跳跃表跳跃表的目的在于给元素value排序根据score的范围获取元素列表。

跳跃表跳表:

1、简介

有序集合在生活中比较常见例如根据成绩对学生排名根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂链表查询需要遍历所有效率低。Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树实现远比红黑树简单。

2、实列

对比有序链表和跳跃表从链表中查询出51

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