写在最前

工作中开发的几个项目，几乎都用到了Redis，但是呢我发现我也只是会简单地存储数据、取出数据，至于性能怎么样？如何由数据库0切换到其他的15个数据库（Redis分为16个数据库），一概不知。所以我就想着要对Redis系统深入地学习一下。

网络上其实有非常多的学习资料，经过比较，我最终选定的资料包括：

• 网站：黑马程序员-Redis入门到精通 http://yun.itheima.com/course/994.html?capid=1$javaeezly
• 网站：Redis官方文档 https://redis.io/docs/
• 网站：桌面可视化工具 https://github.com/qishibo/AnotherRedisDesktopManager/releases/tag/v1.6.3

下面就开始Redis的学习吧！

第1章 Redis概述

1.1 初识Redis

Redis是一种键值型的NoSQL数据库。 这里有两个关键词：

• 键值型
• NoSQL

其中，键值型是指Redis中存储的数据都是以key-value对的形式存储的，key只能是字符串，而value的形式多种多样，可以是字符串、数值、json等。

1.1.1 NoSQL

NoSQL可以翻译为Not Only SQL（不仅仅是SQL），或者No SQL（非SQL）。它是相对于关系型数据库而言的，泛指非关系型数据库。

关系型数据库和非关系型数据库有很大的差异，主要包括7个方面：

• 1）数据结构

  • 关系型数据库是结构化数据，每一张表都有严格的约束信息，例如规定字段的数据类型、长度、是否为空、是否为主键等等，插入的数据必须遵守这些约束；

  • 非关系型数据库则对数据库格式没有严格约束，可以是键值型、文档型，甚至是图格式。

• 2）数据关联

  • 关系型数据库的表与表之间往往存在关联，例如外键：
    

  • 非关系型数据库则不存在关联关系，要维护关系要么靠代码中的业务逻辑，要么靠数据之间的耦合。

• 3）查询方式

  • 关系型数据库会基于SQL语句做查询，语法有统一标准；

  • 非关系型数据库则语法差异很大，不同数据库之间语法不一样。

  

• 4）事务特性

  • 关系型数据库能满足事务ACID原则，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability），它们是数据库事务处理的四个基本特性。

  • 非关系型数据库则往往不支持事务，或者不能严格保证ACID特性，只能实现基本的一致性。

• 5）存储方式

  • 关系型数据库基于磁盘进行存储，会有大量的磁盘IO，对性能有一定影响。

  • 非关系型数据库的操作更多是依赖于内存，而内存的读写速度非常快，因此性能更好。

• 6）扩展性

  • 关系型数据库集群模式一般是主从模式，主从数据一致，起到数据备份的作用，成为垂直扩展。

  • 非关系型数据库集群模式一般是将数据进行拆分，分别存储在不同的节点上，因此可以保存海量数据，可以解决内存大小有限的问题。

1.1.2 Redis的特点与优势

Redis诞生于2009年，全称是Remote Dictionary Server（远程词典服务器），作者是Antirez，是一个基于内存的键值型NoSQL数据库。

它的特点包括：

• 1）Redis是内存型数据库，即key-value对存储在内存中，故效率此磁盘型数据库要高。

• 2）Redis采用单线程工作模式，即网络I/O和数据读写是由⼀个线程来完成的。

  查阅了一些资料，官方FAQ表示：
  因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。
  看完其实还是不太理解，这个疑问先放着，也许在接下来的学习中也顺理成章地理解了。

• 3）key-value对中的value值既可以是字符串，也可以是复杂的数据类型，如链表、集合、Hash表等。

• 4）Redis支持数据持久化，可以采用RDB、AOF、RDB+AOF这3种方案。及其重启后可以从磁盘中进行数据恢复。

• 5）Redis支持主从结构，可以利用从实例进行数据备份。

Redis支持10万以上的QPS（Queries-per-second，每秒查询率），其性能之所以高，主要原因有：

• 1）Redis的绝大部分命令处理只是纯粹的内存操作，内存的读写速度是非常快的。

• 2）Redis提供单线程多进程服务，避免了不必要的上下文切换，不存在加锁、释放锁等同步操作。

• 3）Redis使用多路I/O复用模型（select、poll、epoll），可以高效处理大量并发连接。

  一会单线程，一会多进程，然后又是多路I/O、高并发，虽然知道肯定是不冲突的，但是容易混淆。跟上面一样，也不太理解，那就都先带着这个疑问吧！！

• 4）Redis中的数据结构是专门设计的，增删改查等操作相对简单。

1.2 安装Redis

此处基于Linux系统来安装Redis，Linux版本为CentOS 7，Redis版本为官网目前的最新稳定版本7.2.4。

1.2.1 安装依赖库

Redis是基于C语言编写的，因此首先需要安装gcc依赖：

yum install -y gcc tcl

1.2.2 安装Redis

使用wget命令拉取官网的最新版本Redis并解压：

wget https://download.redis.io/releases/redis-7.2.4.tar.gz
tar -zxvf redis-7.2.4.tar.gz

然后进行编译：

cd redis-7.2.4
make && make install

安装完成，默认的安装路径是/usr/local/bin：

• redis-cli：redis提供的命令行客户端。
• redis-server：redis的服务端启动脚本。
• redis-cli：redis的哨兵模式启动脚本。

该目录下已经默认配置到环境变量，因此可以在任意目录下运行这些命令。

1.2.3 启动Redis

Redis的启动方式有多种，包括默认启动、指定配置启动、开启启动等。

1.2.3.1 默认启动

安装完成后，在任意目录下输入redis-server命令即可启动Redis，如图：

这种方式属于前台启动，会阻塞整个会话窗口，窗口关闭或者按下CTRL+C时，Redis也会停止。

1.2.3.2 指定配置启动

如果要让Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，即Redis解压后目录下的redis.conf文件：

先将redis.conf配置文件备份一份：

cp redis.conf redis.conf.bak

然后修改redis.conf配置文件中的一些配置：

# 允许访问的地址，默认是127.0.0.1，会导致只能在本地访问
# 修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问
# 注意生产环境不会设置为0.0.0.0
bind 0.0.0.0
# 监听端口，默认6379
port 6379
# 守护进程，修改为yes后即可后台运行
daemonize yes
# 密码，设置后访问Redis需要输入密码
requirepass 123321
# 工作目录，默认是当前目录，也就是运行redis-server命令时的目录
# 日志、持久化等文件会保存在这个目录
dir ./
# 数据库数量，设置为1代表只使用1个库，默认有16个，编号为0-15
databases 1
# 设置Redis能够使用的最大内存
maxmemory 512mb
# 日志文件，默认为空，不记录日志
logfile "redis.log"

最后，指定配置文件启动Redis：

# 进入Redis解压后目录
cd /root/redis-7.2.4
# 指定配置文件启动Redis
redis-server redis.conf

启动后，会话窗口不会有任何提示，但可以通过查看日志文件redis.log来确定是否已启动成功：

如果要停止服务，可使用以下命令：

# 利用redis-cli来执行shutdown命令，即可停止Redis服务
# 因为之前配置了密码，因此需要通过 -a 来指定密码
redis-cli -a 123321 shutdown

1.2.3.3 开机自启

也可以通过配置将Redis服务设置为开机自启，方便使用。

首先，新建一个系统服务文件：

vi /etc/systemd/system/redis.service

内容如下：

[Unit]
Description=redis-server
After=network.target

[Service]
Type=forking
# 根据实际解压和安装位置进行配置
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后重载系统服务：

systemctl daemon-reload

完成以上配置，就可以使用以下命令来操作Redis的启停了：

# 启动
systemctl start redis
# 停止
systemctl stop redis
# 重启
systemctl restart redis
# 查看状态
systemctl status redis

执行下面的命令，可以让redis开机自启：

systemctl enable redis

1.3 Redis客户端

Redis安装完成，就可以操作Redis实现数据的CRUD了，这就需要使用Redis客户端。

Redis客户端包括：命令行客户端、图形化桌面客户端、编程客户端。

1.3.1 命令行客户端

Redis安装完成后，就自带了命令行客户端：redis-cli，其使用方式如下;

redis-cli [options] [commonds]

常见的options有：

• -h 127.0.0.1：指定要连接的Redis节点的IP地址，默认是127.0.0.1。
• -p 6379：指定要连接的Redis节点的端口，默认是6379。
• -a 123321：指定Redis的访问密码，在配置文件redis.conf中设置。

而commonds就是Redis的操作命令，例如ping，就是与Redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong：

如果不指定commonds，则会进入交互控制台：

如果options中没有指定-a 123321，则进入控制台后可以使用auth 123321进行授权。

1.3.2 图形化桌面客户端

选用的是GitHub大神写的客户端，地址：https://github.com/qishibo/AnotherRedisDesktopManager/releases/tag/v1.6.3

安装后运行该客户端，界面如下：

点击左上角New Connection，创建一个新连接：

点击确定，建立连接，成功后界面会显示Redis服务端的一些基本信息，如版本、内存、状态等：

1.3.3 编程客户端

编程客户端就是通过编写代码来连接Redis。在Redis官网中，提供了各种编程语言的客户端：https://redis.io/docs/clients/。

其中Java客户端又包含Jedis和Lettuce两种：

1.4 小结

第1章到此就学习完毕了，本章的主题是：Redis概述。回顾一下本章的学习的内容：

(一)Redis介绍、Redis的安装和启动、Redis客户端

更多内容请查阅分类专栏：Redis从入门到精通

第2章主要学习：Redis数据类型和常见命令。包括：

• Redis通用命令；
• String类型；
• Hash类型；
• List类型；
• Set类型；
• SortedSet类型。