黑马redis-基础篇笔记

1. 初识redis

• REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由 Salvatore Sanfilippo 写的 key-value 存储系统，是跨平台的非关系型数据库。
• Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议、支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值对(Key-Value)存储数据库，并提供多种语言的 API。
• Redis 通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是字符串(String)、哈希(Hash)、列表(list)、集合(sets)和有序集合(sorted sets)等类型。

1.1 认识nosql

NoSQL，泛指非关系型的数据库。随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在处理web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，出现了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战，特别是大数据应用难题。

sql 和 nosql 的对比

	sql	nosql
数据结构	结构化（Structured）	非结构化
数据关联	关联的（Relational）	无关联的
查询方式	sql查询	非sql
事物特性	ACID	BASE
存储方式	磁盘	内存
扩展性	垂直	水平
使用场景	1、数据结构固定 2、相关业务对数据安全性、一致性要求较高	1、数据结构不固定 2、对一致性、安全性要求不高 3、对性能要求

1.2 认识redis

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

特征：

• 键值（ key-value）型,value支持多种不同数据结构，功能丰富
• 单线程，每个命令具备原子性
• 低延迟，速度快（基于内存、IO多路复用、良好的编码)。
• 支持数据持久化
• 支持主从集群、分片集群
• 支持多语言客户端

1.3 安装及启动redis

需要准备一台联网的虚拟机（centos7）

Redis是基于C语言编写的,因此首先需要安装Redis所需要的gcc依籁:

yum install -y gcc tcl

上传安装包，压缩到：/usr/local/src/

tar -zxvf redis-6.2.5.tar.gz -C /usr/local/src/

进入到redis目录

 cd /usr/local/src/redis-6.2.5/

运行编译命令

make && make install

默认的安装路径是在 /usr/local/bin/下

ll /usr/local/bin/

该目录以及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。其中：

• redis-cli:是redis提供的命令行客户端
• redis-server:是redis的服务端启动脚本
• redis-sentinel:是redis的哨兵启动脚本

1.3.1 默认启动方式

redis-server

这种启动属于前台启动，会阻塞整个会话窗口，关闭窗口或按下Ctrl+C可以停止服务，不推荐使用

1.3.2 指定配置文件启动

如果要让Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，就在我们之前解压的redis安装包下/usr/ local/src/redis-6.2.5，名字叫redis.conf；

备份一下配置文件，以防后续出错

[root@localhost bin]# cd /usr/local/src/redis-6.2.5/
[root@localhost redis-6.2.5]# cp redis.conf redis.conf.bck

修改配置文件

使用配置文件启动redis

redis-server /usr/local/src/redis-6.2.5/redis.conf

查看redis是否启动

 ps -ef | grep redis

停止redis

 kill -9 6283

1.3.3 redis开启自启

我们也可以通过配置实现redis开机自启

首先，创建一个系统服务文件

vim /etc/systemd/system/redis.service

内容如下

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

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.5/redis.conf
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后重载系统服务：

systemctl daemon-reload

现在，我们可以用下面这组命令来操作redis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

1.2. redis 客户端

安装完成Redis，我们就可以操作Redis，实现数据的CRUD了。这需要用到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

1.2.1 Redis命令行客户端

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

redis-cli [options] [commonds]

其中常见的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

其中的commonds就是Redis的操作命令，例如：

• ping：与redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong

不指定commond时，会进入redis-cli的交互控制台：

因为我的配置文件里没有配置密码所以不用输入密码也能ping通

1.2.2 图形化桌面客户端

GitHub上的大神编写了Redis的图形化桌面客户端，地址：https://github.com/uglide/RedisDesktopManager

不过该仓库提供的是RedisDesktopManager的源码，并未提供windows安装包。

在下面这个仓库可以找到安装包：https://github.com/lework/RedisDesktopManager-Windows/releases

暂时不安了

2、 redis命令

2.1 redis数据结构介绍

Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样：

贴心小建议：命令不要死记，学会查询就好啦

Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（ https://redis.io/commands ）可以查看到不同的命令：

当然我们也可以通过Help命令来帮助我们去查看命令

2.2 redis通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

• KEYS：查看符合模板的所有key
• DEL：删除一个指定的key
• EXISTS：判断key是否存在
• EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
• TTL：查看一个KEY的剩余有效期

2.2.1 keys

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

贴心小提示：在生产环境下，不推荐使用keys 命令，因为这个命令在key过多的情况下，效率不高

2.2.2 del

2.2.3 exists

127.0.0.1:6379> EXISTS age
(integer) 1
127.0.0.1:6379>

2.2.4 expire

2.2.5 ttl

-2表示已经过期，被自动删除

127.0.0.1:6379> set age 10
OK
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) -1
127.0.0.1:6379>

-1表示永久有效

2.3 String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。

其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

• string：普通字符串

• int：整数类型，可以做自增.自减操作

• float：浮点类型，可以做自增.自减操作

  不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m.

String的常见命令有：

• SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对

• GET：根据key获取String类型的value

• MSET：批量添加多个String类型的键值对

• MGET：根据多个key获取多个String类型的value

• INCR：让一个整型的key自增1

• 127.0.0.1:6379> INCR age
  (integer) 11
  127.0.0.1:6379> INCR age
  (integer) 12
  
  

• INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2

• 127.0.0.1:6379> INCRBY age 4
  (integer) 16
  
  

• INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长

• 127.0.0.1:6379> set score 9.9
  OK
  127.0.0.1:6379> INCRBYFLOAT score 0.5
  "10.4"
  
  

• SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行

• 127.0.0.1:6379> get name
  "tom"
  127.0.0.1:6379> setnx name lisi
  (integer) 0
  127.0.0.1:6379> getname
  (error) ERR unknown command `getname`, with args beginning with:
  127.0.0.1:6379> get name
  "tom"
  127.0.0.1:6379> setnx name2 lisi
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> get name2
  "lisi"
  
  

• SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

• 127.0.0.1:6379> setex book 30 aaa
  OK
  127.0.0.1:6379> ttl book
  (integer) 20
  127.0.0.1:6379> get book
  "aaa"
  
  

贴心小提示：以上命令除了INCRBYFLOAT 都是常用命令

• SET 和GET: 如果key不存在则是新增，如果存在则是修改

127.0.0.1:6379> set name tom
OK
127.0.0.1:6379> get name
"tom"

127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k2 v2
OK
127.0.0.1:6379> mget name k1 k2
1) "tom"
2) "v1"
3) "v2"

2.4 key的层级格式

Redis没有类似MySQL中的Table的概念，我们该如何区分不同类型的key呢？

例如，需要存储用户.商品信息到redis，有一个用户id是1，有一个商品id恰好也是1，此时如果使用id作为key，那就会冲突了，该怎么办？

我们可以通过给key添加前缀加以区分，不过这个前缀不是随便加的，有一定的规范：

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用’:'隔开，格式如下：

这个格式并非固定，也可以根据自己的需求来删除或添加词条。

例如我们的项目名称叫 heima，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：

• user相关的key：heima:user:1

• product相关的key：heima:product:1

如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储：

127.0.0.1:6379> set zzy.user.1 '{"id":1, "name":"Jack", "age": 21}'
OK
127.0.0.1:6379> set zzy.usr.2 '{"id":2, "name":"Rose", "age": 18}'
OK
127.0.0.1:6379> key *
(error) ERR unknown command `key`, with args beginning with: `*`,
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name2"
2) "score"
3) "zzy.user.1"
4) "k1"
5) "k2"
6) "zzy.usr.2"
7) "name"
8) "age"

127.0.0.1:6379> get zzy.user.1
"{\"id\":1, \"name\":\"Jack\", \"age\": 21}"
127.0.0.1:6379>

KEY	VALUE
heima:user:1	{“id”:1, “name”: “Jack”, “age”: 21}
heima:product:1	{“id”:1, “name”: “小米11”, “price”: 4999}

一旦我们向redis采用这样的方式存储，那么在可视化界面中，redis会以层级结构来进行存储，形成类似于这样的结构，更加方便Redis获取数据

2.5 Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便：

Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD：

Hash类型的常见命令

• HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值

• 127.0.0.1:6379> hset user name tom
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> hset user age 28
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> hset user age 17
  (integer) 0
  

• HGET key field：获取一个hash类型key的field的值

• 127.0.0.1:6379> hget user name
  "tom"
  127.0.0.1:6379> hget user age
  "17"
  

• HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值

  127.0.0.1:6379> hmset user1 name manba sex man say "what can i say"
  OK
  
  

• HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值

• 127.0.0.1:6379> hmget user1 name sex say
  1) "manba"
  2) "man"
  3) "what can i say"
  
  

• HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value

• 127.0.0.1:6379> hgetall user1
  1) "name"
  2) "manba"
  3) "sex"
  4) "man"
  5) "say"
  6) "what can i say"
  
  

• HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field

• 127.0.0.1:6379> hkeys user1
  1) "name"
  2) "sex"
  3) "say"
  

• HVALS:获取一个hash类型的key中的所有的value

• 127.0.0.1:6379> hvals user1
  1) "manba"
  2) "man"
  3) "what can i say"
  

• HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长

• 127.0.0.1:6379> hset user1 age 11
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> hgetall user1
  1) "name"
  2) "manba"
  3) "sex"
  4) "man"
  5) "say"
  6) "what can i say"
  7) "age"
  8) "11"
  127.0.0.1:6379> HINCRBY user1 age 10
  (integer) 21
  

• HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

• 127.0.0.1:6379> HEXISTS user1 name
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> HEXISTS user1 aa
  (integer) 0
  
  

贴心小提示：哈希结构也是我们以后实际开发中常用的命令哟

• HSET和HGET

2.6 List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：

• 有序
• 元素可以重复
• 插入和删除快
• 查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

List的常见命令有：

• LPUSH key element … ：向列表左侧插入一个或多个元素

• 127.0.0.1:6379> LPUSH users 1 2 3
  (integer) 3
  

  

• LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil

• 127.0.0.1:6379> LPOP users 1
  1) "3"
  

  

• RPUSH key element … ：向列表右侧插入一个或多个元素

• 127.0.0.1:6379> RPUSH users 4 5 6
  (integer) 6
  

  

• RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素

• 127.0.0.1:6379> RPOP users 1
  1) "6"
  

  

• LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素

• 127.0.0.1:6379> LRANGE users 1 2
  1) "1"
  2) "4"
  

  

• BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

• 127.0.0.1:6379> BLPOP users2 100
  1) "users2"
  2) "jack"
  (29.27s)
  
  127.0.0.1:6379> LPUSH users2 name jack
  (integer) 2
  
  

如何利用List结构模拟一个栈?

• 入口和出口在同一边

如何利用List结构模拟一个队列?.

• 入口和出口在不同边

如何利用List结构模拟一个阻塞队列?

• 入口和出口在不同边
• 出队时采用BLPOP或BRPOP

2.7 Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：

• 无序
• 元素不可重复
• 查找快
• 支持交集.并集.差集等功能

Set类型的常见命令

• SADD key member … ：向set中添加一个或多个元素

• 127.0.0.1:6379> sadd s1 a b c
  (integer) 3
  
  

• SREM key member … : 移除set中的指定元素

• 127.0.0.1:6379> SREM s1 a
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> SISMEMBER s1 a
  (integer) 0
  

• SCARD key： 返回set中元素的个数

• 127.0.0.1:6379> SCARD s1
  (integer) 2
  

• SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中

• 127.0.0.1:6379> SREM s1 a
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379> SISMEMBER s1 a
  (integer) 0
  

• SMEMBERS：获取set中的所有元素

• SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中

• SMEMBERS：获取set中的所有元素

• 127.0.0.1:6379> SMEMBERS s1
  1) "a"
  2) "c"
  3) "b"
  
  

• SINTER key1 key2 … ：求key1与key2的交集

• 127.0.0.1:6379> SMEMBERS s1
  1) "a"
  2) "c"
  3) "b"
  127.0.0.1:6379> SMEMBERS s2
  1) "c"
  2) "b"
  3) "d"
  127.0.0.1:6379> SINTER s1 s2
  1) "c"
  2) "b"
  
  

• SDIFF key1 key2 … ：求key1与key2的差集

• 127.0.0.1:6379> SDIFF s1 s2
  1) "a"
  

• SUNION key1 key2 …：求key1和key2的并集

• 127.0.0.1:6379> SUNION s1 s2
  1) "a"
  2) "b"
  3) "c"
  4) "d"
  

  案例

• 将下列数据用Redis的Set集合来存储：

  • 张三的好友有：李四.王五.赵六

  • 127.0.0.1:6379> sadd zs lisi wangwu zhaoliu
    (integer) 3
    

  • 李四的好友有：王五.麻子.二狗

  • 127.0.0.1:6379> sadd ls wangwu mazi ergou
    (integer) 3
    

• 利用Set的命令实现下列功能：

  • 计算张三的好友有几人

  • 127.0.0.1:6379> SCARD zs
    (integer) 3
    

  • 计算张三和李四有哪些共同好友

    127.0.0.1:6379> SINTER zs ls
    1) "wangwu"
    

  • 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友

  • 127.0.0.1:6379> SDIFF zs ls
    1) "zhaoliu"
    2) "lisi"
    

  • 查询张三和李四的好友总共有哪些人

  • 127.0.0.1:6379> SUNION zs ls
    1) "mazi"
    2) "lisi"
    3) "wangwu"
    4) "zhaoliu"
    5) "ergou"
    

  • 判断李四是否是张三的好友

  • 127.0.0.1:6379> SISMEMBER zs lisi
    (integer) 1
    
    

  • 判断张三是否是李四的好友

  • 127.0.0.1:6379> SISMEMBER ls zhangsan
    (integer) 0
    
    

  • 将李四从张三的好友列表中移除

  • 127.0.0.1:6379> SREM zs lisi
    (integer) 1
    
    

2.8 SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：

• 可排序
• 元素不重复
• 查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet的常见命令有：

• ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值
• ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素
• ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值
• ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名
• ZCARD key：获取sorted set中的元素个数
• ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数
• ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
• ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
• ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素
• ZDIFF.ZINTER.ZUNION：求差集.交集.并集

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可，例如：

• 升序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZRANK key member
• 降序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZREVRANK key memeber

将班级的下列学生得分存入Redis的SortedSet中:

• Jack 85, Lucy 89, Rose 82,Tom 95, Jerry 78,Amy 92, Miles 76

• 127.0.0.1:6379> zadd stus 85 Jack 89 Lucy 82 Rose 95 Tom 78 Jerry 92 Amy 76 Miles
  (integer) 7
  

• 并实现下列功能:

  • 删除Tom同学

  • 127.0.0.1:6379> zrem stus Tom
    (integer) 1
    

  • 获取Amy同学的分数

  • 127.0.0.1:6379> ZSCORE stus Amy
    "92"
    

  • 获取Rose同学的排名

  • 127.0.0.1:6379> ZRANK stus Rose
    (integer) 2
    127.0.0.1:6379> ZREVRANK stus Rose
    (integer) 3
    

  • 查询80分以下有几个学生

    127.0.0.1:6379> ZCOUNT stus 0 80
    (integer) 2
    

  • 给Amy同学加2分

  • 127.0.0.1:6379> ZINCRBY stus 2 Amy
    "94"
    

  • 查出成绩前3名的同学

  • 127.0.0.1:6379> ZREVRANGE stus 0 2
    1) "Amy"
    2) "Lucy"
    3) "Jack"
    

  • 查出成绩80分以下的所有同学

  • 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE stus 0 80
    1) "Miles"
    2) "Jerry"