[数据库] Redis学习笔记（一）：介绍、安装、基本数据结构、常见命令

Redis学习笔记

简介

NoSQL

• NoSQL:非关系型数据库
• 特征：
  • 非结构化：数据约束松散，如键值型/文档型/列类型/图型
  • 无关联：不维护表之间的关联
  • 非SQL：没有固定统一的语法格式
  • BASE：无法满足ACID
  • 存储在内存中，性能较高
  • 支持水平扩展
• 适用场景：
  • 数据结构不固定
  • 对一致性、安全性要求不高
  • 对性能要求高

Redis

• Redis：全称 Remote Dictionary Server （远程辞典服务器），是一个基于内存的键值型NoSQL数据库
• 特征：
  • 键值型，value 支持多种不同的数据结构，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

初次使用

安装与配置

笔者使用的是 Arch Linux 操作系统，因此仅对此说明

1. 安装

sudo pacman -S redis

2. 服务启动

sudo systemctl start redis

3. 服务开机启动

sudo systemctl enable redis

4. 查看服务状态

sudo systemctl status redis

5. 配置文件
   配置文件地址：/etc/redis/redis.conf

# 修改监听地址：将下面这行注释掉，添加自己需要的ip
bind 127.0.0.1 -::1
# 设置访问密码
requirepass 123456
# 监听端口
port 6379
# 最大内存占用
maxmemory 512mb
# 日志文件
logfile "redis.log"

命令行客户端

开启 Redis 命令行客户端的命令：

redis-cli [options] [commands]

一般来说，使用如下命令启动客户端：

redis-cli -p 6379

启动客户端后，需要输入登录信息：

AUTH wxy3265 123456

如果未设置用户名，只需输入密码：

AUTH 123456

检查连接：

ping

若输出为 PONG ，说明连接成功

Key 的层级结构

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：项目名:业务名:类型:id
该格式并非固定，可以根据自己的需求修改，如：

eastwood:student:1
eastwood:classes: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：

命令与数据结构

官方文档：https://redis.io/commands

通用命令

• help [command]：查看一个命令的用法
• KEYS
  说明：查看符合模板的所有 key （可使用通配符模糊查询）。效率较低，不建议在生产环境设备上使用
  例：KEYS *
• DEL
  说明：删除一个或多个指定的 KEY 。如果包含不存在的 key ，则只删除存在的部分，返回删除的条数。
  例：DEL k1 k2 k3
• EXISTS
  说明：判断 key 是否存在
  例：EXIST k
• EXPIRE
  说明：给一个 key 设置有效期，有效期到期时该 key 会被自动删除
  例：EXPIRE k 10
• TTL
  说明：查看一个 key 的剩余有效期，永久数据返回 -1 ，数据不存在返回 -2
  例：TTL k

String

介绍

• String:字符串类型，是 Redis 中最简单的存储类型。
• 类型：
  • 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
• 无论类型，底层均为字节数组存储，但编码方式不同
• 字符串类型的最大空间不能超过512MB

常见命令

• SET：添加或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
• INCRBY：让一个整型的 key 自增并指定步长，如 INCRBY num 2 为让 num 自增 2
• INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长
• 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
• SETEX：添加一个 String 类型的键值对，并且指定有效期

Hash

介绍

• Hash 的 value 是一个无序字典，类似于 Java 中的 HashMap 结构。
• 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

常见命令

• HSET key field value：添加或修改 hash 类型 key 的 fi`eld 的值
• HGET key field：获取一个 hash 类型的 key 的 field 的值
• HMSET：批量添加
• HMGET：批量获取
• HGETALL：获取一个 hash 类型的 key 中的所有的 field 和 value
• HKEYS：获取一个 hash 类型的 key 中的所有 field
• HVALS：获取一个 hash 类型的 key 中的所有 value
• HINCRBY：让一个 hash 类型 key 的字段值自增并指定步长
• 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

List

介绍

• List 与 Java 中的 LinkedList 类似，可以看作是一个双向链表结构。既可以支持正向检索也可以支持反向检索。
• 特征
  • 有序
  • 元素可以重复
  • 插入和删除快
  • 查询速度一般
• 常用于保存对顺序有要求的数据，如点赞、评论

常见命令

• LPUSH key element ...：向列表左侧插入一个或多个元素
• LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回 nil
• RPUSH key element：向列表右侧插入一个或多个元素
• RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素
• LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素
• BLPOP 和 BRPOP：与 LPOP 和 RPOP 类似，但在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回 nil

Set

介绍

• Set 与 Java 中的 HashSet 类似，可以看作一个 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

常见命令

• SADD key member ...：向 set 中添加一个或多个元素
• SREM key member ...：移除 set 中的指定元素
• SCARD key：返回 set 中元素的个数
• SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于 set 中，返回 1/0
• SMEMBERS：获取 set 中的所有元素
• SINTER key1 key2 ...：求 key1 与 key2 的交集
• SDIFF key1 key2 ...：求 key1 与 key2 的差集
• SUNION key1 key2 ...：求 key1 与 key2 的并集

SortedSet

介绍

• 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。
• 特性
  • 可排序
  • 元素不重复
  • 查询速度快
• 因为其可排序特性，常用于实现排行榜这样的功能。

常见命令

• ZADD key score member：添加一个或多个元素到 sorted set ，如果已存在则更新 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 score 范围内的元素
• ZDIFF 、 ZINTER、 ZUNION：求差集、交集、并集