【Redis】基础1：基本概念，基本数据结构

1. 一些概念

1.1 NoSQL

NoSQL数据库：Not Only SQL。非传统关系型数据库。特点：数据模型灵活，可扩展性高（设计为分布式），高性能（内存存储，数据结构和算法高效），高可用（数据复制，分片等）。适用场景：实时数据分析，大数据存储和分析（分布式），内容系统（文档型数据库），社交网络和推荐系统（图数据库）

NoSQL数据库的类型

• 键值对：Redis，Mencache

• 文档型：MongoDB，ES

• 列式存储数据库：Cassandra，Clickhouse，HBase

• 图数据库：Neo4j

1.2 OLTP与OLAP

在线事务处理（OLTP）：面向交易的处理系统，它是一种对数据库进行实时读写操作的系统，主要用于处理日常的业务交易。如MySQL（关系型），OceanBase（分布式数据库），Redis（内存数据库）

在线分析处理（OLAP）：用于支持复杂分析和决策制定的系统，它主要对大量的历史数据进行汇总、分析和挖掘。如SSAS（关系型），EssBase（多为数据库），Clinckhouse（列式存储）。

1.3 Redis特点

AICD支持：redis所有操作是原子的，支持持久化。

数据丰富：值类型：string，list，set，sortedset，hash，sorted hash，Bitmaps，HyperLogLogs，Geospatial，Pub/Sub，Streams，Modules。

性能：支持每秒数十万次的读写操作（读的速度是 110000次/s，写的速度是 81000次/s）。单线程，事务驱动来处理并发请求。

特性：持久化（RDB，AOF）；分布式特性（主从复制，哨兵模式，集群模式）；支持发布订阅（pub/sub）——可作为消息队列：通知——分布式缓存更新，敏感操作审计；key过期——实时系统；支持lua脚本实现高级功能

应用场景：缓存（内存数据库，高性能读写）；消息队列（支持pub/sub）；会话管理（保存用户会话信息）；分布式锁（原子性）

2. 基本操作

2.1 登录

2.1.1 创建redis容器

# 使用默认配置启动
docker run -d --name redis0 -p 6379:6379 redis:latest

# 挂载配置文件启动：redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf  表示在容器内使用配置文件启动redis服务端
docker run -d --name redis -p 6379:6379 -v /path/to/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf redis:latest redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf

2.1.2 redis-cli登录

连接

# 直接连接
docker exec -it redis0 redis-cli  

# 先进入容器，再连接redis服务端
docker exec -it redis0 /bin/bash
redis-cli -h host -p port

检测服务是否运行

ping 		 # 返回PONG 响应证明redis-server正常
ping "hello" # 带参数的ping命令，返回"hello"。快速检测连接状态、服务器可用性，测量网络延迟以及验证协议兼容性

身份验证/ACL

redis 6开始引入ACL作为身份验证方式。每个用户有自己的用户名和密码，每个用户被分配了一定的权限。default用户在被修改之前具备全部权限（相当于root用户），要确保default用户的安全性。也常专门创建一个admin用户以管理其他用户。

# 查看所有用户信息
ACL LIST  # default: 默认用户，on: 该用户处于启用状态，nopass: 无需密码就能登录，~*: 可以访问所有键，+@all: 拥有所有命令的执行权限
"user default on nopass sanitize-payload ~* &* +@all"

# 查看指定用户信息
ACL GETUSER default

# 创建新用户
ACL SETUSER newuser on >password ~* +get +set

# 删除新用户
ACL DELUSER newuser

# 以特定用户身份登录redis
redis-cli -u redis://username:password@127.0.0.1:6379

传统密码验证模式：没有用户名，客户端执行auth成功后就可执行redis指令。

# redis.conf中通过配置项requirepass来设置密码
requirepass yourpassword

# 连接后验证
auth password

2.2 配置

配置文件：redis官方镜像中没有默认的redis.conf，如果需要挂载自定义的配置文件，注意要挂在到容器中的指定位置：/usr/local/etc/redis/redis.conf
redis.conf模板文件：https://redis.io/docs/latest/operate/oss_and_stack/management/config/
配置参数参考：https://www.runoob.com/redis/redis-conf.html

# 获取所有配置项
CONFIG GET *

# 获取配置项loglevel
CONFIG GET loglevel

# 设置配置项
CONFIG SET loglevel "notice"

2.3 Redis服务端管理

服务端统计信息含义参考：https://redis.io/docs/latest/commands/info/

# 查看服务端统计信息：Server，Clients，Memory，Persistence，Stats，Replication，CPU，Keyspace
INFO

2.4 其他

2.4.1 key管理

Scan cursor

用于迭代数据库中所有的key，一次迭代返回下次迭代起始游标值n1和本次迭代的所有key。

# 迭代数据库中的key
scan 0   # 第一次迭代，返回游标值，n1
scan n1  # 第二次迭代，返回游标值，n2
scan n2  # 第三次迭代

# 指定期望返回n个扫描结果，实际返回结果数量可能不等于n
scan <cursor> n

# 用于批量删除
scan <cursor> match '<match_pattern>'

2.4.2 批量删除

redis-cli -a "passwd" --scan --pattern '<pattern>' | xargs redis-cli -a "passwd" del

3. 基本数据类型

多元素类型支持的最大元素个数可以查redis官方文档ai助手：https://redis.io/chat?q=max+elements+of+zset&page=1。提示词：The maximum number of elements in a sorted set/set/list/hash

3.1 String

二进制安全：Redis 在处理字符串时，能够准确无误地存储和读取任何二进制数据，而不会对数据进行任何修改或截断。这使得string 可以包含任何数据（文本、图像、音频、视频）。

maxsize：512MB

# 设置key-value
set acCnt 0

# 查看key数据类型
type acCnt  # string

# 自增1
incr acCnt
get acCnt  # 1

# 自减1
decr acCnt
get acCnt  # 0

# 追加string
APPEND acCnt " unit"
get acCnt  # "1 unit"

# 删除key
del acCnt

3.2 hash

hash表：kv集合，值类型必须是string类型，而不能是hash表类型。可以使用多级哈希表模拟嵌套结构，第一层hash表重

基本用法

# 创建hash表
Hset user name aa  		# name: aa
Hset user age 21   		# age: 21
Hmset user gender male city Beijing  # 一次加入多个kv，gender: male, city: Beijing

# 查询hash表user的某个字段
Hget user name     		# user[name]
Hget user age      		# user[age]
Hmget user name age  	# 一次查询多个字段，user[name], user[age]

# 查询hash表user的全部字段
HGETALL user

# 删除hash表中的某个字段
Hdel user name     		# del user[name]
hmdel user gender city  # 一次删除多个字段 del user[gender], del user[city]

模拟嵌套hash表

# 创建外层哈希表
HSET outer_hash nested_key nested_hash_key

# 创建内层哈希表
HSET nested_hash_key subfield1 subvalue1
HSET nested_hash_key subfield2 subvalue2

# 从外层到内层访问
HGET outer_hash nested_key  	# 访问外层hash表，得到nested_hash_key
HGET nested_hash_key subfield1  # 访问内层hash表

3.3 List

string列表，头部/左边插入或者尾部/右边插入

# 将值插入到列表头部。
LPUSH names aa

# 将值插入到列表尾部。
RPUSH names bb

# 移出并获取列表的第一个元素。"aa"
LPOP names

# 移出并获取列表的最后一个元素。"bb"
RPOP names

# 获取列表在指定范围内的元素。[start, end]，索引从0开始
LRANGE names start stop

3.4 Set

无序集合，基于哈希表实现的，插入，删除，查询O(1)

# 向集合添加一个或多个成员
SADD uids 001
SADD uids 001  # 重复值插入失败
SADD uids 002

# 移除集合中的一个或多个成员
SREM uids 001

# 返回集合中的所有成员
SMEMBERS uids  # "001","002"

# 判断值是否是集合的成员
SISMEMBER uids 003  # 返回0，表示判断失败

3.5 Sorted Set/Zset

string集合，不允许重复值，每个元素配一个score，score可以重复，通过scoore来确定元素偏序。

# 向有序集合添加一个或多个成员，或更新已存在成员的分数
zadd myzset 2 "bb" 1 "aa" 4 "dd" 3 "cc"

# 查询zset中的元素
ZCARD myzset  # 4

# 查询指定索引范围内的元素
ZRANGE myzset 0 3 [WITHSCORES]  # 索引从0开始计算,带上每个元素的score
1) "aa"
2) "bb"
3) "cc"
4) "dd"

# 查询指定score范围内的查询元素
ZRANGEBYSCORE myzset 0 4 [WITHSCORES]  # 检索出score范围在[0-4]内的元素

# 移除有序集合中的一个或多个成员
ZREM myzset "aa" "bb" 

# 返回有序集合中，成员的分数值
ZSCORE myzset "cc"

4. 其他数据类型（待补充）

HyperLogLog

Bitmaps

Geospatial Indexes

Streams

5. 使用案例（待补充）

6. 参考

6.1 系统教程

https://redis.io/about/

https://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html

https://www.geeksforgeeks.org/introduction-to-redis-server/

6.2 特定话题

redis有哪些产品，大概什么作用：ref:https://redis.io/docs/latest/operate/

redis管理。ref: https://redis.io/docs/latest/operate/oss_and_stack/management/