【Redis存储】Redis介绍

Redis说明

        Redis是一款开源、高性能、支持多种数据结构的内存数据库。Redis与MySQL数据库不同的是。MySQL是在磁盘中以文件形式存储数据的，该数据库主要是通过“表”的方式来存储组织数据的；Redis是直接在内存中存储数据的，该数据库主要是通过“键值对”的方式来存储组织数据的。正是因为Redis将数据存储在内存中，系统读写时无需磁盘IO进行调用，而是直接拿取数据，因此，Reedis性能更高。

        Redis高性能特性除了将数据存储到内存上外，还有就是采用单线程模型（更高版本的Redis引入了多线程。多线程提高效率的前提是，CPU运行密集型任务，使用多线程可以充分利用CPU多核资源）和底层使用高效率的数据结构。单线程通过 IO 多路复用处理并发连接，减少了不必要线程之间的竞争开销。

        虽然Redis性能更高，但是内存大小有限，这也就导致存储的空间有限。通常，对于单机系统，很多数据都是直接在内存中存储的，如定义变量等。Redis的用途是在分布式系统中。进程之间都是隔离的，在分布式系统上，Redis基于网络，把自己内存中的变量给别的进程，从而实现进程间的通信。这里想说的是，在单机系统中，直接通过定义变量存储数据的方式比Redis更加有用，Redis是一个在内存中存储数据的中间件，用作数据缓存，因为Redis要运行网络，比变量直接存储要慢。

        Redis把数据存储到内存上，然而，内存上的数据是“易失”的，一旦进程退出或系统重启，内存数据将会流失。Redis针对这一问题采取的策略是当出现内存数据流失的情况时，Redis会把数据存储在硬盘上，若Redis重启了，就会将加载到硬盘中的数据重新恢复到内存里。

        Redis经常用作与缓存，在MySQL前面。当查找redis操作超时时，就会直接查找数据库。

Redis安装

        Ubuntu系统上安装Redis指令：apt install -y redis

        安装完redis后，通常还需要在 /etc/redis/redis.conf （redis的配置文件）配置文件中更改下绑定IP和protected-mode（保护模式）。更改成如下图。

       默认情况下，bind绑定的地址是127.0.0.1，仅限制本地主机访问，protected-mode字段是yes，即开启保护模式，仅允许本地回环地址（127.0.0.1）连接，拒绝所有外部网络地址（如其他服务器、公网 IP）的连接请求。

        更改完配置后，还需要重启服务器使其生效，即：service redis-server restart

Redis使用

        下载安装好redis后，需要使用redis自带的客户端，连接指定主机上的redis服务器。

root@VM-20-13-ubuntu:~# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379   
127.0.0.1:6379> quit

root@VM-20-13-ubuntu:~# 

// 直接输入redis-cli默认连接本地服务器

        Redis是使用键值对存储数据的，即key和value。key是string类型，value可以是任意类型。Redis内部是使用一个全局的哈希表保存所有键值对数据，哈希表本质是一个数组，其每一个元素表示一个哈希桶。

        下面来介绍几个Redis中几个基本的全局命令：

        1，set [key] [value]。这里的key和value都是字符串类型。

root@VM-20-13-ubuntu:~# redis-cli
127.0.0.1:6379> set key1 value1
OK
127.0.0.1:6379> set key2 value2
OK

        2，get [key]。得到key对应的value，若key不存在，则返回nil（和NULL/nullptr是一个意思）

127.0.0.1:6379> get key1
"value1"
127.0.0.1:6379> get key2
"value2"
127.0.0.1:6379> get key3
(nil)

        3，keys [key匹配模式]。keys用来查询当前服务器上匹配的key。key匹配模式有以下几种：

• ?：匹配随机一个字符。如：key? 能够匹配key1,kye2。
• *：匹配任意多个字符。如：key* 能够匹配key123,key456。
• [.....]：匹配 “[]” 里面任意一个字符。如 key[12]能匹配key1,key2，但不能匹配key3。
• [^e]：除了e匹配不了，其余都能匹配。如k[^e]y匹配kay,kby，但不能匹配key。
• [a-b]：匹配a-b这个范围内的字符，包含两个边界。如key[a-b]，只能匹配keya,keyb。

127.0.0.1:6379> keys key?
1) "key1"
2) "key2"
127.0.0.1:6379> keys ke*
1) "key1"
2) "key2"
127.0.0.1:6379> keys k[^e]y
(empty array)
127.0.0.1:6379> keys key[1-3]
1) "key1"
2) "key2"
127.0.0.1:6379> keys key[1abc]
1) "key1"

        keys命令的时间复杂度是O(1)，但更准确来说是O(n)，这里的n代表查询到key的数量。因此，在实际中，一定要小心使用keys，尤其是 keys *。因为redis是一个单线程的服务器，实际运用中的keys查询的key可能非常多，耗时长，使用keys查询就会使 redis服务器被阻塞，导致无法给其它客户端提供服务。

        4，exists [key]。判断key是否存在。与keys一样，时间复杂度为O(n)，n为key数量。

127.0.0.1:6379> exists hellp key1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists key2 key1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> exists key3 key4
(integer) 0

        5，del [key1] [key2] .....。删除指定的key。时间复杂度为O(n)，n为key数量。

127.0.0.1:6379> del key1 key2 key3
(integer) 2

        6，expire [key] [秒数]。给已存在的key设置生存时间，到达指定时间后自动删除。时间复杂度是O(1)。

127.0.0.1:6379> expire key1 5
(integer) 1

        下面问题来了，redis服务器如何知道哪些key已经过期要被删除了呢？redis整体的策略是定期删除和惰性删除。定期删除是每次抽取一部分，进行验证过期时间。惰性删除是当key已经到过期时间了，但它还存在，当再次访问到它时服务器会触发删除key的操作，同时返回nil。

        7，ttl [key]。获取key生存的时间，单位是秒。返回-1表示没有过期时间，-2表示不存在。时间复杂度是O(1)。

127.0.0.1:6379> ttl key1
(integer) -2

        8，type [key]。查询key对应value的类型。

127.0.0.1:6379> type key1
string
127.0.0.1:6379> type key2
string
127.0.0.1:6379> type key3
string

        上面的指令也可以用大写。redis中的命令不区分大小写。

---

        最后，要说明的是，上面都是在redis客户端，中间是通过网络与redis服务端通信。因此，效率上是比不过单机系统直接定义变量存储。