redis入门终极简略版
Nosql概念
Nosql ：Not Only sql
表示并不只是sql，是一种非关系型数据库，通常同Key-value的方式存储
比如很多地理位置信息，它并不适合用Mysql来存储
Nosql特点
- 方便扩展
- 大数据量，高性能：1s写八万次，读十一万次
- 数据类型多样
- 不需要设计数据库
大数据时代的3V+3高：
数据海量、多样、快速
服务高并发、高性能、高可扩
其他的数据库类型
文档型数据库：MangoDB
图片型（对象型文件系统）：FastDFS，OSS
Nosql四大分类
redis
概念
redis是一种远程字典服务，用c语言编写，使用k-v存储
linux下安装
在官网下载压缩包，使用tar命令解压在/opt文件下，然后安装c/c++环境：yum install gcc-c++，成功后使用make命令等待完成后再使用make install命令即可。
redis默认安装文件路径是 /usr/local/bin
由于redis启动默认不是后台启动，我们需要修改配置文件：在redis.conf文件中daemonize配置为yes
最后启动服务可以指定配置文件启动：redis-server addr-config
查看进程是否启动 ps -ef | grep redis
关闭服务：在redis命令行中使用 shutdown
基础知识
redis默认有16个数据库，使用第0个数据库
一些命令
- 使用select切换数据库：
select [number] - 查看数据库大小：
DBSIZE - 查看库内容：
keys * - redis是单线程的，因为CPU不是它的性能瓶颈，而内存和网络带宽才是，所以单线程也能实现高性能
- 判断某个值存在：
exists key - 存储数据：
set key value - 数据限时：
expire key number\setex key number value限时多少秒后数据失效，ttl key查询还有多久截止 - 查看key类型：
type key - 删除数据库：
flushall or flushdb DbName - 批量插入、获取：
mset k1 v1 k2 v2...\mget k1 k2 k3...msetnx当批量插入的时候其中有存在的就失败，原子性的操作
五大基本类型
-
String：
- 拼接key的value和value，并返回新value的长度：
append keyName value - 获取字符串长度：
strlen key - 对数字内容String自增、自减：
incr key，decr key - 任意步长自增：
incrby key number - 截取子串：
getrange key start end（截取后包括start end所在的值，end为-1则获取所有项，java则不会包含end） - 替换子串：
setrange key offset value（从offset开始将value替换后面的内容） - 如果存在则：
setnx key value - 插入一个json字符串：
set user:1 {name:JayChou,id:1}
- 拼接key的value和value，并返回新value的长度：
-
List：所有的List命令都是l开头
- 插入：
lpush listName value(头插法)\rpush listName value(尾插法)} - 获取：
lrange listName start end，lindex listName index - 移除：
lpop\rpop：头删\尾删，lrem listName number vlue：移除特定集合的特定值的number个 - 长度：
llen listName - 集合子集：
ltrim listName start end - 移动元素到新集合：
rpoplpush oldlist newlist:尾删头插 - 替换：
lset listName index newValue，将list中index位置的值替换为newValue - 插入：
linsert list after|before value1 value2在value1前|后插入value2
- 插入：
-
Set：无序集合
- 添加：
sadd key value - 查看所有：
smembers setName - 访问大小：
scard setName - 移除：
srem setName keys - 随机抽取元素：
srandmember setName [number]:随机抽取number个元素 - 随机移除：
spop setName - 移动元素：
smove setName newSet member - 差、并、交集：
sdiff\sinter\sunion set1 set2
- 添加：
-
hash
- hashset
- 添加：
hset\hsetnx\hmset name field value - 获取：
hget\hmget\hgetall\hkeys\hvals - 删除：
hdel set field - 计算长度：
hlen set - 自增任意数：
hincrby set field number
- 添加：
- hashset
-
Zset：有序集合，按照score排序
- 添加：
zadd key scores values - 查看：
zrange key start end，zrangebyscore set min max [withscores] [limit offset count:offset表示元素下标，count表示展示多少]，zrevrange key start end和zrange是反序的 - 移除：
zrem zset value - 访问大小：
zcard zset，zcount zset min max：指定范围内元素个数
- 添加：
特殊数据类型
-
Geo：地理位置，用Zset实现的，所以Zset的命令也能对Geo生效
- 添加：
geoadd key latitude pair value:latitude pair纬度对- 有效的经度从-180度到180度。 有效的纬度从-85.05112878度到85.05112878度
- 获取元素：
geopos key value:返回latitude pair - 计算两个元素的距离：
geodist key value1 value2，返回单位千米 - 筛选元素：
GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHcooRD][WITHDIST] [WITHHASH][count [ANY]][ASC|DESC]，在圆心为latitude pair半径为radius内的所有元素value，count限制数量georadiusbymember key ....，将某个元素作为中心，半径为radius - 元素hash：
geohash key value：返回11位hash值
- 添加：
-
hyperloglog：基数统计（集合的基数），可用于网站访问量统计
- 添加：
pfadd key values - 访问大小：
pfcount key - 集合合并：
pfmege key3 key1 key2，将两个集合合并在key3里，没有重复元素
- 添加：
-
BitMaps：位存储，如打卡记录就能用它存储
- 插入：
setbit key index value - 查询：
getbit key index
- 插入：
事务
redis命令保证了原子性，但是事务不保证原子性，因为redis的事务是一组命令的集合，单个命令有原子性，一组命令没有原子性。redis事务没有隔离级别概念，当发起执行的时候才会执行命令
基本
事务操作分为三步：
- 开启事务
- multi命令开启事务
- 放入命令
- 执行事务
- exec执行事务
- 取消事务：
- discard
执事务中可能出现的异常：
-
编译型异常
- 命令符合格式，但是语法错误，导致事务中的命令都不会执行
- 如：
zadd set f ff
-
运行时异常
- 只会影响该条命令，对其他不影响
乐观锁
watch key：对key加上乐观锁unwatch：放弃监视
当加上乐观锁后，另一个线程对这个key进行修改，会造成监控key的线程的操作失败。
并且失效的场景只会在事务中执行对key的操作命令生效，发生失败后，watch功能失效。
也就是说watch撤销的情况只有两种：
- 一是
unwatch主动撤销 - 二是在事务中引发了版本修改
持久化
持久化主要有两种方式：
- RDB：Redis DataDase
- 默认的保存文件格式是dump.rdb，保存数据需要配置持久化策略
- 在配置文件中会有指定保存方式，指定间隔时间，当进行文件持久化的时候，需要将文件快照写入磁盘，
Redis会单独创建一个子进程，将数据写入临时文件中，持久化完成后，将这个文件替换上次持久化的临时文件，
主进程不会进行io。
save 100 10:如果100s内有10条数据更改，就会发生一次快照保存。恢复快照的时候，只需要将rdb文件位置放在配置文件中就行。 - 优点是适合大规模数据恢复
- 缺点是最后一次持久化可能会数据丢失。 fork需要占用一定内存空间。
- AOF：Append Only File
- 开启AOF：在配置文件中更改为
appendly yes - 如果AOF文损坏之后，就不能启动redis-server，因为内存加载数据的时候会发现文件不可使用。 redis提供了一个工具：redis-check-aof，可以修复aof文件
- 以日志的形式将每个写操作记录下来，在加载redis-server服务的时候通过再次执行命令恢复数据库数据。
- 缺点是aof的文件大小远远大于rdb，运行效率比rdb慢
- 开启AOF：在配置文件中更改为
Redis中AOF持久化有三种策略：
- always：默认的策略，每个写命令都被立即记录到AOF文件中，保证数据的实时性。这种方式对AOF文件的更新比较频繁，同时也可以在Redis意外退出时最大程度地恢复数据。
- everysec：每秒钟执行一次AOF日志记录，减少AOF文件记录的频率，也减少了将数据写入磁盘的次数，降低了对性能的影响，但是在Redis意外退出时可能会丢失不足一秒钟的数据。
- no：即不开启AOF持久化，Redis只使用内存作为数据存储，这种方式对性能影响最小，但对于对数据完整性有特殊要求的应用程序来说，风险较大。
消息订阅
redis发布订阅是一种消息通信模式：pub发送消息，sub接收消息，它是单向通信。
- 建立并订阅频道：
subscribe name - 发布消息：
publish name message
使用场景：
实时消息系统
聊天室
订阅关注系统
更复杂的我们需要用MQ
主从复制
将一台redis服务器作为主节点，多个redis服务器作为从节点，主节点专门负责写数据，从节点专门负责读数据，实现读写分离，从主从复制就是主节点数据复制到从节点， 数据流向只能是单向的。
主从复制的作用：
- 数据冗余
- 故障恢复
- 负载均衡
- 高可用
默认情况下每个Redis服务器都是主节点，当设置为从节点的时候，只能有一个主节点，而一个主节点可以有多个从节点
info replication：查看当前库的信息
配置方式
- 使用多个配置文件启动多个redis-server
- 每个服务一个不同的端口，配置文件需要修改每个server的信息 比如端口号、数据存放路径、pidfile、lo等等
- 配置从机：
slaveof host port
主机的所有写操作都会刷入到从机，从机不能进行任何写操作
当没有哨兵的时候，如果主机宕机导致连接端口，从机仍然认为主机存在，当主机恢复连接依然可用，但是断开的时候不能写，虽然这样保持了高可用性，但断开的时候应该自主选择一个从机作为主机；如果从机断开，重连后从机配置消失，只有将主从配置写入配置文件才能继续保持高可用。
一个从机可以作为另一个从机的主机，主从嵌套。
哨兵模式
哨兵是一个独立进程，原理是通过哨兵发送redis命令确定redis-server存活，同时一般来讲我们会配置多个哨兵，相互监控redis-server和别的哨兵。
假设主服务器机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行failover过程，仅仅是哨兵主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行failover故障转移操作。切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自已监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线
创造一个哨兵过程
- 配置文件：sentinel.conf
sentinel minitor redis-name host port id[id自己取名，是数字]用于注册一个被监视redis-server 一般监视主机，它会自动发现从机
- 启动哨兵：
redis-sentinel config-address
当哨兵发现主机宕机后，会自动选取一个从机作为其余从机的主机
优点： 1、哨兵集群，基于主从复制模式，所有的主从配置优点，它全有 2、主从可以切换，敌障可以转移，系统的可用性就会更好 3、哨兵模式就是主从模式的升级，手动到自动，更加健壮！ 缺点： 1、Redis不好啊在线扩容的，集群容量一旦到达上限，在线扩容就十分麻烦！ 2、实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的，里面有很多选择！
一些哨兵配置：
#Examplesentinel.conf #哨兵sentine1实例运行的端口默认26379 port26379 #哨兵sentinel的工作目录 dir /tmp #哨兵sentine监控的redis主节点的ipport #master-name可以自己命名的主节点名字只能由字母A-z、数字o-9、这三个字符"，-"组成。 #quorum配置多少个sentine1哨兵统一认为master主节点失联那么这时客观上认为主节点失联了
sentinel monitor
<master-name><ip>``<redis-port><quorum>sentine1 monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2 #当在Redis实例中开启了requirepassfoobared授权密码这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码 #设置哨兵sentine连接主从的密码注意必须为主从设置一样的验证密码 #sentinelauth-pass
<master-name><password>sentine1 auth-pass mymaster MysuPER--secret-0123passwOrd #指定多少毫秒之后主节点没有应答哨兵sentine1此时哨兵主观上认为主节点下线默认3o秒 #sentineldown-after-mi11iseconds<master-name><mii1iseconds>sentinel down-after-mi11iseconds mymaster 30oo0 #这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行同步 这个数字越小，完成fai1over所需的时间就越长 但是如果这个数字越大，就意味着越多的slave因为rep1ication而不可用。 可以通过将这个值设为1来保证每次只有一个s1ave处于不能处理命令请求的状态。
缓存穿透
读的请求会先在缓存redis中查询，如果没有，则会进入mysql进行查询，如果mysql中也没有（有则会缓存在redis中）
当大量的查询请求涌向mysql就会造成mysql奔溃。
解决方案
- 在redis中加上一层过滤
- 对于查询为空的请求返回""
布隆过滤器和缓存空对象
缓存击透
在redis进行持久化数据的过程中，可能有大量相同key的请求涌向redis，而redis没有处理请求而涌向了mysql，造成了缓存击透
解决方案：
设置热点数据永不过期
加上互斥锁：在相同请求涌向mysql的时候，保证只有一个线程进入mysql
缓存雪崩
缓存雪崩指的是某一个时间段，缓存几种过期失效，redis宕机
在写入redis的时候，突然写入大量的数据，而且他们的缓存时间设置相同，当时间已过，缓存过期，同时有大量的访问进入导致走向了mysql，造成雪崩。还有一中是redis宕机，导致所有请求走向mysql数据库
解决方案：
保持redis高可用
限流降级 这个解决方案的思想是，在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个ke只充许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。
数据预热 数据加热的含义就是在正式部署之前，我先把可能的数据先预先访问一遍，这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀。