Redis是一個開源的,先進的 key-value 存儲可用于構建高性能,可擴展的 Web 應用程序的解決方案。Redis官方網網站是:http://www.redis.io/,如下:
Redis 有三個主要使其有別于其它很多競爭對手的特點:
- Redis是完全在內存中保存數據的數據庫,使用磁盤只是為了持久性目的;
- Redis相比許多鍵值數據存儲系統有相對豐富的數據類型;
- Redis可以將數據復制到任意數量的從服務器中;
Redis優點
- ?異常快速 : Redis是非常快的,每秒可以執行大約110000設置操作,81000個/每秒的讀取操作。
- ?支持豐富的數據類型 : Redis支持最大多數開發人員已經知道如列表,集合,可排序集合,哈希等數據類型。這使得在應用中很容易解決的各種問題,因為我們知道哪些問題處理使用哪種數據類型更好解決。
- ?操作都是原子的 : 所有 Redis 的操作都是原子,從而確保當兩個客戶同時訪問 Redis 服務器得到的是更新后的值(最新值)。
- ?MultiUtility工具:Redis是一個多功能實用工具,可以在很多如:緩存,消息傳遞隊列中使用(Redis原生支持發布/訂閱),在應用程序中,如:Web應用程序會話,網站頁面點擊數等任何短暫的數據;
Redis環境
要在 Ubuntu 上安裝 Redis,打開終端,然后輸入以下命令:
1
2
|
$ sudo apt-get update |
這將在您的計算機上安裝Redis
啟動 Redis
1
|
$redis-server |
查看 redis 是否還在運行
1
|
$redis-cli |
這將打開一個 Redis 提示符,如下圖所示:
1
|
redis 127.0.0.1:6379> |
在上面的提示信息中:127.0.0.1 是本機的IP地址,6379是 Redis 服務器運行的端口。現在輸入 PING 命令,如下圖所示:
1
2
|
redis 127.0.0.1:6379> ping PONG |
這說明現在你已經成功地在計算機上安裝了 Redis。
在Ubuntu上安裝Redis桌面管理器
要在Ubuntu 上安裝 Redis桌面管理,可以從 http://redisdesktop.com/download 下載包并安裝它。
Redis 桌面管理器會給你用戶界面來管理 Redis 鍵和數據。
Redis數據類型
Redis 支持5種數據類型,說明如下:
字符串
Redis 字符串是一個字節序列。在 Redis 中字符串是二進制安全的,這意味著它們沒有任何特殊終端字符來確定長度,所以可以存儲任何長度為 512 兆的字符串。
示例
1
2
3
4
|
redis 127.0.0.1:6379> SET name "yiibai" OK redis 127.0.0.1:6379> GET name "yiibai" |
在上面的例子中,SET 和 GET 是 Redis 命令,name 和 "yiibai" 是存儲在 Redis 的鍵和字符串值。
哈希
Redis哈希是鍵值對的集合。 Redis哈希是字符串字段和字符串值之間的映射,所以它們用來表示對象。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
redis 127.0.0.1:6379> HMSET user :1 username yiibai password yiibai points 200 OK redis 127.0.0.1:6379> HGETALL user :1 1) "username" 2) "yiibai" 3) "password" 4) "yiibai" 5) "points" 6) "200" |
在上面的例子中,哈希數據類型用于存儲包含用戶基本信息的用戶對象。這里 HSET,HEXTALL 是 Redis 命令同時 user:1 也是一個鍵。
列表
Redis 列表是簡單的字符串列表,通過插入順序排序。可以添加一個元素到 Redis 列表的頭部或尾部。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist redis ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist mongodb ( integer ) 2 redis 127.0.0.1:6379> lpush tutoriallist rabitmq ( integer ) 3 redis 127.0.0.1:6379> lrange tutoriallist 0 10 1) "rabitmq" 2) "mongodb" 3) "redis" |
列表的最大長度為 232 - 1 個元素(4294967295,每個列表的元素超過四十億)。
集合
Redis 集合是字符串的無序集合。在 Redis 可以添加,刪除和測試成員存在的時間復雜度為 O(1)。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist redis ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist mongodb ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist rabitmq ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> sadd tutoriallist rabitmq ( integer ) 0 redis 127.0.0.1:6379> smembers tutoriallist 1) "rabitmq" 2) "mongodb" 3) "redis" |
注:在上面的例子中 rabitmq 被添加兩次,但由于它是只集合具有唯一特性。集合中的成員最大數量為 232 - 1(4294967295,每個集合有超過四十億條記錄)。
集合排序
不同的是,一個有序集合的每個成員都可以排序,就是為了按有序集合排序獲取它們,按權重分值從最小到最大排序。雖然成員都是獨一無二的,按權重分數值可能會重復。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 redis ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 mongodb ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 rabitmq ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> zadd tutoriallist 0 rabitmq ( integer ) 0 redis 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE tutoriallist 0 1000 1) "redis" 2) "mongodb" 3) "rabitmq" |
Redis鍵
Redis 中的 keys 命令用于管理 redis 中的鍵。Redis keys命令使用的語法如下所示:
語法
1
|
redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME |
示例
1
2
3
4
|
redis 127.0.0.1:6379> SET yiibai redis OK redis 127.0.0.1:6379> DEL yiibai ( integer ) 1 |
在上面的例子中 DEL 是一個命令,而 yiibai 是一個鍵。如果鍵被成功刪除,則該命令的輸出將是(整數)1,否則這將是(整數)0;
Redis字符串
Redis 的字符串命令用于管理 redis 的字符串值。Redis 的字符串命令語法的使用如下所示:
語法
1
|
redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME |
示例
1
2
3
4
|
redis 127.0.0.1:6379> SET yiibai redis OK redis 127.0.0.1:6379> GET yiibai "redis" |
在上面示例中 SET 和 GET 是 Redis 的命令,這里 yiibai 就是一個鍵(key);
Redis哈希
Redis哈希是字符串字段和字符串值之間的映射,所以它是用來表示對象的一個完美的數據類型,Redis 的哈希值最多可存儲超過4十億字段-值對。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
|
redis 127.0.0.1:6379> HMSET yiibai name "redis tutorial" description "redis basic commands for caching" likes 20 visitors 23000 OK redis 127.0.0.1:6379> HGETALL yiibai 1) "name" 2) "redis tutorial" 3) "description" 4) "redis basic commands for caching" 5) "likes" 6) "20" 7) "visitors" 8) "23000" |
在上面的例子,我們在設置一個名為 yiibai Redis的哈希的教程詳細信息(name, description, likes, visitors)。
Redis列表
Redis列表是簡單的字符串列表,通過插入順序排序。您可以在Redis 列表的頭或列表尾添加元素。列表的最大長度為 232 - 1 個元素(4294967295,每個列表可有超過四十億個元素)。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
redis 127.0.0.1:6379> LPUSH tutorials redis ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> LPUSH tutorials mongodb ( integer ) 2 redis 127.0.0.1:6379> LPUSH tutorials mysql ( integer ) 3 redis 127.0.0.1:6379> LRANGE tutorials 0 10 1) "mysql" 2) "mongodb" 3) "redis" |
在上面的例子中的三個值由命令LPUSH 插入到 redis 名稱為 tutorials 的列表。
Redis集合
Redis集合是唯一字符串的無序集合。唯一集合是不允許數據有重復的鍵的。在 Redis 集合中添加,刪除和測試成會是否存的時間復雜度為O(1)(恒定的時間,無論集合內包含元素的數量)。集合的最大長度為 232 - 1 個元素(4294967295,每個集合中超過四十億個元素)。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai redis ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai mongodb ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai mysql ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> SADD yiibai mysql ( integer ) 0 redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS yiibai 1) "mysql" 2) "mongodb" 3) "redis" |
在上面的例子中的三個值被 Redis 的命令SADD插入到一個名為 yiibai 集合。
Redis有序集合
Redis的有序集合類似于 Redis 的集合,但是存儲的值在集合中具有唯一性。另外有序集合的每個成員都使用分值(score)的東西,這個分值就是用于將有序集合排序,從分值最小到最大來排序。
在 Redis 有序集合添加,刪除和測試成員的存在的時間復雜度為 O(1)(恒定時間,無論集合內包含元素的數量)。列表的最大長度為 232 - 1 個元素(4294967295,每個集合的元素超過四十億)。
示例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
|
redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 1 redis ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 2 mongodb ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 3 mysql ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 3 mysql ( integer ) 0 redis 127.0.0.1:6379> ZADD yiibai 4 mysql ( integer ) 0 redis 127.0.0.1:6379> ZRANGE yiibai 0 10 WITHSCORES 1) "redis" 2) "1" 3) "mongodb" 4) "2" 5) "mysql" 6) "4" |
在上面的例子中的三個值及其分值被 ZADD 命令插入一個名稱為 yiibai 的 redis 有序集合中
Redis HyperLogLog
Redis HyperLogLog 是用來做基數統計的算法,HyperLogLog 的優點是,在輸入元素的數量或者體積非常非常大時,計算基數所需的空間總是固定 的、并且是很小的。
在 Redis 里面,每個 HyperLogLog 鍵只需要花費 12 KB 內存,就可以計算接近 2^64 個不同元素的基 數。這和計算基數時,元素越多耗費內存就越多的集合形成鮮明對比。但是,因為 HyperLogLog 只會根據輸入元素來計算基數,而不會儲存輸入元素本身,所以 HyperLogLog 不能像集合那樣,返回輸入的各個元素。
示例
下面的例子說明了 HyperLogLog Redis 的工作原理:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
redis 127.0.0.1:6379> PFADD tutorials "redis" 1) ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFADD tutorials "mongodb" 1) ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFADD tutorials "mysql" 1) ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFCOUNT tutorials ( integer ) 3 |
Redis發布訂閱
Redis訂閱和發布實現了通訊系統,發件人(在 Redis 中的術語稱為發布者)發送郵件,而接收器(訂戶)接收它們。信息傳輸的鏈路稱為通道。Redis 一個客戶端可以訂閱任意數量的通道。
示例
以下舉例說明發布訂閱用戶如何工作。在下面的例子給出一個客戶端訂閱的通道命名 redisChat 。
1
2
3
4
5
6
|
redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE redisChat Reading messages... (press Ctrl-C to quit) 1) "subscribe" 2) "redisChat" 3) ( integer ) 1 |
現在,兩個客戶端都在同一個通道名:redisChat 上發布消息,上述訂閱客戶端接收消息。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "Redis is a great caching technique" ( integer ) 1 redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH redisChat "Learn redis by tutorials point" ( integer ) 1 1) "message" 2) "redisChat" 3) "Redis is a great caching technique" 1) "message" 2) "redisChat" 3) "Learn redis by tutorials point" |
Redis事務
Redis事務允許一組命令在單一步驟中執行。事務有兩個屬性,說明如下:
- 在一個事務中的所有命令作為單個獨立的操作順序執行。在Redis事務中的執行過程中而另一客戶機發出的請求,這是不可以的;
- Redis事務是原子的。原子意味著要么所有的命令都執行,要么都不執行;
示例
Redis 事務由指令 MULTI 發起的,之后傳遞需要在事務中和整個事務中,最后由 EXEC 命令執行所有命令的列表。
1
2
3
4
|
redis 127.0.0.1:6379> MULTI OK List of commands here redis 127.0.0.1:6379> EXEC |
示例
下面的例子說明了 Redis 的事務是如何開始和執行。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
redis 127.0.0.1:6379> MULTI OK redis 127.0.0.1:6379> SET tutorial redis QUEUED redis 127.0.0.1:6379> GET tutorial QUEUED redis 127.0.0.1:6379> INCR visitors QUEUED redis 127.0.0.1:6379> EXEC 1) OK 2) "redis" 3) ( integer ) 1 |
Redis腳本
Redis 腳本是使用Lua解釋腳本用來評估(計算)。從 Redis 2.6.0 版本開始內置這個解釋器。命令 EVAL 用于執行 腳本命令。
語法
EVAL命令的基本語法如下:
1
|
redis 127.0.0.1:6379> EVAL script numkeys key [ key ...] arg [arg ...] |
示例
下面的例子說明了 Redis 腳本是如何工作的:
1
2
3
4
5
6
|
redis 127.0.0.1:6379> EVAL "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2 key1 key2 first second 1) "key1" 2) "key2" 3) "first" 4) "second" |
Redis連接
Redis 的連接命令基本上都用于管理 Redis服務器與客戶端連接。
示例
下面的例子說明了一個客戶端在Redis服務器上,如何檢查服務器是否正在運行并驗證自己。
1
2
3
4
|
redis 127.0.0.1:6379> AUTH "password" OK redis 127.0.0.1:6379> PING PONG |
Redis備份
Redis的SAVE命令用于創建當前 Redis 數據庫的備份。
語法
Redis 的 SAVE 命令的基本語法如下所示:
1
|
127.0.0.1:6379> SAVE |
示例
以下示例顯示了如何在Redis的當前數據庫中創建備份。
1
2
3
|
127.0.0.1:6379> SAVE OK |
在執行此命令之后,將在 redis 目錄中創建一個 dump.rdb 文件。
恢復 Redis 數據
要恢復 redis 數據只需要要將 Redis 的備份文件(dump.rdb)放到 Redis 的目錄中,并啟動服務器。要了解知道 Redis 目錄在什么位置,可使用 CONFIG 命令,如下所示:
1
2
3
4
|
127.0.0.1:6379> CONFIG get dir 1) "dir" 2) "/user/yiibai/redis-2.8.13/src" |
在上面的命令命令輸出為 /user/yiibai/redis-2.8.13/src 就是使用的 Redis 目錄,也就是 Redis 的服務器安裝的目錄。
Bgsave
創建 Redis 的備份也可以使用備用命令 BGSAVE 。此命令將啟動備份過程,并在后臺運行此。
示例
1
2
3
|
127.0.0.1:6379> BGSAVE Background saving started |
Redis安全
Redis 數據庫可以配置安全保護的,所以任何客戶端在連接執行命令時需要進行身份驗證。為了確保 Redis 的安全,需要在配置文件設置密碼。
示例
下面給出的例子顯示的步驟是用來確保 Redis 實例的安全。
1
2
3
|
127.0.0.1:6379> CONFIG get requirepass 1) "requirepass" 2) "" |
默認情況下此屬性是空的,這意味著此實例沒有設置密碼。可以通過執行以下命令來修改設置此屬性
1
2
3
4
5
|
127.0.0.1:6379> CONFIG set requirepass "yiibaipass" OK 127.0.0.1:6379> CONFIG get requirepass 1) "requirepass" 2) "yiibaipass" |
如果客戶端運行命令無需驗證設置密碼,那么(錯誤)NOAUTH 需要驗證。錯誤將返回。因此,客戶端需要使用 AUTH 命令來驗證自己的身份信息。
語法
AUTH命令的基本語法如下所示:
1
|
127.0.0.1:6379> AUTH password |
Redis性能測試
Redis的基準性能測試是通過同時運行 N 個命令以檢查 Redis 性能的工具。
語法
Redis的基準測試的基本語法如下所示:
1
|
redis-benchmark [ option ] [ option value] |
示例
下面給出的示例是通過調用 100000 個(次)命令來檢查 Redis。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
|
redis-benchmark -n 100000 PING_INLINE: 141043.72 requests per second PING_BULK: 142857.14 requests per second SET : 141442.72 requests per second GET: 145348.83 requests per second INCR: 137362.64 requests per second LPUSH: 145348.83 requests per second LPOP: 146198.83 requests per second SADD: 146198.83 requests per second SPOP: 149253.73 requests per second LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 148588.42 requests per second LRANGE_100 ( first 100 elements): 58411.21 requests per second LRANGE_300 ( first 300 elements): 21195.42 requests per second LRANGE_500 ( first 450 elements): 14539.11 requests per second LRANGE_600 ( first 600 elements): 10504.20 requests per second MSET (10 keys): 93283.58 requests per second |
Redis客戶端連接
如果啟用了Redis 的接受配置監聽,客戶端可在TCP端口上與Unix套接字連接。以下操作執行后新的客戶端連接被服務器接受:
- 客戶端套接字在非阻塞狀態,因為 Redis 使用復用和非阻塞I/O;
- TCP_NODELAY選項設定以確保不會在連接時延遲;
- 創建一個可讀的文件事件,以便 Redis 能夠盡快收集客戶端查詢作為新的數據可被套接字讀取;
客戶端最大連接數量
在Redis的配置文件(redis.conf)有一個屬性 maxclients ,它描述了可以連接到 Redis 的客戶的最大數量。命令的基本語法是:
1
2
3
4
|
config get maxclients 1) "maxclients" 2) "10000" |
默認情況下此屬性設置為 10000(取決于OS的文件標識符限制最大數量),但可以修改這個屬性。
示例
在下面給出的例子我們已經設置客戶端最大連接數量為 100000,在之后啟動服務器:
1
|
redis-server --maxclients 100000 |
Redis管道
Redis是一個TCP服務器,支持請求/響應協議。在 redis 中一個請求完成以下步驟:
- 客戶端發送一個查詢給服務器,并從套接字中讀取,通常服務器的響應是在一個封閉的方式;
- 服務器處理命令并將響應返回給客戶端;
管道的含義
管道的基本含義是:客戶端可以發送多個請求給服務器,而不等待全部響應,最后在單個步驟中讀取所有響應。
示例
要檢查 Redis 管道只需要啟動 Redis 實例,并在終端輸入以下命令。
1
2
3
4
5
6
7
8
|
$(echo -en "PING\r\n SET tutorial redis\r\nGET tutorial\r\nINCR visitor\r\nINCR visitor\r\nINCR visitor\r\n" ; sleep 10) | nc localhost 6379 +PONG +OK redis :1 :2 :3 |
在上面的例子所示,了解使用 PING 命令連接 Redis,之后我們在 Redis 設定一個名為 tutorial 字符串值,之后拿到這個鍵對應的值并增加訪問人數的三倍。在結果中,我們可以看到所有的命令都提交給 Redis 一次,Redis是給單步輸出所有命令。
通道的好處
這種技術的好處是顯著提高協議的性能。管道localhost 獲得至少達到百倍的網絡連接速度。
Redis分區
分區是將數據分割成多個 Redis 實例,使每個實例將只包含鍵子集的過程。
分區的好處
- 它允許更大的數據庫,使用多臺計算機的內存總和。如果不分區,只是一臺計算機有限的內存可以支持的數據存儲;
- 它允許按比例在多內核和多個計算機計算,以及網絡帶寬向多臺計算機和網絡適配器;
分區的劣勢
- 涉及多個鍵的操作通常不支持。例如,如果它們被存儲在被映射到不同的 Redis 實例鍵,則不能在兩個集合之間執行交集;
- 涉及多個鍵時,Redis事務無法使用;
- 分區粒度是一個鍵,所以它不可能使用一個鍵和一個非常大的有序集合分享一個數據集;
- 當使用分區,數據處理比較復雜,比如要處理多個RDB/AOF文件,使數據備份需要從多個實例和主機聚集持久性文件;
- 添加和刪除的容量可能會很復雜。例如:Redis的Cluster支持數據在運行時添加和刪除節點是透明平衡的,但其他系統,如客戶端的分區和代理服務器不支持此功能
分區類型
Redis 提供有兩種類型的分區。假設我們有四個 redis 實例:R0,R1,R2,R3,分別表示用戶用戶如:user:1, user:2, ...等等
范圍分區
范圍分區被映射對象指定 Redis 實例在一個范圍內完成。
在我們的例子中,用戶從ID為 0 至 ID10000 將進入實例 R0,而用戶 ID 10001到ID 20000 將進入實例 R1 等等。
散列分區
在這種類型的分區是一個散列函數(例如,模數函數)用于將鍵轉換為數字數據,然后存儲在不同的 redis 實例