简介

Redis 是一个高性能的 key-value 数据库。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

  • Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
  • Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
  • Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 优势

  • 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
  • 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
  • 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
  • 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis与其他key-value存储有什么不同？

  • Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
  • Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

安装

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(base) sv@sv-NF5280M5:/home/sv/pengeHome/cppzmq-master/zmq_demo/bin$  sudo apt install redis-server

查看版本

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(base) sv@sv-NF5280M5:/home/sv/pengeHome/cppzmq-master/zmq_demo/bin$ redis-cli --version
redis-cli 5.0.7

查看运行状态

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(base) sv@sv-NF5280M5:/home/sv/pengeHome/cppzmq-master/zmq_demo/bin$ systemctl status redis
● redis-server.service - Advanced key-value store
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/redis-server.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (running) since Tue 2024-05-28 19:06:31 CST; 58s ago
       Docs: http://redis.io/documentation,
             man:redis-server(1)
   Main PID: 113056 (redis-server)
      Tasks: 4 (limit: 76739)
     Memory: 3.2M
     CGroup: /system.slice/redis-server.service
             └─113056 /usr/bin/redis-server 127.0.0.1:6379

5月 28 19:06:31 sv-NF5280M5 systemd[1]: Starting Advanced key-value store...
5月 28 19:06:31 sv-NF5280M5 systemd[1]: redis-server.service: Can't open PID file /run/redis/redis-server.pid (yet?) af>
5月 28 19:06:31 sv-NF5280M5 systemd[1]: Started Advanced key-value store.

简单测试

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(base) sv@sv-NF5280M5:/home/sv/pengeHome/cppzmq-master/zmq_demo/bin$ redis-cli
127.0.0.1:6379> set foo bar
OK
127.0.0.1:6379> get foo
"bar"
127.0.0.1:6379>

Redis 连接命令

下表列出了 redis 连接的基本命令：

序号 命令及描述
1 AUTH password 验证密码是否正确
2 ECHO message 打印字符串
3 PING 查看服务是否运行
4 QUIT 关闭当前连接
5 SELECT index 切换到指定的数据库

Redis 配置

Redis 的配置文件位于 Redis 安装目录下，文件名为 redis.conf

你可以通过 CONFIG 命令查看或设置配置项。

语法Redis CONFIG 命令格式如下：

redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET CONFIG_SETTING_NAME

实例

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redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel

1) "loglevel"
2) "notice"

使用 ***** 号获取所有配置项：

实例

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redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET *

  1) "dbfilename"
  2) "dump.rdb"
  3) "requirepass"
  4) ""
  5) "masterauth"
  ...

编辑配置

你可以通过修改 redis.conf 文件或使用 CONFIG set 命令来修改配置。

语法

CONFIG SET 命令基本语法：

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redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET CONFIG_SETTING_NAME NEW_CONFIG_VALUE

实例

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redis 127.0.0.1:6379> CONFIG SET loglevel "notice"
OK
redis 127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel

1) "loglevel"
2) "notice"

参数说明

redis.conf 配置项说明如下：

序号 配置项 说明
1 daemonize no Redis 默认不是以守护进程的方式运行，可以通过该配置项修改，使用 yes 启用守护进程（Windows 不支持守护线程的配置为 no ）
2 pidfile /var/run/redis.pid 当 Redis 以守护进程方式运行时，Redis 默认会把 pid 写入 /var/run/redis.pid 文件，可以通过 pidfile 指定
3 port 6379 指定 Redis 监听端口，默认端口为 6379，作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用 6379 作为默认端口，因为 6379 在手机按键上 MERZ 对应的号码，而 MERZ 取自意大利歌女 Alessia Merz 的名字
4 bind 127.0.0.1 绑定的主机地址
5 timeout 300 当客户端闲置多长秒后关闭连接，如果指定为 0 ，表示关闭该功能
6 loglevel notice 指定日志记录级别，Redis 总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为 notice
7 logfile stdout 日志记录方式，默认为标准输出，如果配置 Redis 为守护进程方式运行，而这里又配置为日志记录方式为标准输出，则日志将会发送给 /dev/null
8 databases 16 设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT 命令在连接上指定数据库id
9 save <seconds> <changes>Redis 默认配置文件中提供了三个条件：save 900 1save 300 10save 60 10000分别表示 900 秒（15 分钟）内有 1 个更改，300 秒（5 分钟）内有 10 个更改以及 60 秒内有 10000 个更改。 指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合
10 rdbcompression yes 指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为 yes，Redis 采用 LZF 压缩，如果为了节省 CPU 时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大
11 dbfilename dump.rdb 指定本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb
12 dir ./ 指定本地数据库存放目录
13 slaveof <masterip> <masterport> 设置当本机为 slave 服务时，设置 master 服务的 IP 地址及端口，在 Redis 启动时，它会自动从 master 进行数据同步
14 masterauth <master-password> 当 master 服务设置了密码保护时，slav 服务连接 master 的密码
15 requirepass foobared 设置 Redis 连接密码，如果配置了连接密码，客户端在连接 Redis 时需要通过 AUTH 命令提供密码，默认关闭
16 maxclients 128 设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis 可以同时打开的客户端连接数为 Redis 进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis 会关闭新的连接并向客户端返回 max number of clients reached 错误信息
17 maxmemory <bytes> 指定 Redis 最大内存限制，Redis 在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis 新的 vm 机制，会把 Key 存放内存，Value 会存放在 swap 区
18 appendonly no 指定是否在每次更新操作后进行日志记录，Redis 在默认情况下是异步的把数据写入磁盘，如果不开启，可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis 本身同步数据文件是按上面 save 条件来同步的，所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为 no
19 appendfilename appendonly.aof 指定更新日志文件名，默认为 appendonly.aof
20 appendfsync everysec 指定更新日志条件，共有 3 个可选值：no：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快）always：表示每次更新操作后手动调用 fsync() 将数据写到磁盘（慢，安全）everysec：表示每秒同步一次（折中，默认值）
21 vm-enabled no 指定是否启用虚拟内存机制，默认值为 no，简单的介绍一下，VM 机制将数据分页存放，由 Redis 将访问量较少的页即冷数据 swap 到磁盘上，访问多的页面由磁盘自动换出到内存中（在后面的文章我会仔细分析 Redis 的 VM 机制）
22 vm-swap-file /tmp/redis.swap 虚拟内存文件路径，默认值为 /tmp/redis.swap，不可多个 Redis 实例共享
23 vm-max-memory 0 将所有大于 vm-max-memory 的数据存入虚拟内存，无论 vm-max-memory 设置多小，所有索引数据都是内存存储的(Redis 的索引数据 就是 keys)，也就是说，当 vm-max-memory 设置为 0 的时候，其实是所有 value 都存在于磁盘。默认值为 0
24 vm-page-size 32 Redis swap 文件分成了很多的 page，一个对象可以保存在多个 page 上面，但一个 page 上不能被多个对象共享，vm-page-size 是要根据存储的 数据大小来设定的，作者建议如果存储很多小对象，page 大小最好设置为 32 或者 64bytes；如果存储很大大对象，则可以使用更大的 page，如果不确定，就使用默认值
25 vm-pages 134217728 设置 swap 文件中的 page 数量，由于页表（一种表示页面空闲或使用的 bitmap）是在放在内存中的，，在磁盘上每 8 个 pages 将消耗 1byte 的内存。
26 vm-max-threads 4 设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的，可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4
27 glueoutputbuf yes 设置在向客户端应答时，是否把较小的包合并为一个包发送，默认为开启
28 hash-max-zipmap-entries 64 hash-max-zipmap-value 512 指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时，采用一种特殊的哈希算法
29 activerehashing yes 指定是否激活重置哈希，默认为开启（后面在介绍 Redis 的哈希算法时具体介绍）
30 include /path/to/local.conf 指定包含其它的配置文件，可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件，而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

Redis 数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

String（字符串）

string 是 redis 最基本的类型，你可以理解成与 Memcached 一模一样的类型，一个 key 对应一个 value。

string 类型是二进制安全的。意思是 redis 的 string 可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

string 类型是 Redis 最基本的数据类型，string 类型的值最大能存储 512MB。

实例

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redis 127.0.0.1:6379> SET runoob "菜鸟教程"
OK
redis 127.0.0.1:6379> GET runoob
"菜鸟教程"

在以上实例中我们使用了 Redis 的 SET 和 GET 命令。键为 runoob，对应的值为 菜鸟教程。

**注意：**一个键最大能存储 512MB。

Redis 字符串命令

下表列出了常用的 redis 字符串命令：

序号 命令及描述
1 SET key value 设置指定 key 的值
2 GET key 获取指定 key 的值。
3 GETRANGE key start end 返回 key 中字符串值的子字符
4 GETSET key value 将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。
5 GETBIT key offset 对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。
6 [MGET key1 key2…] 获取所有(一个或多个)给定 key 的值。
7 SETBIT key offset value 对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。
8 SETEX key seconds value 将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。
9 SETNX key value 只有在 key 不存在时设置 key 的值。
10 SETRANGE key offset value 用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值，从偏移量 offset 开始。
11 STRLEN key 返回 key 所储存的字符串值的长度。
12 [MSET key value key value …] 同时设置一个或多个 key-value 对。
13 [MSETNX key value key value …] 同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在。
14 PSETEX key milliseconds value 这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位。
15 INCR key 将 key 中储存的数字值增一。
16 INCRBY key increment 将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment） 。
17 INCRBYFLOAT key increment 将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment） 。
18 DECR key 将 key 中储存的数字值减一。
19 DECRBY key decrement key 所储存的值减去给定的减量值（decrement） 。
20 APPEND key value 如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将指定的 value 追加到该 key 原来值（value）的末尾。

Hash（哈希）

Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。

Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。

Redis 中每个 hash 可以存储 2^32 - 1 键值对（40多亿）。

实例

DEL runoob 用于删除前面测试用过的 key，不然会报错：(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

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127.0.0.1:6379> hmset hhh name "penge666" age 18 school xd
OK
127.0.0.1:6379> hgetall hhh
1) "name"
2) "penge666"
3) "age"
4) "18"
5) "school"
6) "xd"
127.0.0.1:6379> hget hhh age
"18"

List（列表）

Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。

实例

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redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob mongodb
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob rabbitmq
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> lrange runoob 0 10
1) "rabbitmq"
2) "mongodb"
3) "redis"
redis 127.0.0.1:6379>

列表最多可存储 232 - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

Redis 列表命令

下表列出了列表相关的基本命令：

序号 命令及描述
1 [BLPOP key1 key2 ] timeout 移出并获取列表的第一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
2 [BRPOP key1 key2 ] timeout 移出并获取列表的最后一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
3 BRPOPLPUSH source destination timeout 从列表中弹出一个值，将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它； 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
4 LINDEX key index 通过索引获取列表中的元素
5 LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value 在列表的元素前或者后插入元素
6 LLEN key 获取列表长度
7 LPOP key 移出并获取列表的第一个元素
8 [LPUSH key value1 value2] 将一个或多个值插入到列表头部
9 LPUSHX key value 将一个值插入到已存在的列表头部
10 LRANGE key start stop 获取列表指定范围内的元素
11 LREM key count value 移除列表元素
12 LSET key index value 通过索引设置列表元素的值
13 LTRIM key start stop 对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除。
14 RPOP key 移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素。
15 RPOPLPUSH source destination 移除列表的最后一个元素，并将该元素添加到另一个列表并返回
16 [RPUSH key value1 value2] 在列表中添加一个或多个值
17 RPUSHX key value 为已存在的列表添加值

Set（集合）

Redis 的 Set 是 string 类型的无序集合。

集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。

原文中说，**集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)**其实不太准确。

其实在redis sorted sets里面当items内容大于64的时候同时使用了hash和skiplist两种设计实现。这也会为了排序和查找性能做的优化。所以如上可知：

添加和删除都需要修改skiplist，所以复杂度为O(log(n))。

但是如果仅仅是查找元素的话可以直接使用hash，其复杂度为O(1)

其他的range操作复杂度一般为O(log(n))

当然如果是小于64的时候，因为是采用了ziplist的设计，其时间复杂度为O(n)

sadd 命令

添加一个 string 元素到 key 对应的 set 集合中，成功返回 1，如果元素已经在集合中返回 0。

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sadd key member

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redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabbitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabbitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> smembers runoob
1) "redis"
2) "rabbitmq"
3) "mongodb"

**注意：**以上实例中 rabbitmq 添加了两次，但根据集合内元素的唯一性，第二次插入的元素将被忽略。

集合中最大的成员数为 232 - 1(4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

Redis 集合命令

下表列出了 Redis 集合基本命令：

序号 命令及描述
1 [SADD key member1 member2] 向集合添加一个或多个成员
2 SCARD key 获取集合的成员数
3 [SDIFF key1 key2] 返回第一个集合与其他集合之间的差异。
4 [SDIFFSTORE destination key1 key2] 返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中
5 [SINTER key1 key2] 返回给定所有集合的交集
6 [SINTERSTORE destination key1 key2] 返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中
7 SISMEMBER key member 判断 member 元素是否是集合 key 的成员
8 SMEMBERS key 返回集合中的所有成员
9 SMOVE source destination member 将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合
10 SPOP key 移除并返回集合中的一个随机元素
11 [SRANDMEMBER key count] 返回集合中一个或多个随机数
12 [SREM key member1 member2] 移除集合中一个或多个成员
13 [SUNION key1 key2] 返回所有给定集合的并集
14 [SUNIONSTORE destination key1 key2] 所有给定集合的并集存储在 destination 集合中
15 [SSCAN key cursor MATCH pattern] [COUNT count] 迭代集合中的元素

zset(sorted set：有序集合)

Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。

不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

zadd 命令

添加元素到集合，元素在集合中存在则更新对应score

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zadd key score member

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redis 127.0.0.1:6379> DEL runoob
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabbitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabbitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE runoob 0 1000
1) "mongodb"
2) "rabbitmq"
3) "redis"
127.0.0.1:6379> zadd hhh 0 a 1 b 2 c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zrangebyscore hhh 0 0
1) "a"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore hhh 0 1
1) "a"
2) "b"

Redis 有序集合命令

下表列出了 redis 有序集合的基本命令:

序号 命令及描述
1 [ZADD key score1 member1 score2 member2] 向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数
2 ZCARD key 获取有序集合的成员数
3 ZCOUNT key min max 计算在有序集合中指定区间分数的成员数
4 ZINCRBY key increment member 有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment
5 [ZINTERSTORE destination numkeys key key …] 计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 destination 中
6 ZLEXCOUNT key min max 在有序集合中计算指定字典区间内成员数量
7 [ZRANGE key start stop WITHSCORES] 通过索引区间返回有序集合指定区间内的成员
8 [ZRANGEBYLEX key min max LIMIT offset count] 通过字典区间返回有序集合的成员
9 [ZRANGEBYSCORE key min max WITHSCORES] [LIMIT] 通过分数返回有序集合指定区间内的成员
10 ZRANK key member 返回有序集合中指定成员的索引
11 [ZREM key member member …] 移除有序集合中的一个或多个成员
12 ZREMRANGEBYLEX key min max 移除有序集合中给定的字典区间的所有成员
13 ZREMRANGEBYRANK key start stop 移除有序集合中给定的排名区间的所有成员
14 ZREMRANGEBYSCORE key min max 移除有序集合中给定的分数区间的所有成员
15 [ZREVRANGE key start stop WITHSCORES] 返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到低
16 [ZREVRANGEBYSCORE key max min WITHSCORES] 返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序
17 ZREVRANK key member 返回有序集合中指定成员的排名，有序集成员按分数值递减(从大到小)排序
18 ZSCORE key member 返回有序集中，成员的分数值
19 [ZUNIONSTORE destination numkeys key key …] 计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中
20 [ZSCAN key cursor MATCH pattern] [COUNT count] 迭代有序集合中的元素（包括元素成员和元素分值）

各个数据类型应用场景：

类型 简介 特性 场景
String(字符串) 二进制安全 可以包含任何数据,比如jpg图片或者序列化的对象,一个键最大能存储512M —
Hash(字典) 键值对集合,即编程语言中的Map类型 适合存储对象,并且可以像数据库中update一个属性一样只修改某一项属性值(Memcached中需要取出整个字符串反序列化成对象修改完再序列化存回去) 存储、读取、修改用户属性
List(列表) 链表(双向链表) 增删快,提供了操作某一段元素的API 1,最新消息排行等功能(比如朋友圈的时间线) 2,消息队列
Set(集合) 哈希表实现,元素不重复 1、添加、删除,查找的复杂度都是O(1) 2、为集合提供了求交集、并集、差集等操作 1、共同好友 2、利用唯一性,统计访问网站的所有独立ip 3、好友推荐时,根据tag求交集,大于某个阈值就可以推荐
Sorted Set(有序集合) 将Set中的元素增加一个权重参数score,元素按score有序排列 数据插入集合时,已经进行天然排序 1、排行榜 2、带权重的消息队列

Redis HyperLogLog

Redis 在 2.8.9 版本添加了 HyperLogLog 结构。

Redis HyperLogLog 是用来做基数统计的算法，HyperLogLog 的优点是，在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定 的、并且是很小的。

在 Redis 里面，每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基 数。这和计算基数时，元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。

但是，因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数，而不会储存输入元素本身，所以 HyperLogLog 不能像集合那样，返回输入的各个元素。

什么是基数?

比如数据集 {1, 3, 5, 7, 5, 7, 8}， 那么这个数据集的基数集为 {1, 3, 5 ,7, 8}, 基数(不重复元素)为5。 基数估计就是在误差可接受的范围内，快速计算基数。

实例

以下实例演示了 HyperLogLog 的工作过程：

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redis 127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "redis"

1) (integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "mongodb"

1) (integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "mysql"

1) (integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> PFCOUNT runoobkey

(integer) 3

Redis HyperLogLog 命令

下表列出了 redis HyperLogLog 的基本命令：

序号 命令及描述
1 [PFADD key element element …] 添加指定元素到 HyperLogLog 中。
2 [PFCOUNT key key …] 返回给定 HyperLogLog 的基数估算值。
3 [PFMERGE destkey sourcekey sourcekey …] 将多个 HyperLogLog 合并为一个 HyperLogLog

Redis 命令

Redis 命令用于在 redis 服务上执行操作。

要在 redis 服务上执行命令需要一个 redis 客户端。Redis 客户端在我们之前下载的的 redis 的安装包中。

语法

Redis 客户端的基本语法为：

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$ redis-cli

实例

以下实例讲解了如何启动 redis 客户端：

启动 redis 服务器，打开终端并输入命令 redis-cli，该命令会连接本地的 redis 服务。

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$ redis-cli
redis 127.0.0.1:6379>
redis 127.0.0.1:6379> PING

PONG

在以上实例中我们连接到本地的 redis 服务并执行 PING 命令，该命令用于检测 redis 服务是否启动。

在远程服务上执行命令

如果需要在远程 redis 服务上执行命令，同样我们使用的也是 redis-cli 命令。

语法

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$ redis-cli -h host -p port -a password

实例

以下实例演示了如何连接到主机为 127.0.0.1，端口为 6379 ，密码为 mypass 的 redis 服务上。

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$redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a "mypass"
redis 127.0.0.1:6379>
redis 127.0.0.1:6379> PING

PONG

有时候会有中文乱码。

要在 redis-cli 后面加上 --raw

1
redis-cli --raw

就可以避免中文乱码了。

Redis 键(key)

Redis 键命令用于管理 redis 的键。

语法

Redis 键命令的基本语法如下：

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redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME

实例

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redis 127.0.0.1:6379> SET runoobkey redis
OK
redis 127.0.0.1:6379> DEL runoobkey
(integer) 1

在以上实例中 DEL 是一个命令， runoobkey 是一个键。 如果键被删除成功，命令执行后输出 (integer) 1，否则将输出 (integer) 0

Redis keys 命令

下表给出了与 Redis 键相关的基本命令：

序号 命令及描述
1 DEL key 该命令用于在 key 存在时删除 key。
2 DUMP key 序列化给定 key ，并返回被序列化的值。
3 EXISTS key 检查给定 key 是否存在。
4 EXPIRE key seconds 为给定 key 设置过期时间，以秒计。
5 EXPIREAT key timestamp EXPIREAT 的作用和 EXPIRE 类似，都用于为 key 设置过期时间。 不同在于 EXPIREAT 命令接受的时间参数是 UNIX 时间戳(unix timestamp)。
6 PEXPIRE key milliseconds 设置 key 的过期时间以毫秒计。
7 PEXPIREAT key milliseconds-timestamp 设置 key 过期时间的时间戳(unix timestamp) 以毫秒计
8 KEYS pattern 查找所有符合给定模式( pattern)的 key 。
9 MOVE key db 将当前数据库的 key 移动到给定的数据库 db 当中。
10 PERSIST key 移除 key 的过期时间，key 将持久保持。
11 PTTL key 以毫秒为单位返回 key 的剩余的过期时间。
12 TTL key 以秒为单位，返回给定 key 的剩余生存时间(TTL, time to live)。
13 RANDOMKEY 从当前数据库中随机返回一个 key 。
14 RENAME key newkey 修改 key 的名称
15 RENAMENX key newkey 仅当 newkey 不存在时，将 key 改名为 newkey 。
16 [SCAN cursor MATCH pattern] [COUNT count] 迭代数据库中的数据库键。
17 TYPE key 返回 key 所储存的值的类型。

Redis 事务

Redis 事务可以一次执行多个命令， 并且带有以下三个重要的保证：

  • 批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。
  • 收到 EXEC 命令后进入事务执行，事务中任意命令执行失败，其余的命令依然被执行。
  • 在事务执行过程，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：

  • 开始事务。
  • 命令入队。
  • 执行事务。

实例

以下是一个事务的例子， 它先以 MULTI 开始一个事务， 然后将多个命令入队到事务中， 最后由 EXEC 命令触发事务， 一并执行事务中的所有命令：

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redis 127.0.0.1:6379> MULTI
OK

redis 127.0.0.1:6379> SET book-name "Mastering C++ in 21 days"
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> GET book-name
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> SADD tag "C++" "Programming" "Mastering Series"
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS tag
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) "Mastering C++ in 21 days"
3) (integer) 3
4) 1) "Mastering Series"
   2) "C++"
   3) "Programming"

单个 Redis 命令的执行是原子性的，但 Redis 没有在事务上增加任何维持原子性的机制，所以 Redis 事务的执行并不是原子性的。

事务可以理解为一个打包的批量执行脚本，但批量指令并非原子化的操作，中间某条指令的失败不会导致前面已做指令的回滚，也不会造成后续的指令不做。

这是官网上的说明 From redis docs on transactions:

It’s important to note that even when a command fails, all the other commands in the queue are processed – Redis will not stop the processing of commands.

比如：

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redis 127.0.0.1:7000> multi
OK
redis 127.0.0.1:7000> set a aaa
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set b bbb
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set c ccc
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> exec
1) OK
2) OK
3) OK

如果在 set b bbb 处失败，set a 已成功不会回滚，set c 还会继续执行。

Redis 事务命令

下表列出了 redis 事务的相关命令：

序号 命令及描述
1 DISCARD 取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。
2 EXEC 执行所有事务块内的命令。
3 MULTI 标记一个事务块的开始。
4 UNWATCH 取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。
5 [WATCH key key …] 监视一个(或多个) key ，如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断。

Redis 脚本

Redis 脚本使用 Lua 解释器来执行脚本。 Redis 2.6 版本通过内嵌支持 Lua 环境。执行脚本的常用命令为 EVAL。

语法

Eval 命令的基本语法如下：

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redis 127.0.0.1:6379> EVAL script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

实例

以下实例演示了 redis 脚本工作过程：

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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 脚本命令

下表列出了 redis 脚本常用命令：

序号 命令及描述
1 [EVAL script numkeys key key …] arg [arg …] 执行 Lua 脚本。
2 [EVALSHA sha1 numkeys key key …] arg [arg …] 执行 Lua 脚本。
3 [SCRIPT EXISTS script script …] 查看指定的脚本是否已经被保存在缓存当中。
4 SCRIPT FLUSH 从脚本缓存中移除所有脚本。
5 SCRIPT KILL 杀死当前正在运行的 Lua 脚本。
6 SCRIPT LOAD script 将脚本 script 添加到脚本缓存中，但并不立即执行这个脚本。

Redis 发布订阅

Redis 发布订阅 (pub/sub) 是一种消息通信模式：发送者 (pub) 发送消息，订阅者 (sub) 接收消息。

Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。

下图展示了频道 channel1 ， 以及订阅这个频道的三个客户端 —— client2 、 client5 和 client1 之间的关系：

image-20240528195548993

有新消息通过 PUBLISH 命令发送给频道 channel1 时， 这个消息就会被发送给订阅它的三个客户端：

image-20240528195603572

实例

以下实例演示了发布订阅是如何工作的，需要开启两个 redis-cli 客户端。

在我们实例中我们创建了订阅频道名为 runoobChat:

第一个 redis-cli 客户端

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(base) sv@sv-NF5280M5:/home/sv/pengeHome/cppzmq-master/zmq_demo/bin$  redis-cli
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE runoobChat
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "runoobChat"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "runoobChat"
3) "Redis PUBLISH test"
1) "message"
2) "runoobChat"

第二个 redis-cli 客户端

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127.0.0.1:6379> PUBLISH runoobChat "Redis PUBLISH test"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PUBLISH runoobChat "Learn redis by runoob.com"
(integer) 1

Redis 发布订阅命令

下表列出了 redis 发布订阅常用命令：

序号 命令及描述
1 [PSUBSCRIBE pattern pattern …] 订阅一个或多个符合给定模式的频道。
2 [PUBSUB subcommand argument [argument …]] 查看订阅与发布系统状态。
3 PUBLISH channel message 将信息发送到指定的频道。
4 [PUNSUBSCRIBE pattern [pattern …]] 退订所有给定模式的频道。
5 [SUBSCRIBE channel channel …] 订阅给定的一个或多个频道的信息。
6 [UNSUBSCRIBE channel [channel …]] 指退订给定的频道。

实战

地理位置定位功能

Spring Data Redis 实现地理位置定位功能

Spring Data Redis 提供了非常便捷的地理位置定位功能。通过 Redis 的地理空间命令，我们可以轻松地管理用户的位置信息并查询附近的用户。本文将详细介绍如何在 Spring Boot 项目中使用 Spring Data Redis 实现这一功能。

1、引入依赖

首先，在 pom.xml 文件中添加 Spring Data Redis 依赖：

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<dependency>  
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>  
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>  
</dependency>

这将引入 Spring Data Redis 的相关库，帮助我们简化与 Redis 交互的地理位置操作。

2、更新用户位置信息

我们需要编写一个接口来更新用户的位置信息。接口接收用户的经纬度信息并将其存储到 Redis 中，方便后续的地理位置查询。

  • 参数说明：
    • userId：要更新位置信息的用户 ID。
    • longitude：用户的经度。
    • latitude：用户的纬度。

代码示例：

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import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.geo.Point;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 更新用户位置信息
    @PostMapping("/{userId}/location")
    public void updateUserLocation(@PathVariable long userId, 
                                   @RequestParam double longitude, 
                                   @RequestParam double latitude) {
                                   
        String userLocationKey = "user_location";
        // 使用 Redis 的地理位置操作对象，将用户的经纬度信息添加到指定的 key 中
        redisTemplate.opsForGeo().add(userLocationKey, 
                                new Point(longitude, latitude), userId);
    }
}

在这个接口中，我们使用了 RedisTemplate.opsForGeo() 的 add 方法，将用户的经纬度信息与用户 ID 关联，并存储到 Redis 中的 user_location 键下。

3、获取附近的人

接下来，我们编写一个接口来查询指定用户附近的其他用户。这个接口接收用户 ID、用户的经纬度以及查询半径，返回指定范围内的其他用户。

  • 参数说明：
    • userId：当前查询用户的 ID。
    • longitude：查询中心点的经度。
    • latitude：查询中心点的纬度。
    • radius：查询范围的半径（千米为单位）。

代码示例：

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import org.springframework.data.geo.*;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 获取附近的人
    @GetMapping("/{userId}/nearby")
    public List<Object> getNearbyUsers(@PathVariable long userId, 
                                       @RequestParam double longitude, 
                                       @RequestParam double latitude, 
                                       @RequestParam double radius) {
                                       
        String userLocationKey = "user_location";
        Distance distance = new Distance(radius, Metrics.KILOMETERS);
        Circle circle = new Circle(new Point(longitude, latitude), distance);
        
        // 使用 Redis 的地理位置操作对象，在指定范围内查询附近的用户位置信息
        GeoResults<GeoLocation<Object>> geoResults = redisTemplate
                                            .opsForGeo()
                                            .radius(userLocationKey, circle);
                                            
        List<Object> nearbyUsers = new ArrayList<>();
        for (GeoResult<GeoLocation<Object>> geoResult : geoResults.getContent()) {
            Object memberId = geoResult.getContent().getName();
            // 排除查询用户本身
            if (!memberId.equals(userId)) {
                nearbyUsers.add(memberId);
            }
        }
        return nearbyUsers;
    }
}

在这个接口中，我们使用 RedisTemplate.opsForGeo().radius() 方法查询指定半径内的用户位置，返回符合条件的用户列表。

重要的类和属性解释：

  • Distance：Spring Data Redis 提供的距离类，用于指定查询的半径。在此示例中，我们使用 Metrics.KILOMETERS 表示以千米为单位。
  • Circle：表示一个圆形区域，定义了查询的中心点和查询半径。
  • GeoResults：存储查询结果的集合，包含所有符合条件的用户及其位置信息。

通过遍历 GeoResults，我们可以获取附近用户的 ID，并排除当前用户自己。

4、完整代码

为了简化代码演示，我们将所有代码集中在 UserController 中。在实际项目中，建议将业务逻辑转移到 Service 层中，以提高代码的可维护性和可扩展性。

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import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.geo.*;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 更新用户位置信息
    @PostMapping("/{userId}/location")
    public void updateUserLocation(@PathVariable long userId, 
                                   @RequestParam double longitude, 
                                   @RequestParam double latitude) {
                                   
        String userLocationKey = "user_location";
        // 使用 Redis 的地理位置操作对象，将用户的经纬度信息添加到指定的 key 中
        redisTemplate.opsForGeo().add(userLocationKey, 
                                new Point(longitude, latitude), userId);
    }

    // 获取附近的人
    @GetMapping("/{userId}/nearby")
    public List<Object> getNearbyUsers(@PathVariable long userId, 
                                       @RequestParam double longitude, 
                                       @RequestParam double latitude, 
                                       @RequestParam double radius) {
                                       
        String userLocationKey = "user_location";
        Distance distance = new Distance(radius, Metrics.KILOMETERS);
        Circle circle = new Circle(new Point(longitude, latitude), distance);
        
        // 使用 Redis 的地理位置操作对象，在指定范围内查询附近的用户位置信息
        GeoResults<GeoLocation<Object>> geoResults = redisTemplate
                                            .opsForGeo()
                                            .radius(userLocationKey, circle);
                                            
        List<Object> nearbyUsers = new ArrayList<>();
        for (GeoResult<GeoLocation<Object>> geoResult : geoResults.getContent()) {
            Object memberId = geoResult.getContent().getName();
            // 排除查询用户本身
            if (!memberId.equals(userId)) {
                nearbyUsers.add(memberId);
            }
        }
        return nearbyUsers;
    }
}

总结

  • Spring Data Redis 提供了对 Redis 地理空间命令的简单封装，允许我们轻松管理用户位置，并实现附近用户的查询功能。
  • 在面试中，提到 Redis 的 Geo 命令（如 GEOADD、GEORADIUS 等）可以帮助你展示出对 Redis 的深入理解，超越了简单的 SET、GET 操作。
  • 实现跨用户位置的精确查询对于地理位置相关的应用（如外卖、打车等）非常实用，希望本文能够帮助大家更好地理解这一功能。