Redis学习笔记

1、Redis安装目录

• redis-benchmark：性能测试工具

• redis-check-aof：修复有问题的aof文件

• redis-check-rdb：修复有问题的rdb文件

• redis-sentinel：redis集群使用，启动哨兵

• redis-server：redis启动命令

• redis-cli：客户端，操作入口

2、redis相关知识

1. redis有16个库，类似数组下标从开始，初始默认==0号数据库==

2. 使用 “select 数据库编号” 切换数据库，例如：select 1

3. dbsize:查看当前数据库key的数量

4. flushdb：清空当前数据库所有key

5. flushall：清空所有数据库所有key

6. redis是单线程 + 多路IO复用

2、Key的操作

3、基本数据类型

1、String

String类型是一个二进制安全的，意味着Redis的String类型可以储存任何类型的数据

String类型是Redis中最常用的类型，其Value最多可以存储==512M==

2、List

List是一个简单的字符串列表

底层是双向链表

3、Set

Set提供的功能与List列表相似，但与之不同的是Set可以自动排重

1. 添加：sadd key value

2. 查看所有元素：smembers key

3. 查看集合是否有某个元素：sismember key elem

4. 查看集合的元素个数：scard key

5. 删除元素：srem key elem1 elem2 …

6. 两个集合的差集：sdiff key1 key2（key1中的，不包含key2中的）

7. 两个集合的交集：sinter key1 key2

8. 两个集合的并集：sunion key1 key2

9. 随机从集合中弹出n个值：spop key count

10. 从集合1将值移动到集合2中：smove key1 key2 elem

4、Hash

5、Zset

Zset与Set相似，区别为Zset是一个有序的不重复的列表

之所以是有序，就是因为每个元素成员关联了一个评分（score）,这个评分用来按照从低分到高分的方式排序集合中的成员。

==集合中的成员是唯一的，但分数是可以重复的。==

 

Zset的底层类似于hash<String,Double>,列表的member就是hash的key,列表的score就类似于hash的value

Zset的底层还是一个跳跃表

1. 添加：zadd key1 score1 value1 key2 score2 value2 …

2. 显示集合中的元素：zrange key start end ,例如：zrange users 0 -1

3. 显示集合中的元素并带上分数：zrange key start end withscores

4. 根据分数范围显示元素并带上分数：zrangebysocre key min max withscores

5. 元素从大到小排序并显示分数：zrevrangebyscore key max min withscores

6. 分数增加：zincrby key increment member

7. 删除元素：zrem key member1 member2 …

8. 根据分数范围统计个数：zcount key min max

9. 返回指定成员的排名：zrank key member

4、Redis配置

5、Redis发布订阅

redis发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式：发布者(pub)发布消息，订阅者(sub)订阅消息

redis客户端可以订阅任意数据的频道

1. 订阅频道：subscribe channel [channel …]

2. 发布消息：publish channel message

3. 退订频道：unsubscribe channel [channel …]

6、新数据类型

1、Bitmaps

Bitmaps本身并不是新的数据类型，底层就是key-value形式的字符串

它是对字符串进行位操作，正因为它是操作位的，所以它的==value只有0和1==

1. 设置值：setbit key offset value

2. 取值：getbit key offset

3. 统计个数：bitcount key [start end]

3、Geospatial

对地理位置和经纬度的操作，能通过添加地理位置实现地理位置的直线距离

1. 添加：geoadd key longitude latitude member [longitude latitude member …]

2. 获取：geopos key member [member …]

3. 获取地理位置的直线距离：geodist key member1 member2 [m|km|ft|mi]

4. 给定以经纬度为中心，指定半径内所有的地理位置：georadius key longitude latitude radius [m|km|ft|mi]

7、Jedis操作Redis

8、SpringBoot集成Redis

1、导入依赖

 <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
 </dependency>
 ​
 <!--SpringBoot 2.x集成redis所用的连接池-->
 <dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
 </dependency>

2、application.yml配置

 spring:
   redis:
     host: 主机ip
     port: 端口
     timeout: 超时时间（毫秒）
     lettuce:
       pool:
         # 最大连接数
         max-active: 20
         # 最大阻塞等待时间（负数表示没有限制）
         max-wait: -1
         # 连接池最大空闲连接
         max-idle: 5
         # 连接池最小空闲连接
         min-idle: 0

3、config配置类

 import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;
 import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonTypeInfo;
 import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;
 import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
 import com.fasterxml.jackson.databind.jsontype.impl.LaissezFaireSubTypeValidator;
 import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
 import org.springframework.context.annotation.Bean;
 import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
 import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
 import org.springframework.data.redis.serializer.Jackson2JsonRedisSerializer;
 import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
 ​
 @Configuration
 @EnableCaching
 public class RedisConfig {
 ​
     @Bean
     public RedisTemplate<String,Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory){
 ​
         RedisTemplate<String,Object> template = new RedisTemplate<>();
         template.setConnectionFactory(factory);
 ​
         //采用json序列化并对其作出配置
         Jackson2JsonRedisSerializer<Object> jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer<Object>(Object.class);
         ObjectMapper om = new ObjectMapper();
         om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
         //该方法是指定序列化输入的类型，就是将数据库里的数据安装一定类型存储到redis缓存中。
         om.activateDefaultTyping(LaissezFaireSubTypeValidator.instance,
                 ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL,
                 JsonTypeInfo.As.WRAPPER_ARRAY);
         //完成配置，放在jackson2JsonRedisSerializer序列化中
         jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
 ​
 ​
         //创建一个String类型的序列化对象
         StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
 ​
         //key采用String的序列化方式
         template.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
         //value采用上面定义的json序列化方式
         template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
         //hash采用上面定义的json序列化方式
         template.setHashKeySerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
         //hash的value采用上面定义的json序列化方式
         template.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
         template.afterPropertiesSet();
 ​
         return template;
     }
 }

9、Redis事务

redis事务是一个单独的隔离操作，事务中的所有命令都会序列化，按顺序执行。

事务在执行过程中不会被打断

redis事务最主要的作用就是==串联多个命令，防止别的命令插队==

1、Multi、Exec、Discard

输入multi开始，后面输入的命令会放入队列中，但命令不会执行。直到输入exec,命令会按顺序执行。

组队过程中可以通过discard放弃组队

 192.168.40.128:6380> multi
 OK
 192.168.40.128:6380> set age 21
 QUEUED
 192.168.40.128:6380> set name zhangsan
 QUEUED
 192.168.40.128:6380> incr age
 QUEUED
 192.168.40.128:6380> exec
 1) OK
 2) OK
 3) (integer) 22

==注意：redis的事务并不保证原子性，执行过程中有执行错误的命令并不影响其它命令执行成功==

2、WATCH key [key …]

watch与multi配合使用可以实现乐观锁

通过watch命令，我们可以在执行multi之前监视一个或多个key。==当事务执行之前，这些key如果被其它命令改动，那么事务将被打断。==

3、UNWATCH key

取消对key的监视

4、秒杀案列实现

1、centos7安装ab压力测试工具

 yum install httpd-tools

2、命令

 ab -n 1000 -c 100 -p /opt/postfile -T application/x-www-form-urlencoded http://192.168.182.1:8080/seckill/start/0101/6

 ab -n 1000 -c 100  http://192.168.182.1:8080/lock/

10、Redis持久化

1、RDB

RDB(Redis Database):在指定时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，也就是行话讲的Snapshot快照，它恢复时是将快照文件直接读取到内存

 

RDB的缺点：==最后一次持久化的数据可能丢失==

2、AOF

AOF(Append Only File)：以日志的形式记录每个写操作（增量保存），将Redis执行过所有写操作的命令记录下来（读操作不记录）。只需追加文件，但不可以改文件。但redis重启之后，就会根据日志文件的内容将写指令从前到后执行一次，以完成数据的恢复操作。

 

注意：AOF默认是不开启的，当AOF和RDB同时开启时，Redis是默认使用AOF。

AOF不会照成数据的丢失

11、主从复制

优势：1.读写分离，性能扩展

2.容灾快速恢复

1、主从复制配置文件需要修改的属性

多个配置文件有相同内容时，可以选择用：==include redis.conf==命令导入文件作为相同的内用，不同的内容再做覆盖

 pidfile: 进程文件
 port: 端口
 dir: redis安装目录
 dbfilename: rdb文件名
 logfile: 日志文件路径
 replicaof: 从机

示例：

 port 6379
 pidfile /var/run/redis_6379.pid
 logfile "/usr/local/bin/log/redis6379.log"
 dbfilename dump6379.rdb
 dir "/usr/local/bin"

2、查看是主机还是从机的命令

 info replication

3、配从（库）不配主（库）

1、使用命令配置

 slaceof 主机ip 端口

2、在配置文件配置

 replicaof 主机ip 端口

4、主从复制原理

从服务器：当从服务器连接到主服务器时，它会向主服务器发送要进行数据同步的消息

主服务器：当接收到从服务器发送过来的数据同步消息后，主服务器会把数据持久化到rdb文件，再把rdb文件发送给从服务器，从服务器再读取rdb文件进行数据同步。

之后每次主服务器进行写操作的时候，会和从服务器进行数据同步。

12、薪火相传和反客为主

1、薪火相传

原理：从服务器下还可以允许有从服务器

缺点：但某个从服务器节点挂掉以后，它下面的从服务器不能直接跟主服务器先连

2、反客为主

原理：但主服务器挂掉以后，从服务器可以自动上位做主服务器

1、在从机上输入命令：

 slaveof no one

13、哨兵模式

作用：能监视Redis服务是否宕机，如果主服务器宕机，哨兵会通过投票机制选出一台主服务器

==原主机重启后会变成从机==

1、创建sentonel.conf配置文件，内容如下

sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6380 1

1. sentinel：代表哨兵

2. monitor：监视

3. myredis：为监控对象起的服务名称

4. 127.0.0.1：主服务器ip

5. 6380：主服务器端口号

6. 1：至少有多少个哨兵同意迁移的数量

2、启动哨兵命令：redis-sentinel sentinel.conf

3、哨兵选举服务器规则：

1. 选择优先级靠前的

2. 选择偏移量最大的

3. 选择runid最小的服务器

优先级在redis.conf中默认:replica-priority 100,值越小，优先级越高

偏移量：从服务器数据与主服务器数据的相似度，相似度越高，偏移量越大

runid：每个redis实例启动后都会随机生成一个40位的runid

4、Java连接哨兵模式的redis：只需要连哨兵启动的端口

14、Redis集群

问题：在主从模式，薪火相传模式中，主机宕机，导致ip地址发生变化，应用配置中需要修改对应的主机、端口

解决：在Redis3.0中提供了解决方案。就是无中心化集群配置。

1、Redis cluster 配置修改

1. 打开集群模式：cluster-enabled yes

2. 设置节点配置文件：cluster-config-file nodes-6379.conf

3. 设置节点失联时间，超过该时间（毫秒），集群自动进行主从切换：cluster-node-timeout 15000

2、将所有节点合成一个集群

组合之前，请确保所有redis实例启动成功后，nodes-xxxx.conf都生成正常。

1. 进入redis原安装目录的src文件目录下：cd /opt/redis-6.0.6/src/

2. 组合命令：redis-cli –cluster create –cluster-replicas 1 主机ip1:端口号1 主机ip2:端口号2 [主机ip3:端口号3 …]

   • -replicas 1 ：采用最简单的方式配置集群，一台主机，一台从机

   • 注意：主机ip不能用127.0.0.1

3. 连接客户端时要以集群的方式连接，加上==-c==：redis-cli -c -h 主机ip -p 端口号

4. 查看节点中的信息：cluster nodes

5. 查看key的插槽值：cluster keyslot key

6. 查看插槽有多少个key：cluster countkeysinslot 插槽值，==注意：只能看自己主机插槽范围的==

7. 返回插槽中指定数量的key：cluster getkeysinslot 插槽值 count

==集群启动后，会显示集群一共有多少插槽。==

==每台主机分配有固定的插槽个数，redis会根据特定的算法算出key存放在哪台主机的插槽==

集群中批量添加问题：

在集群中，如果我们使用过去的方法：mset key1 value1 [key2 value2 …]来批量添加key，这时我们会发现报错。

原因：多个key的插入集群无法根据多个key来计算插槽

解决：我们可以使用组的方式进行插入，示例：mset id{user} 1 name{user} zhangsan age{user} 23

故障恢复：

1、如果某个主节点挂掉，它的从节点会变成主机。我们通过配置文件再次启动挂掉的节点，这时候这个节点会变成从机。

2、但某一段插槽的主从都挂掉：

• redis.conf配置文件中的参数：cluster-require-full-coverage

• 如果cluster-require-full-coverage为yes时，那么整个集群都挂掉。

• 如果cluster-require-full-coverage为no时，该插槽数据全部不能用，也无法储存。但其它插槽都可以用。

15、Java使用Redis集群

 public static void main(String[] args) {
     // 连接集群中任意一台服务器
     HostAndPort hostAndPort = new HostAndPort("192.168.0.1",6379);
     JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(hostAndPort);
     String value = jedisCluster.set("key","value");
     jedisCluster.close();
 }

16、缓存穿透

问题描述：当对一个不存在的数据进行大量的访问时，在redis里面拿不到，那么就会访问数据库获取，数据库查询为空则不进行缓存。这导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查，最终导致数据库压力变大甚至奔溃。

解决：

1. 对空值进行缓存：在数据库不存在，把null在redis进行缓存，并设置个过期时间，最长不超过5分钟。

2. 设置可访问的白名单：用bitmaps设置一个白名单，用id作为bitmaps的偏移量，每次访问与bitmaps的id进行比较，如果不存在，则进行拦截，不允许访问。

3. 采用布隆过滤器：

4. 进行实时监控：当发现redis的命中率开始急速降低，需要排查访问对象和访问数据，和运维人员配合，设置黑名单限制服务。

17、缓存击穿

问题描述：但redis中某个热门的key过期了，但有大量的请求访问这个key，这时候，redis中无法命中，所以这大量的请求落到了数据库上，给数据库照成压力。

解决：

1. 预先设置热门数据：将一些热门数据提前存入redis中，加大这些热门数据key的时长。

2. 实时调整：现场监控哪些数据热门，实时调整key的过期时间。

3. 使用锁：缓存失效的时候（判断拿出来的值为），不是立即去load db。而是设置锁，过一段时间再访问。

18、缓存雪崩

问题：在极少时间段，大量key集中过期的情况，请求的访问落到数据库，照成数据库奔溃。

解决：

1. 构建多级缓存架构：Nginx缓存 + Redis缓存 + 其它缓存（ehcache缓存等）

2. 使用锁或队列：使用加锁和队列方式保证不会有大量的访问，但效率也会变低。

3. 设置过期标志更新缓存：记录缓存数据是否过期（设置提前量），如果过期会触发通知另外线程在后台去更新实际key的缓存。

4. 将缓存失效的时间分开：比如在原来的失效时间的基础上增加一个随机值，比如随机1-5分钟。

19、Redis分布式锁

1、分布式锁必须满足的4个条件

1. 互斥性：任意时刻，只能有一个客户端持有锁。

2. 不会发生死锁：即使一个客户端在持有锁的时候发生奔溃无法释放锁，也能保证其它客户端能正常加锁

3. 解铃还须系铃人：加锁和解锁必须是同一个客户端，客户端自己不能把别人的锁给解了。

4. 加锁和解锁必须具有原子性

20、Redis6.0新功能

1、ACL

设置哪些命令的操作权限

2、IO多线程

3、工具支持Cluster