Redis学习笔记

redis的基本概念

Redis是一款由c语言编写的开源的基于键值对存储数据的非关系型数据库。redis的数据类型有字符串（str）、列表（list）、哈希（hash）、集合（set）、有序集合（sorted set）。一个redis服务默认有16个数据库，序号为0-15。

redis部署

拉取镜像：docker pull redis
启动容器：docker run -d --name myredis -p 6379:6379 -v /my/local/data:/data --restart always -e REDIS_PASSWORD=mypassword redis:latest
其中6379为redis默认的端口号，-v 是设置挂载，将主机上的目录 /my/local/data 挂载到容器内的 /data 目录。这通常用于持久化数据。–restart always: 这个选项配置了容器的重启策略。always 表示无论容器因何种原因停止，Docker 都会自动重新启动它。-e REDIS_PASSWORD=mypassword: 这个选项设置了一个环境变量 REDIS_PASSWORD，其值为 mypassword。这通常用于配置 Redis 的密码认证。

进入redis-cli：docker exec -it myredis redis-cli --raw ,–raw 指令是是为了正常展示中文。
验证服务是否成功启动：在redis-cli界面输入 ping，如果返回pong,则表示服务成功启动。

数据类型介绍

字符串类型（String）：
在 Redis 中以二进制保存，没有编码和解码的过程。无论存入的是字符串、整数、浮点类型都会以字符串写入。字符串类型的值最多可以容纳的数据长度是 512M。
列表类型（List）：
元素可以重复，元素是有索引号的，有先后顺序。列表中的每个元素都是一个字符串。
集合类型（Set）：
元素是不可重复的，元素没有索引号，没有先后顺序。集合中的元素也是字符串类型。
散列类型（Hash）：
值由多个键值对组成。每个键值对中的键和值都是字符串类型。
有序集合类型（Zset/Sorted Set）：
元素不可重复，每个元素有索引号，还有一个分数值，可以根据分数进行排序。

Redis的基本操作

【键操作】
查看所有键：执行命令 keys * ,该命令会返回当前数据库中的所有键。
统计键的数量：dbsize,返回当前数据库中的键数量。
判断键是否存在：exists key ,键存在返回1，不存在返回0。
查看指定键的类型：type key_name,返回指定键的类型。

【字符串操作】
设置键值：set key value，如果key不存在，则新建key设置对应的值；如果key存在，便是更新key对应的值。
批量设置键值：mset key1 value1 key2 value2 …，批量设置键值对。
删除指定的键：del key_name1 key_name2 …,删除指定的key。
移动key到指定库：move key_name 2，可以将指定的key移动到编号为2的数据库。
获取指定键值：get key_name,返回指定键的值。
批量获取键值：mget key_name1 key_name2 …,批量返回键值。
设置字符串为数值的键递增或是递减：incr key 让key的值在原有基础+1；decr key的值在原有基础-1。 注意！key的值需要为数值。
设置键值的过期时间： set key value ex 5，该命令表示设置的值会在5s后失效。ex是设置失效时间为秒，如果是px，则是毫秒。

【列表操作】
将值插入列表头部：lpush list_name value1 value2 value3,在列表头部插入数据，插入后的顺序为 value3 value2 value1。
将值插入列表尾部：rpush list_name value1 value2 value3,在列表尾部插入数据，插入后的顺序为value1 value2 value3.
查看列表长度：llen list_name,返回指定列表的长度
查看列表所有元素：lrange list_name 0 -1 开始索引 结尾索引，返回指定索引的元素。
获取指定索引的元素：lindex list_name 1,返回索引为1的元素。
给指定索引设置元素：lset list_name 1 tom,给索引1的元素设置值为tom。
移除顶部元素并将移除的元素返回：lpop list_name，如果列表元素为空，则会返回nil。
移除尾部元素并将移除的元素返回：rpop list_name。
移除并获取列表顶部元素：blpop list_name 5,如果列表为空，就会一直等待列表有数据后（此时处于阻塞状态），才会将元素抛出；设置等待时间之后，超过设置的等待时间才会中断阻塞。
移除并获取尾部元素：brpop list_name 5。
保留指定索引的元素：ltrim mylist 0 2,截取指定索引的元素，其余元素均会被移除。
移除列表中与指定值相等的元素： lrem mylist count value,如果 count > 0，则从列表头部开始移除最多 count 个等于 value 的元素。如果 count < 0，则从列表尾部开始移除最多 |count| 个等于 value 的元素。如果 count = 0，则移除所有等于 value 的元素。

【集合操作】
创建集合： sadd myset 1 2 3，创建一个集合。
获取集合长度：scard myset，返回myset集合的长度。
获取所有元素：smembers myset,返回指定集合的所有元素。
判断元素是否属于集合：sismember myset 1,元素1属于集合myset返回1，不属于返回0。
移除元素：srem myset 1 2 3,移除集合中的指定元素。

【有序集合】
创建集合：zadd mysortset 0 tom 1 jak,创建有序集合需要给元素指定下标。
获取集合长度：zcard mysortset ,返回有序集合的长度。
获取所有元素：zrange mysortset 0 -1,返回指定索引的元素。
移除元素： zrem mysortset tom,移除指定的元素。

【hash】
设置字段值：hset key field value 命令用于设置哈希表中指定字段的值；hmset key field1 value1 [field2 value2 …] 命令可一次设置多个字段的值
获取字段值：hget key field 命令可获取哈希表中指定字段的值；hmget key field1 [field2 …] 命令可一次获取多个字段的值。
获取所有字段值：hgetall myhash ，命令可返回哈希表中所有字段及其对应的值
删除字段：hdel key field [field …] 命令可删除哈希表中的一个或多个字段。
获取字段数量：hlen key 命令可获取哈希表中字段的数量。

事务

概念：redis事务是通过将多个命令打包，然后一次性、按顺序执行。在事务执行期间，不会主动中断，服务器会在执行完事务中的所有命令之后，才会继续处理其他客户端的命令请求。事务可以保证数据的一致性和原子性，要么全部成功，要么全部回滚。

开启事务：使用 MULTI 命令开启一个事务，该命令会将 Redis 连接设置为事务模式。
执行命令：在事务中，按照需要执行一系列的 Redis 命令，包括数据的修改、删除等操作，这些命令将被缓存到事务队列中，但不会立即执行。
提交事务：使用 EXEC 命令提交事务，Redis 会按照事务中的命令顺序依次执行。
撤销事务：如果在执行事务过程中发生错误或者需要回滚操作，可以使用 DISCARD 命令来撤销事务，这将清空事务队列中的所有命令。

发布/订阅功能

概念：Redis 的发布/订阅机制是一种消息通信模式，允许发送者（发布者）发送消息到特定的频道，而接收者（订阅者）可以订阅一个或多个频道来接收消息。这种机制常用于实时消息系统、通知系统等场景
发布者代码：

import redis

def publish_message(channel, message):
    r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
    r.publish(channel, message)
    print(f"Message '{message}' published to channel '{channel}'")

if __name__ == "__main__":
    channel = "news"
    message = "Hello, Redis!"
    publish_message(channel, message)

订阅者代码：

import redis

def subscribe_to_channel(channel):
    r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
    pubsub = r.pubsub()
    pubsub.subscribe(channel)
    print(f"Subscribed to channel '{channel}'")
    
    for message in pubsub.listen():
        if message['type'] == 'message':
            print(f"Received message: {message['data'].decode('utf-8')}")

if __name__ == "__main__":
    channel = "news"
    subscribe_to_channel(channel)

持久化功能

RDB 持久化
原理：RDB 通过将 Redis 内存中的数据以二进制文件的形式保存到磁盘上。在指定的时间间隔内，对数据进行快照存储，生成一个包含当前数据库状态的文件。

AOF 持久化
原理：AOF 记录服务器接收到的每一个写操作命令，并将这些命令追加到文件的末尾。当 Redis 重启时，会读取 AOF 文件中的命令并重新执行，以此来恢复数据。

混合持久化（Hybrid Persistence）
原理：从 Redis 4.0 开始引入，结合了 RDB 和 AOF 的优点。在 Redis 启动时，优先使用 AOF 文件来恢复数据，如果没有 AOF 文件，则回退到 RDB 文件进行恢复。在运行过程中，同时记录 RDB 快照和 AOF 日志，当 AOF 日志过大时，会自动触发 AOF 重写，并将重写后的 AOF 文件作为新的数据恢复源

主从复制和集群

【Redis主从复制】
定义：Redis主从复制是指将一台Redis服务器（主节点）的数据，复制到一个或多个不同Redis服务器（从节点）。数据复制是单向的，只能由主节点到从节点

优点：实现数据冗余，提高数据可靠性；读写分离，提升系统性能；为主从复制和哨兵模式提供基础，保障高可用性。

缺点：主节点故障时，需手动切换从节点为新主节点，且故障恢复时间长；主节点写操作可能成为性能瓶颈；无法实现数据分片和负载均衡。

【Redis集群】
定义：Redis集群是一种通过将多个Redis节点连接在一起，以实现高可用性、数据分片和负载均衡的技术
优点：高可用性，任一节点故障不影响服务；数据分片，突破单节点内存限制，存储更大规模数据；负载均衡，分摊节点压力，提高响应能力。

缺点：配置管理相对复杂；数据迁移和扩容操作需谨慎处理，避免影响业务；可能存在数据分布不均等问题

                                                                                  学海无涯

原文地址：https://blog.csdn.net/Test_the_rookie/article/details/145285466

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