Redis是一个开源的内存数据库,可作为数据库、缓存、消息代理来使用。它支持如下数据类型:

  • string

  • hash

  • list

  • set

  • sorted set

并提供如基于区间的查询、bitmap、基数统计(hyperloglog)、基于半径的地理位置查询等功能。Redis内置支持数据复制、lua脚本、LRU(Least recently used)淘汰算法、事务(transaction)以及不同级别的数据持久化功能。

1. Redis简介

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统。Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。它通常被称为数据结构服务器,因为其支持的值类型可以是string、hash、list、set、sorted set等。

Redis优势

  • 性能极高: redis读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s

  • 丰富的数据类型

  • 原子操作: 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。

  • 丰富的特性: Redis还支持publish/subscribe、notification、key过期等特性

2. 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。例如:

127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
1) "loglevel"
2) "notice"

127.0.0.1:6379> CONFIG GET *
  1) "dbfilename"
  2) "dump.rdb"
  3) "requirepass"
  4) ""
  5) "masterauth"
  6) ""
  7) "unixsocket"
  ...

我们可以通过修改redis.conf配置文件,然后重启redis-server来使配置生效。也可以通过如下方式直接修改:

127.0.0.1:6379> CONFIG SET loglevel "notice"
OK
127.0.0.1:6379> CONFIG GET loglevel
1) "loglevel"
2) "notice"

3. Redis命令

这里我们将Redis命令归结为如下几类: 1) Redis数据库管理命令; 2) Redis键(key)操作命令; 3) Redis各数据类型操作命令; 4) Redis HyperLogLog操作命令; 5) Redis发布订阅; 6) Redis事务。 下面我们分这些类型分别进行讲解。

3.1 Redis客户端连接相关命令

1) Redis客户端连接命令

通过redis-cli可以远程连接redis服务器。例如:

# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a "mypass"
127.0.0.1:6379> ping
PONG

2) 验证密码是否正确

127.0.0.1:6379> auth "password"
OK

3) 打印字符串

127.0.0.1:6379> echo "hello,world"
"hello,world"

4) 切换数据库

127.0.0.1:6379> select 2
OK

5) 当前当前关闭连接

127.0.0.1:6379[2]> quit

3.2 Redis服务器命令

Redis服务器命令主要用于管理Redis服务。例如,我们可以通过如下方式获取Redis服务器的统计信息:

127.0.0.1:6379> info
# Server
redis_version:3.2.11
redis_git_sha1:00000000
redis_git_dirty:0
redis_build_id:97eb487d6f26f02a
redis_mode:standalone
os:Linux 3.10.0-514.el7.x86_64 x86_64
arch_bits:64
multiplexing_api:epoll
gcc_version:4.8.5
process_id:16518
run_id:3025e67d25d24431296d22e460a6f17802381621
....

关于Redis服务器相关命令还有很多,请参看如下列表:

db-redis-command

3.3 Redis键(key)操作命令

Redis键命令用于管理redis键。主要有如下:

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
5 EXPIREAT key timestamp: EXPIREAT的作用域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时间错(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的过期时间戳(unix timestamp)以毫秒计算
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将保持永久
11 PTTL key: 以毫秒为单位返回key的剩余过期时间
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改为newkey
16 TYPE key: 返回key所存储的值的类型

3.4 Redis字符串(string)操作命令

Redis字符串(string)数据类型的相关命令用于管理redis字符串值。主要有如下:

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所存储的字符串值,获取指定偏移量上的位(bit)
6 MGET key1[key2…]: 获取一个或多个给定key的值
7 SETBIT key offset value: 对key所存储的字符串值,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所存储的字符串值,从偏移量offset开始
11 STRLEN key: 返回key所存储的字符串值的长度
12 MSET key1 value1 [key2 value2 …]: 同时设置一个或多个key-value对
13 MSETNX key1 value1 [key2 value2 …]: 同时设置一个或多个key-value对,当且仅当所有给定key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那样以秒为单位
15 INCR key: 将key中存储的数字增1
16 INCRBY key increment: 将key所存储的值加上给定的增量值(increment)
17 INCRBYFLOAT key increment: 将key所存储的值加上给定的浮点增量值(increment)
18 DECR key: 将key中存储的数字值减1
19 DECRBY key decrement: 将key中存储的数字值减去给定的值(decrement)
20 APPEND key value: 如果key已经存在是一个字符串,APPEND命令将指定的value追加到该key原来值(value)的末尾

3.5 Redis哈希(Hash)操作命令

Redis哈希是一个string类型的field-value映射表,hash特别适合于存储对象。Redis中每个hash可以存储2^32-1个键值对。hash的使用示例如下:

127.0.0.1:6379> HMSET runoobkey name "redis tutorial" description "redis basic commands for caching" likes 20 visitors 23000
OK
127.0.0.1:6379> HGETALL runoobkey
1) "name"
2) "redis tutorial"
3) "description"
4) "redis basic commands for caching"
5) "likes"
6) "20"
7) "visitors"
8) "23000"

上面的实例中,我们设置了redis的一些描述信息(name、description、likes、visitors)到哈希表runoobkey中。

下面我们列出hash操作的一些命令:

序号 命令及描述          
1 HDEL key field1 [field2]: 删除一个或多个哈希表字段
2 HEXISTS key field: 查看哈希表key中指定的字段是否存在
3 HGET key field: 获取存储在哈希表key中指定字段的值
4 HGETALL key: 获取存储在哈希表key中所有的字段和值
5 HINCBY key field increment: 为哈希表key中指定字段的整数加上增量increment
6 HINCBYFLOAT key field increment: 为哈希表key中指定字段的浮点数值加上增量increment
7 HKEYS key: 获取所有哈希表中的字段
8 HLEN key: 获取哈希表中字段的数量
9 HMGET key field1 [field2 …]: 获取所有给定字段的值
10 HMSET key field1 value1 [field2 value2 …]: 同时将多个field-value(键值)对设置到哈希表key中
11 HSET key field value: 将哈希表key中的字段field的值设置为value
12 HSETNX key field value: 只有在field不存在时,设置哈希表字段的值
13 HVALS key: 获取哈希表key中的所有的值
14 HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]: 迭代哈希表中的键值对

3.6 Redis列表(List)操作命令

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)。一个列表最多可以包含2^32-1个元素。List使用示例如下:

127.0.0.1:6379> del runoobkey
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LPUSH runoobkey redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LPUSH runoobkey mysql
(integer) 2
127.0.0.1:6379> LPUSH runoobkey mongodb
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LRANGE runoobkey 0 10
1) "mongodb"
2) "mysql"
3) "redis"

下面我们列出List操作的一些命令:

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 key2 [key2] timeout: 移出并获取列表的最后一个元素,如果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: 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元素
5 LINSERT key BEFORE/AFTER pivot value: 在列表的元素前或后插入元素
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
9 LPUSHX key value: 将一个值插入到已存在的列表头部
10 LRANGE key start end: 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: 通过索引设置元素的值
13 LTRIM key start end: 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: 移除并获取列表最后一个元素
15 RPOPLPUSH source destination: 移除列表的最后一个元素,并将该元素添加到另外一个列表并返回
16 RPUSH key value1 [value2]: 在列表中添加一个或多个元素
17 RPUSHX key value: 为已存在的列表添加值

3.7 Redis集合(Set)操作命令

Redis的Set时String类型的无序集合。集合成员是唯一的,这就意味着集合中不能出现重复的元素。Redis中集合是通过哈希表实现的,所以添加、删除、查找的时间复杂度是O(1)。一个集合最多可以包含2^32-1个元素。Set使用示例如下:

127.0.0.1:6379> SADD runoobkey redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD runoobkey mongodb
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD runoobkey mysql
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD runoobkey mysql
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SMEMBERS runoobkey
1) "mysql"
2) "mongodb"
3) "redis"

下面我们列出Set操作的一些命令:

序号 命令及描述          
1 SADD key member1 [member2…]: 向集合添加一个或多个元素
2 SCARD key: 获取集合的成员数
3 SDIFF key1 [key2]: 返回给定所有集合的差集
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]: 返回所有给定集合的交集
6 SINTERSTORE destination key1 [key2]: 返回所有给定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集合中
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]: 返回所有给定集合的并集存储在destination中
15 SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]: 迭代集合中的元素

3.8 Redis有序集合(Sorted Set)操作命令

Redis有序集合和集合一样,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。 有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。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。这也是为了排序和查找性能做的优化。因此:

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)

集合是通过哈希表来实现的,所以添加、删除、查找的时间复杂度都是O(1)。一个集合最多可以包含2^32-1个元素。Sorted Set使用示例如下:

127.0.0.1:6379> ZADD runoobkey 1 redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD runoobkey 2 mongodb
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD runoobkey 3 mysql
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD runoobkey 3 mysql
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ZADD runoobkey 4 mysql
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ZRANGE runoobkey 0 10 WITHSCORES
1) "redis"
2) "1"
3) "mongodb"
4) "2"
5) "mysql"
6) "4"

下面我们列出Set操作的一些命令:

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,或者更新已存在的成员的分数
2 ZCARD key: 获得有序集合的成员数
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: 有序集合中指定成员的分数加上增量increment
5 ZINTERSTORE destination numkeys key1 [key…]: 计算给定的一个或多个有序集合的交集并存储在新的有序集合中
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,分数从高到底
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)

3.9 Redis HyperLogLog操作命令

Redis 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体积非常非常大时,计算基数所需的空间总是固定的,并且很小的。在Redis里面,每个HyperLogLog键只需要花费12KB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,数据元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明的对比。但是,因为HyperLogLog只会根据输入元素来计算基数,所以HyperLogLog不能像集合那样,返回输入的各元素。

什么是基数呢? 比如数据{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。

参看如下实例:

127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "redis"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "mongodb"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "mysql"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PFCOUNT runoobkey
(integer) 3

下面列出Hyperloglog操作的一些命令:

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



[参看]

  1. Redis 教程

  2. redis官网

  3. redis在线测试