redis基础教程
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:
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string
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hash
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list
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set
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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
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性能极高: redis读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s
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丰富的数据类型
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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。
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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:
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:
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:
2) 验证密码是否正确
3) 打印字符串
4) 切换数据库
5) 当前当前关闭连接
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:
关于Redis服务器相关命令还有很多,请参看如下列表:
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:
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:
下面我们列出List操作的一些命令:
序号 | 命令及描述 |
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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:
下面我们列出Set操作的一些命令:
序号 | 命令及描述 |
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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:
下面我们列出Set操作的一些命令:
序号 | 命令及描述 |
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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:
下面列出Hyperloglog操作的一些命令:
序号 | 命令及描述 |
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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]