Redis安装、数据结构、命令、Jedis操作、持久化

• Redis
• • 一、Redis为什么效率快
  • 二、Redis的数据结构及命令
  • • 字符串（strings）
    • 散列（hashes）
    • 列表（lists）
    • 集合（sets）（无序集合）
    • 有序集合（sorted sets）
    • 全局常用命令
  • 三、持久化
  • • RDB持久化（默认）
    • • redis.conf配置文件
      • 测试
    • AOF持久化（耗内存，不建议）
  • 四、Java操作Redis
  • • [下载 jedis.jar](https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis)
    • 字符串（strings）
    • 散列（hashes）
    • 列表（lists）
    • 集合（sets）（无序集合）
    • 有序集合（sorted sets）

Redis

Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和 地理空间（geospatial） 索引半径查询。
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。

默认开启，会按照配置的指定时间将内存中的数据快照到磁盘中，创建一个dump.rdb文件，Redis启动时再恢复到内存中。
Redis会单独创建fork()一个子进程，将当前父进程的数据库数据复制到子进程的内存中，然后由子进程写入到临时文件中，持久化的过程结束了，再用这个临时文件替换上次的快照文件，然后子进程退出，内存释放。
需要注意的是，每次快照持久化都会将主进程的数据库数据复制一遍，导致内存开销加倍，若此时内存不足，则会阻塞服务器运行，直到复制结束释放内存；都会将内存数据完整写入磁盘一次，所以如果数据量大的话，而且写操作频繁，必然会引起大量的磁盘I/O操作，严重影响性能，并且最后一次持久化后的数据可能会丢失；

Redis官网
Redis中文网
Redis下载地址
本文使用Redis-x64-3.2.100版本。本文使用版本

Redis官网响应较慢的可以用中文网下载，本人下载的Redis-x64-3.2.100本进行学习，下载完解压即可，无需安装。
如上图所示，解压后的目录结构。

1. redis-server.exe为服务端；
2. redis-cli.exe为客户端。
3. redis.windows.conf为配置文件;

一、Redis为什么效率快

1. Redis是纯内存数据库，一般都是简单的存取操作，线程占用的时间很多，时间的花费主要集中在IO上，所以读取速度快。（纯内存操作）
2. 使用的是非阻塞IO，IO多路复用，使用了单线程来轮询描述符，将数据库的开、关、读、写都转换成了事件，减少了线程切换时上下文的切换和竞争。（单线程操作，避免了频繁的上下文切换）
3. 采用了单线程的模型，保证了每个操作的原子性，也减少了线程的上下文切换和竞争。（非阻塞I/O多路复用机制）
4. 采用自己实现的事件分离器，效率比较高，内部采用非阻塞的执行方式，吞吐能力比较大。
5. 全程使用hash（key-value）结构，读取速度快，还有一些特殊的数据结构，对数据存储进行了优化，如压缩表，对短数据进行压缩存储，再如，跳表，使用有序的数据结构加快读取的速度。

二、Redis的数据结构及命令

字符串（strings）

• 设置：

  • set key value (设置的key相同时，覆盖之前的值)
    127.0.0.1:6379> set username zhangsan
    

• 查询：

  • get key
    127.0.0.1:6379> get username
    

• 删除：
  • del key
    127.0.0.1:6379> del username
    

散列（hashes）

• 设置：
  • hset key field value (设置的值里面又是一个键值对)
    127.0.0.1:6379> hset user name zhangsan
    
• 查询：
  • hget key field
    127.0.0.1:6379> hget user name
    127.0.0.1:6379> hget user age
    
• 删除：
  • hdel key field
    127.0.0.1:6379> hdel user name
    
• 查询所有：
  • hgetall key
    127.0.0.1:6379> hgetall user
    

列表（lists）

• 设置：
  • lpush key value1 将一个或多个值插入到列表头部。
    127.0.0.1:6379> lpush username zhangsan
    
  • rpush key value1 将一个或多个值插入到列表尾部。
    127.0.0.1:6379> rpush username lisi
    
• 查询：
  • lrange key start end
    127.0.0.1:6379> lrange username 0 -1
    
• 删除：
  • lpop key 从列表头部移除一个元素，并返回移除的值
    127.0.0.1:6379> lpop username
    
  • rpop key 从列表尾部移除一个元素，并返回移除的值
    127.0.0.1:6379> rpop username
    

集合（sets）（无序集合）

• 设置：
  • sadd key value
    127.0.0.1:6379> sadd username zhangsan
    127.0.0.1:6379> sadd username lisi
    
• 查询：
  • smembers key
    127.0.0.1:6379> smembers username
    
• 删除：
  • del key(移除并返回集合中的一个随机元素)
    127.0.0.1:6379> del username
    

有序集合（sorted sets）

• 设置：

  • zadd key score value (scoure分数用来排序)
    127.0.0.1:6379> zadd username 10 zhangsan
    127.0.0.1:6379> zadd username 18 lisi
    127.0.0.1:6379> zadd username 5 wangwu
    

• 查询：

  • zrange key start end(可以看到是根据分数排序的)
    127.0.0.1:6379> zrange username 0 -1
    

• 删除：

  • zrem key value
    127.0.0.1:6379> zrem username zhangsan
    

全局常用命令

• keys * （查询所有key值）
• type key （查询key的类型）

三、持久化

• Redis本身运行时数据保存在内存中，支持RDB和AOF两种持久化机制（这两种方式可以单独使用其中一种，或者混合使用），持久化功能有效地避免因进程退出造成的数据丢失问题，当下次重启时利用之前持久化的文件即可实现数据恢复。Redis默认就采用了一种持久化方式，即RDB。(Redis持久化的优先级：AOF>RDB)

RDB持久化（默认）

Redis默认支持RDB持久化。

• RDB方式是通过快照完成的，一段时间内Redis会自动将内存中的所有数据进行快照，并且存储到硬盘上（进行快照的条件在配置文件中指定）。当下次启动redis的时候，回去读取硬盘上的快照恢复数据，进而实现Redis的持久化。

持久化时，会在指定的目录中生成一个.rdb结尾的快照文件。

redis.conf配置文件

• 设置触发条件：
  
  
• 设置rdb文件路径：
  

测试

1. 修改配置文件
   

2. 启动Redis服务，指定配置文件
   

3. 启动客户端，触发持久化
   

4. 验证
   

5. 关闭服务重新打开（直接获取可获得值）
   

AOF持久化（耗内存，不建议）

• RDB方式不能提供强一致性，如果Redis进程崩溃，那么两次RDB之间的数据也随之消失。那么AOF的出现很好的解决了数据持久化的实时性，AOF以独立日志的方式记录每次写命令，重启时再重新执行AOF文件中的命令来恢复数据。AOF会先把命令追加在AOF缓冲区，然后根据对应策略写入硬盘(appendfsync）。

Redis主进程fork子进程来执行AOF重写，这个子进程创建新的AOF文件来存储重写结果，防止影响旧文件。因为fork采用了写时复制机制，子进程不能访问在其被创建出来之后产生的新数据。Redis使用“AOF重写缓冲区”保存这部分新数据，最后父进程将AOF重写缓冲区的数据写入新的AOF文件中然后使用新AOF文件替换老文件。

以日志的形式记录每个写操作（读操作不记录），只需追加文件但不可以改写文件，Redis启动时会根据日志从头到尾全部执行一遍以完成数据的恢复工作。包括flushDB也会执行。
主要有两种方式触发：有写操作就写、每秒定时写（也会丢数据）。
因为AOF采用追加的方式，所以文件会越来越大，针对这个问题，新增了重写机制，就是当日志文件大到一定程度的时候，会fork出一条新进程来遍历进程内存中的数据，每条记录对应一条set语句，写到临时文件中，然后再替换到旧的日志文件（类似rdb的操作方式）。默认触发是当aof文件大小是上次重写后大小的一倍且文件大于64M时触发。
当两种方式同时开启时，数据恢复Redis会优先选择AOF恢复。一般情况下，只要使用默认开启的RDB即可，因为相对于AOF，RDB便于进行数据库备份，并且恢复数据集的速度也要快很多。
开启持久化缓存机制，对性能会有一定的影响，特别是当设置的内存满了的时候，更是下降到几百reqs/s。所以如果只是用来做缓存的话，可以关掉持久化。

1. 配置文件修改

   • always：命令写入aof缓冲区后，每一次写入都需要同步，直到写入磁盘（阻塞，系统调用fsync）结束后返回。显然和Redis高性能背道而驰，不建议配置。
   • everysec：命令写入aof缓冲区后，在写入系统缓冲区直接返回（系统调用write），然后有专门线程每秒执行写入磁盘（阻塞，系统调用fsync）后返回。
   • no：命令写入aof缓冲区后，在写入系统缓冲区直接返回（系统调用write）。之后写入磁盘（阻塞，系统调用fsync）的操作由操作系统负责，通常最长30s。
     

2. 启动Redis服务时指定配置文件
   

3. 启动客户端，触发持久化
   

4. 验证
   

5. 关闭服务重新打开（直接获取可获得值）
   

四、Java操作Redis

下载 jedis.jar

Java工程目录结构：

字符串（strings）

	@Test
	public void test_String() {
		Jedis jedis = new Jedis();
		jedis.set("username", "zhangsan");
		System.out.println(jedis.get("username"));
	}

散列（hashes）

	@Test
	public void test_Hash() {
		Jedis jedis = new Jedis();
		jedis.hset("user", "name", "mengmeng");
		jedis.hset("user", "age", "18");
		System.out.println(jedis.hget("user", "name"));
		System.out.println(jedis.hget("user", "age"));
		System.out.println(jedis.hgetAll("user").toString());
	}

列表（lists）

	@Test
	public void test_list() {
		Jedis jedis = new Jedis();
		jedis.lpush("list", "hehe"); 	// hehe
		jedis.lpush("list", "1111"); 	// 1111, hehe
		jedis.rpush("list", "heihei");	// 1111, hehe, heihei
		jedis.rpush("list", "xixi");	// 1111, hehe, heihei, xixi
		System.out.println(jedis.lrange("list", 0, -1));
		System.out.println(jedis.lpop("list"));
		System.out.println(jedis.lrange("list", 0, -1));
		System.out.println(jedis.rpop("list"));
		System.out.println(jedis.lrange("list", 0, -1));
	}

集合（sets）（无序集合）

@Test
	public void test_set() {
		Jedis jedis = new Jedis();
		jedis.sadd("setdemo", "zhangsan", "lisi", "wangwu", "zhaoliu");
		System.out.println(jedis.smembers("setdemo"));
		System.out.println(jedis.srem("setdemo", "lisi"));
		System.out.println(jedis.smembers("setdemo"));
	}

有序集合（sorted sets）

	@Test
	public void test_sortedset() {
		Jedis jedis = new Jedis();
		jedis.zadd("sortedset", 10, "zhangsan");
		jedis.zadd("sortedset", 12, "list");
		jedis.zadd("sortedset", 2, "wangwu");
		jedis.zadd("sortedset", 80, "zhanxing");
		System.out.println(jedis.zrange("sortedset", 0, -1));
		System.out.println(jedis.zrem("sortedset", "wangwu"));
		System.out.println(jedis.zrange("sortedset", 0, -1));
	}