Redis学习笔记

笔记分为四部分

1. 1. redis概述、配置文件、基本数据类型和Go操作Redis；

2. 2. redis的发布和订阅、事务和锁机制以及持久化操作；

3. 3. redis单体、主从复制、哨兵模式和集群；

4. 4. 缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透、缓存降级；

NoSQL概述

Redis概述＆安装

什么是Redis

Redis的安装

在ubuntu下安装

sudo apt update
sudo apt upgrade
sudo apt install redis-server

检查是否安装成功＆查看运行状态

redis-cli --version

systemctl status redis

使用Docker运行

// 查看redis版本
docker search redis

// 获取最新的redis版本
docker pull redis:latest

// 查看本地镜像
docker images

// 运行redis的docker容器
docker run -itd --name my-redis -p 6379:6379 redis

// 查看容器运行状态
docker ps

// 用交互模式进入容器
docker exec -it my-redis /bin/bash

编译安装

//下载源码文件
wget https://download.redis.io/redis-stable.tar.gz

// 编译redis
// 切换到根目录,然后运行make
tar -xzvf redis-stable.tar.gz
cd redis-stable
make

// 如果编译成功，则在src目录下多出两个redis二进制文件
redis-server : Redis 服务器本身
redis-cli : Redis 对话的命令行界面实用程序

// 在 /usrl/local/bin 下编译二进制文件
make run 

// 启动redis
redis-server

Redis的基本操作

Redis的key操作

1. 查看库当前的key `keys *`
2. 判断某个key是否存在 `exists key`
   1. key存在 返回 （integer）1
   2. key不存在 返回 （integer） 0
3. 查看key的类型 `type key`
   1. key存在 返回 具体类型（string）
   2. key不存在 返回 none 
4. 删除指定key `del key`
   1. 删除成功 key 返回 (integer) 1
   2. 删除失败 key 返回 (integer) 0
5. 根据value选择非阻塞 `unlink key`
   1. 删除成功 key 返回 (integer) 1
   2. 删除失败 key 返回 (integer) 0
6. 设置key的过期时间 `expire key 10(s)`
   1. 设置成功 key 返回 (integer) 1
   2. 设置失败 key 返回 (integer) 0
7. 获取redis key过期时间
   1. `ttl key` 返回过期时间的秒数，如果不存在过期时间则返回-1，如果key不存在返回-2。
   2. `pttl key` 返回过期时间的毫秒数；其余跟`ttl key`相同。
8. 移除redis key的过期时间
   1. `persist key` 

Redis 配置文件

Redis配置文件目录

ubuntu

Redis的配置文件路径是 /etc/redis/redis.conf

Redis常用配置

- bind 
  - 默认情况下，如果没有指定bind，redis会监听主机的所有可用网络接口。通过配置bind可以监听一个或多个网络端口
  - bind 192.168.1.100 10.0.0.1   `监听两个IPV4端口`
  - bind 127.0.0.1 ::1  `监听本地回环地址IPV4和IPV6`
- port 
  - 配置监听端口
- protected-mode 
  - 默认开启
  - 只有当你确认其他主机的客户端连接到Redis(即使没有验证身份)才应该禁用
  - 配置Redis集群时需要将**protected-mode**设置为禁用
- tcp-backlpg
  - 用于设置linux系统中控制TCP三次握手`已完成连接队列`的长度
  - 在高并发系统中，需要设置一个较高的`tcp-backlog`来避免客户端访问速度慢的问题
- timeout
  - 设置客户端空闲多少秒后关闭连接
  - 设置0为禁用
- tcp-keepalive
  - 设置`tcp-keepalive`的主要用途是心跳检测
  - 这个选项设置合理值为300
- supervised 
  - 设置redis的进程守护
  - 选项
    - no  没有监督
    - upstart  通过将Redis置于SIGSTOP模式来启动信号
    - systemd signal systemd将READY = 1写入$ NOTIFY_SOCKET
    - auto  检测upstart或systemd方法基于 UPSTART_JOB或NOTIFY_SOCKET环境变量
- pidfile 
  - `/var/run/redis/redis-server.pid`
  - 如果指定了pid文件，Redis会在启动时将其写入指定的位置
    并在退出时删除它
  - 如果在配置中没有指定pid文件，那么当服务器运行时，不会创建pid文件。当服务器被守护时，即使没有指定pid文件，也会使用pid文件，默认为"/var/run/redis.pid"
  - 创建一个pid文件是最好的努力:如果Redis不能创建它，没有什么不好的事情发生，服务器将正常启动和运行。
  - 注意，在现代Linux系统中，“/run/redis. conf”Pid”更符合要求，应该用它来代替。

- loglevel 
  - 指定redis服务级别
  - 选项
    - debug 大量信息，对开发/测试很有用
    - verbose 许多很少有用的信息，但不像调试级别那样混乱
    - notice 稍微有点啰嗦，可能是您在生产中想要的
    - warning 只记录非常重要/关键的消息
- databases 
  - 设置redis默认数据库数量
- maxclients
  - 设置最多客户端连接数
  - 默认是10000  

Redis五种数据类型

String 字符串

String概述

什么是二进制安全

关于redis string的数据结构

Redis String 操作

SET

• • SET key value 将字符串值关联到key,set相同的key会覆盖之前的value

• • 可选参数

• • 设置成功返回OK,失败则返回nil

• • EX seconds SET key value EX seconds 设置value的同时设置过期时间。

• • NX SET key value NX 仅当key不存在时才能设置;执行成功返回1，否则返回0。

SETNX

• • SETNX key value

• • 仅当key不存在时才能设置成功

SETEX

• • SETNX key seconds value

• • 设置关联value，同时设置key的过期时间。

PSETEX

• • PSETEX key milliseconds value

• • 设置关联value，同时设置key的过期时间（微秒）

GET

• • GET key

• • 获取key关联的value值

GETSET

• • GETSET key value

• • 返回key被设置前的值，将key的值设为value

STRLEN

• • STRLEN key

• • 返回字符串value的长度

APPEND

• • APPEND key value

• • 若key存在则在关联的值后追加value并返回字符串长度

• • 若key不存在则跟 SET关键字作用一样

SETRANGE

• • SETRANGE key offset value

• • 从偏移量offset开始，用value参数覆写key存储的字符串value值

• • 简单来说，偏移到哪位，就将这位的值设置为value

GETRANGE

• • GETRANGE key start end

• • 从key存储的字符串中截取从start到end的字符串

MSET

• • MSET key value key value

• • 同时设置多个key value

• • 如果某个key已经存在，那么MSET将使用新值覆盖旧值

MGET

• • MGET key key key

• • 同时获取多个key的value

INCR

• • INCR key

• • 将key中存储值数字加1（只能用于数字）

DECR

• • DECR key

• • 将key中存储值数字减1（只能用于数字）

INCRBY

• • INCRBY key value

• • 自定义增量（可以为负值）

Set 集合

• • Set 是一个集合

• • Set 对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动重排的。

• • Set有去重的功能

Redis SET操作

SADD

• • SADD key value value value ...

• • 将一个或多个member元素加入到集合key当中，如member已经存在将被忽略(去重功能)。

• • 若key不存在，则创建一个只包含member元素成员的集合。

SMEMBERS

• • SMEMBERS key

• • 查看集合key中所有成员，不存在的key被视为空集合

• • 如查看不存在key k2

127.0.0.1:6379> smembers k2 (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

SISMEMBER

• • SISMEMBER key member

• • 判断member是否在集合key的成员，若是返回1，否则返回0

127.0.0.1:6379> sadd k1 1 2 3 4 5 6
(integer) 6
127.0.0.1:6379> sismember k1 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember k1 9
(integer) 0

SPOP

• • SPOP key

• • 移除并随机返回集合中的一个元素

SRANDMEMBER

• • SRANDMEMBER key [count]

• • 若不提供参数 count ,则返回一个随机元素

• • 若提供参数 count 小于集合基数，那么会返回count个随机集合。

• • 若提供参数 count 大于或集合基数，那么返回整个集合。

• • 若提供参数 count 为负数，返回数组长度为count的绝对值，数组元素可能重复

SCARD

• •  SCARD key

• • 返回集合key中元素的数量

SREM

• • SREM key member member member ...

• • 移除集合key中一个或多个member元素，不存在的member元素将会被忽略

SMOVE

• • SMOVE source destination member

• • 将member元素从source集合移动到destination集合

• • 操作完成后source集合member就被搬走了（没有了）

SUNION

• • SUNION key key ...

• • 返回一个集合的全部成员，该集合是所有给定集合的并集

• • 并集就是将两个集合并在一起的集合。

SUNIONSTORE

• • SUNIONSTORE destination key key ...

• • 这个指令类似于SUNION，但它将结果保存到destination集合

SET的数据结构

• • SET是通过哈希表实现的

Hash 哈希

• • Hash是键值对集合

• • redis Hash是一个string类型的field和value的映射表，Hash特别适用于存储对象。

Redis Hash 操作

HSET

• • HSET key_name field value field value ...

• • 将哈希表hash中域 field的值设置为value

HSETNX

• • HSETNX hash field value

• • 仅设置不存在的field，否则设置失败

• • 设置成功返回1，失败返回0

HGET

• • HGET key field

• • 获取指定key中的field关联的值

HEXISTS

• • HEXISTS key field

• • 检查给定域field是否存在

HDEL

• • HDEL key field field ...

• • 可以删除单个域、多个域、不存在的键

• • 删除成功返回1，否则返回0

HLEN

• • HLEN key field

• • 返回哈希表key中域的数量

HSTRLEN

• • HSTRLEN key field

• • 返回哈希表key中，field关联值的字符串长度

HINCRBY

• • HINCRBY key field increment

• • 为哈希表key中域给定域field的值加上增量increment

• • 只能是integer整形，不然报错(error) ERR hash value is not an integer

HINCRBYFLOAT

• • HINCRBYFLOAT key field increment

• • 为哈希表key中域field加上浮点数增量increment

HMSET

• • HMSET key field value field value ...

• • 在哈希表key中同时设置多个值

HMGET

• • HMGET key field field field ...

• • 在哈希表中key中同时获取多个值

• • 若field不存在则返回nil

HEKYS

• • HKEYS key

• • 返回哈希表key中所有的域

HVALS

• • HVALS key

• • 返回哈希表key中所有域的值

HGETALL

• • HGETALL key

• • 返回哈希表key中所有的域和值

HSCAN

• • HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

• • 字段

• • cursor 游标

• • Pattern 匹配的模式

• • count 指定从数据库力返回多少元素，默认值是0

• • 返回值：返回的每个元素都是一个元组，每一个元组元素由一个字段(field) 和值（value）组成。

哈希表的数据结构

• • 哈希表对应的数据结构有两种，一种是ziplist（压缩列表），另一种是hashtable（哈希表）

• • 当field-value长度较短且个数比较少时，使用ziplist，否则使用hashtable

• • ziplist：当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries配置（默认512个），同时所有值都小于hash-max-ziplist-value配置（默认64个字节）时，Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存方面比hashtable更加优秀。

• • hashtable：当哈希类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用hashtable作为哈希的内部实现。因为此时ziplist的读写效率会下降，而hashtable的读写时间复杂度为O(1)。

List 列表

• • Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。可以添加一个元素到列表的头部（左边）或尾部（右边）。

• • list的底层实现是双向链表，对两端的操作性很强，但随机访问性能较弱。

Redis的List操作

LPUSH /RPUSH

• • LPUSH / RPUSH key value value ...

• • 127.0.0.1:6379> LPUSH k1 one two three
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LINDEX k1 0 
"three"
127.0.0.1:6379> LINDEX k1 1
"two"
127.0.0.1:6379> LINDEX k1 2
"one"

• • 将一个或多个值插入到队列key的表头/尾

LPUSHX / RPUSHX

• • LPUSHX / RPUSHX key value value ...

• • 仅当key存在时才能插入value

LPOP / RPOP

• • LPOP / RPOP key

• • 从 左边/右边 移除并返回列表key的头元素 / 尾元素

• • 到最后如果元素都没有了，那么key也不存在了

RPOPLPUSH

• • RPOPLPUSH source destination

• • 命令RPOPLPUSH在一个原子时间内执行两个动作

1. 1. 将队列source中的尾元素弹出并返回客户端

2. 2. 将source弹出的元素插入到列表destination，作为destination列表的头元素

LRANGE

• • LRANGE key start stop

• • 按照索引获得元素（从左往右）

• • 获取全部元素 LRANGE key 0 -1

LREM

• • LREM key count element

• • 根据参数count的值，移除列表中与参数element相等的元素

• • count的类型

• • count > 0 从表头开始向表尾搜索，移除与value相等的元素，数量为count

• • count < 0 从表尾开始向表头搜索，移除与value相等的元素，数量为count的绝对值

• • count = 0 移除表中所有与value相等的值

LLEN

• • LLEN key

• • 返回列表key的长度

LINDEX

• • LINDEX key index

• • 返回列表key中，下标为index的元素

LINSERT

• • LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value

• • 将值value插入到列表key当中，位于值pivot之前或之后

• • 当pivot不存在时， 不进行任何操作

• • 当key不存在时,不进行任何操作

• • 当key 不是列表类型时，返回错误

LSET

• • LSET key index value

• • 将列表key下标为index元素的值设置为value

LRANGE

• • LRANGE key start stop

• • 返回列表key中指定区间的元素，区间以偏移量start和stop指定

• • 下标参数start和stop都以0为底，既0表示列表的第一个元素，-1表示列表最后的元素,-2表示列表倒数第二位的元素。

LTRIM

• • LTRIM key start stop

• • 只保留列表中从start到stop下标的元素

BLPOP / BRPOP / BRPOPLPUSH

• • BLPOP / BRPOP key timeout

• • BLPOP指令会移出并获取列表的第一个元素，若没有元素则会阻塞到timeout时间（秒），或期间发现有可弹出元素为止。

• • BRPOP指令会移出并获取列表的最后一个元素，若没有元素则会阻塞到timeout时间（秒），或期间发现有可弹出元素为止。

• • BRPOPLPUSH source destination timeout

• • BRPOPLPUSH会弹出最后一个元素，并将元素插入到另一个队列的头部；若没有元素则会阻塞到timeout时间（秒），或期间发现有可弹出元素为止。

• • 127.0.0.1:6379> blpop k1 5
(nil)
(5.01s)

Zset 有序集合

• • Zset与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。

• • 不同之处是有序集合Zset的每个成员都关联了一个评分(score)，这个评分(score)被用来按照最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合中的成员是唯一的，但评分是可以重复的。

• • 因为元素是有序的，所以能根据评分或次序来获取一个范围的元素。

Redis的Zset操作

ZADD

• • ZADD key score member

• • 将一个或多个member元素和score值加入到有序集key当中

ZSCORE

• • ZSCORE key member

• • 返回有序集key中，成员member的score值

ZINCRBY

• • zincrby key increment member

• • 给zset中key的成员member的socre加上increment

ZCARD

• • ZCARD key

• • 返回有序集合key的基数

ZCOUNT

• • ZCOUNT key min max

• • 返回集合中score的值介于min和max之间（含等于）的成员数

ZRANGE

• • ZRANGE key start stop

• • 返回指定区间的成员member

• • 成员位置按照socre值从小到大排序

ZREVRANGE

• • ZREVRANGE key start stop

• • 返回指定区间的成员member

• • 成员位置按照socre值从大到小排序

ZRANGEBYSOCRE

• • ZRANGEBYSCORE key min max

• • 返回有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列。

• • 可选参数

• • WITHSCORES 返回带分数

• • LIMIT offset count

ZREVRANGEBYSCORE

• • ZREVRANGEBYSCORE key min max

• • 返回有序集 key 中， score 值介于 max 和 min 之间(默认包括等于 max 或 min )的所有的成员。有序集成员按 score 值递减(从大到小)的次序排列。

ZRANK

• • ZRANK key member

• • 返回有序集 key 中成员 member 的排名。其中有序集成员按 score 值递增(从小到大)顺序排列。

ZREVRANK

• • ZREVRANK key member

• • 返回有序集 key 中成员 member 的排名。其中有序集成员按 score 值递增(从大到小)顺序排列。

ZREM

• • ZREM key member

• • 移除有序集合key中的一个或多个成员，不存的成员将直接被忽略

ZREMRANGEBYRANK

• • ZREMRANGEBYRANK key start stop

• • 移除有序集 key 中，指定排名(rank)区间内的所有成员

ZREMRANGEBYSCORE

• • ZREMRANGEBYSCORE key min max

• • 移除有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。

ZRANGEBYLEX

• • ZRANGEBYLEX key min max

• • 当有序集合的所有成员都具有相同的分值时， 有序集合的元素会根据成员的字典序（lexicographical ordering）来进行排序， 而这个命令则可以返回给定的有序集合键 key 中， 值介于 min 和 max 之间的成员。

ZLEXCOUNT

• • ZLEXCOUNT key min max

• • 对于一个所有成员的分值都相同的有序集合键 key 来说， 这个命令会返回该集合中， 成员介于 min 和 max 范围内的元素数量。

Go-Redis

Github地址： https://github.com/redis/go-redis

概述

演示

var ctx = context.Background()

func main() {
    rdb := redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr:     "127.0.0.1:6379",
        Password: "your_password",
        DB:       0, // 默认选中当数据库
    })

    _, err := rdb.Ping(ctx).Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    } else {
        fmt.Println("Successful connection")
    }

    err = rdb.Set(ctx, "Jim", "man", 0).Err()
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    val, err := rdb.Get(ctx, "Jim").Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(val)
}

原文始发于微信公众号（ProgrammerHe）：Redis笔记 (一)