Redis 入门到精通（一）数据类型（1）

一 、Redis 入门到精通 基本介绍

1、Redis 基础 ( windows 环境 )

• redis 入门
• 数据类型
• 通用命令
• Jedis

2、Redis 高级 ( linux 环境 )

• 持久化
• redis.conf 配置
• 事务
• 集群

3、Redis 应用 ( linux 环境 )

企业级解决方案。

二 、redis 入门-Nosql 介绍

1、海量用户、高并发问题频发现象，暴露出关系型数据库的缺点：

性能瓶颈：磁盘IO性能低下。
扩展瓶颈：数据关系复杂，扩展性差，不便于大规模集群。
即采用 Nosql。

2、解决思路

• 降低磁盘IO次数，越低越好——使用 内存存储。
• 去除数据间关系，越简单越好——不存储关系，仅存储数据。

3、Nosql

1）NoSQL：即 Not-Only SQL（ 泛指非关系型的数据库），作为关系型数据库的补充。
2）Nosql 作用：应对基于海量用户和海量数据前提下的数据处理问题。
3）常见 Nosql 数据库：
Redis
memcache
HBase
MongoDB
4）Nosql 特征：
可扩容，可伸缩
大数据量下高性能
灵活的数据模型
高可用

4、分析电商场景 在应对 海量用户、高并发问题时，一般使用的 Nosql 解决方案

• 商品基本信息：一般使用 MySQL
  名称
  价格
  厂商
• 商品附加信息：一般使用 MongoDB
  描述
  详情
  评论
• 图片信息：一般使用 分布式文件系统
• 搜索关键字：一般使用 ES、Lucene、solr
• 热点信息：一般使用 Redis、memcache、tair
  高频
  波段性

当然这只是一般情况下的解决方案，具体以各个公司实际而会不同，如下图：

三 、redis 入门-redis 简介

1、Redis 概念：

Redis (REmote DIctionary Server) 是用 C 语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库。

2、redis 特征：

• 数据间没有必然的关联关系
• 内部采用单线程机制进行工作
• 高性能。官方提供测试数据，50个并发执行100000 个请求,读的速度是110000 次/s,写的速度是81000次/s。
• 多数据类型支持:
  字符串类型 string
  列表类型 list
  散列类型 hash
  集合类型 set
  有序集合类型 sorted_set。
• 持久化支持。可以进行数据灾难恢复

3、Redis 的应用

为热点数据加速查询（主要场景），如热点商品、热点新闻、热点资讯、推广类等高访问量信息等。
任务队列，如秒杀、抢购、购票排队等。
即时信息查询，如各位排行榜、各类网站访问统计、公交到站信息、在线人数信息（聊天室、网站）、设备信号等。
时效性信息控制，如验证码控制、投票控制等。
分布式数据共享，如分布式集群架构中的 session 分离。
消息队列
分布式锁。

四、redis 入门-redis 下载安装与服务启动

1、Redis 的下载

1）Linux 版：（适用于企业级开发）
Redis 高级开始使用
以4.0 版本作为主版本
2）Windows 版本：（适合零基础学习）
Redis 入门使用
以 3.2 版本作为主版本
下载地址：https://github.com/MSOpenTech/redis/tags
下载：Redis-x64-3.2.100.zip

2、安装 Redis

绿色版本，解压即安装。

3、Redis 核心文件：

redis-server.exe 服务器启动命令
redis-cli.exe 命令行客户端
redis.windows.conf redis 核心配置文件
redis-benchmark.exe 性能测试工具
redis-check-aof.exe AOF 文件修复工具
redis-check-dump.exe RDB 文件检查工具（快照持久化文件）

4、启动 Redis （端口：6379，PID：随机生成，即 redis 实例对象id）

双击运行：

• redis-server.exe 服务器启动命令
• redis-cli.exe 命令行客户端

五、redis 入门-redis 基础操作

1、信息添加

# 功能：设置 key, value 数据 
set key value 
# 范例：
set name redisStudy

2、信息查询

# 功能：根据 key, 查询对应的 value 数据，如果不存在，返回空（nil） 
get key
# 范例：
get name

3、清除屏幕信息

# 功能：清除屏幕中的信息 
clear
# 范例：
clear

4、退出客户端命令行模式

# 功能：退出客户端 
quit
exit
<ESC>
# 范例：
quit
exit
<ESC>

5、帮助

# 功能：获取命令帮助文档，获取组中所有命令信息名称 
help 命令名称
help @组名
# 范例：
help set 
help get 
help @string

六、redis 数据类型-数据类型简介

1、数据存储类型介绍–业务数据的特殊性–作为缓存使用

1）原始业务功能设计

• 618活动
• 双11活动
• 排队购票

2）运营平台监控到的突发高频访问数据

• 突发时政要闻，被强势关注围观

3）高频、复杂的统计数据

• 在线人
• 投票排行榜

4）系统功能优化或升级

• 单服务升级集群
• Session 管理
• Token 管理

2、redis 常用的5种数据类型

• string
• hash
• list
• set
• sorted_set

七、redis 数据类型-string 基本操作

1、redis 数据存储格式

• redis 自身是一个 Map，其中所有的数据都是采用 key: value 的形式存储。
• 数据类型指的是存储的数据的类型，也就是 value 部分的类型，key 部分永远都是字符串。

3-redis存储空间.png

2、string 类型

• 存储的数据:单个数据，最简单的数据存储类型，也是最常用的数据存储类型。
• 存储数据的格式:一个存储空间保存一个数据。
• 存储内容:通常使用字符串，如果字符串以整数的形式展示，可以作为数字操作使用。

3、string 类型数据的基本操作

# 添加/修改数据 
set key value 

# 范例：
set name redisStudy

# 获取数据 
get key

# 范例：
get name

# 删除数据 
del key

# 范例：
del name

# 添加/修改多个数据 
mset key1 value1 key2 value2 ... 

# 范例：
mset a 1 b 2 c 3 

# 获取多个数据 
mget key1 key2 key3...

# 范例：
mget a b c  # 返回 1 2 3 


# 获取数据字符个数（字符串长度）
strlen key 

# 范例 
set name redisStudy
strlen name   # 会返回 10

# 追加信息到原始信息后部（如果原始信息存在就追加，否则新建）
append key value

# 范例 
set name redis
strlen name   # 会返回 5
append name study
strlen name   # 会返回 10

八、redis 数据类型-单指令操作与多指令操作的选择之惑

单指令操作（set key value）与多指令操作（mset key1 value1 key2 value2…）
根据执行过程和实际业务，选择最优性能。

九、redis 数据类型-数值增减操作

1、string 类型数据的扩展操作–业务场景

大型企业级应用中，分表操作是基本操作，使用多张表存储同类型数据，但是对应的主键id 必须保证统一性不能重复。Oracle 数据库具有 sequence 设定，可以解决该问题，但是 MySQL 数据库并不具有类似的机制，那么如何解决?
解决方案，可以使用 redis 的自增（incr key, incrby key increment）自减（decr key,decrby key increment）。

2、string 类型数据的扩展操作–设置数值数据自增自减操作

# 自增 +1
incr key 

# 设置数值数据增加指定范围的值
incrby key increment 
incrbyfloat key increment

# 自减 -1 
decr key 

# 设置数值数据减少指定范围的值
decrby key increment 

# 范例 
set num 10
incr num 
get num  # 返回 11
incr num 
get num  # 返回 12
incr num 
get num  # 返回 13

decr num 
get num  # 返回 12
decr num 
get num  # 返回 11
decr num 
get num  # 返回 10

incrby num 3
get num  # 返回 13
incrby num 5
get num  # 返回 18
incrby num 2
get num  # 返回 20

decrby num 10
get num  # 返回 10
decrby num 5
get num  # 返回 5
decrby num 2
get num  # 返回 3

incrbyfloat num 1.5
get num  # 返回 4.5

incrbyfloat num 2.5
get num  # 返回 7

3、string 类型数据的扩展操作–string 作为数值操作

• string 在 redis 内部存储默认就是一个字符串，当遇到增减类操作 incr，decr 时会转成数值型进行计算。
• redis 所有的操作都是原子性的，采用单线程处理所有业务，命令是一个一个执行的，因此无需考虑并发带来的数据影响。
• 注意:按数值进行操作的数据，如果原始数据不能转成数值，或超越了redis 数值上限范围，将报错.9223372036854775807(java中long型数据最大值，Long.MAX VALUE)。

4、redis 数据类型-数值增减操作 的应用：

redis 用于控制数据库表主键 id，为数据库表主键提供生成策略，保障数据库表的主键唯一性此方案适用于所有数据库，且支持数据库集群。

十、redis 数据类型-数据时效性设置

1、string 类型数据的扩展操作–业务场景

例如：“最强女生”启动海选投票，只能通过微信投票，每个微信号每4 小时只能投1票。
电商商家开启热门商品推荐，热门商品不能一直处于热门期，每种商品热门期维持3天，3天后自动取消热门。
新闻网站会出现热点新闻，热点新闻最大的特征是时效性，如何自动控制热点新闻的时效性？
解决方案：使用 redis 数据时效性设置。

2、redis 设置数据具有指定的生命周期

# 时效 多少 秒
setex key seconds value 
# 时效 多少 毫秒
psetex key milliseconds value 

# 范例 
setex tel 10 5
get tel # 返回 5，10秒后失效
get tel # 返回 nil，已失效

3、redis 数据时效性 应用

redis 控制数据的生命周期，通过数据是否失效控制业务行为，适用于所有具有时效性限定控制的操作。

十一、redis 数据类型 – string 类型使用注意事项与 key 的命名规范

1、redis 数据类型：string 类型数据操作的注意事项

1）数据操作不成功的反馈与数据正常操作之间的差异

• 表示运行结果是否成功
  (integer)0 --> false 失败
  (integer)1 --> true 成功

• 表示运行结果值
  (integer)3 --> 3 3个
  (integer)1 --> 1 1个

2）数据未获取到： (nil)等同于nul。
3）数据最大存储量：512MB
4）数值计算最大范围：(java 中的 long 的最大值) 9223372036854775807。

2、string 类型应用场景：业务场景

主页高频访问信息显示控制，例如新浪微博大V主页显示粉丝数与微博数量，两个数据如何控制？

解决方案
1）在 redis 中为大V用户设定用户信息，以用户主键和属性值作为 key，后台设定定时刷新策略即可。
# 设置粉丝数
set user:id:00789:fans 12210947

# 设置博客文章数
set user:id:00789:blogs 6164

# 设置关注数
set user:id:00789:focuss 83
2）在 redis 中以 json 格式存储大V用户信息，定时刷新(也可以使用 hash 类型)
# 一次性设置粉丝数、博客文章数、关注数
set user:00789:{"id":00789,"name":"春晚","fans":12210862,"blogs":6164,"focus":83}

3、redis 应用场景：

1）redis 用于控制数据库表主键 id，为数据库表主键提供生成策略，保障数据库表的主键唯一性此方案适用于所有数据库，且支持数据库集群。
2）redis 控制数据的生命周期，通过数据是否失效控制业务行为，适用于所有具有时效性限定控制的操作。
3）redis 可应用于各种结构型和非结构型高热度数据访问加速。

4、key 的设置约定：数据库中的热点数据 key 命名惯例