基础

诞生于2009年，全称Remote Dictionary Server，远程词典服务器，是一个基于内存的键值型NoSQL数据库。

特征：

• 键值型，value支持多种不同数据结构，功能丰富
• 单线程，每个命令具备原子性
• 低延迟，速度快（基于内存、IO多路复用、良好的编码）
• 支持数据持久化
• 支持主从集群、分片集群
• 支持多语言客户端

安装依赖

Redis是基于c语言编写的，因此要安装gcc依赖

yum install -y gcc tcl

Linux环境：

• 将安装包放在/usr/local/src目录
• 进入该目录，解压该文件

  tar -zxvf redis-6.2.6.tar.gz
• 进入该文件夹，安装

  cd redis-6.2.6
  make && make install
  默认安装到usr/local/bin目录下

启动方式

直接启动

• 在该文件夹下运行redis

  redis-server

后台启动

修改相应的配置文件，然后启动

在该文件夹下

• 备份配置文件

  cp redis.conf redis.conf.bck
• 修改redis.conf文件中的一些配置：

  # 允许访问的地址，默认是127.0.0.1，会导致只能在本地访问。修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问，生产环境不要设置为0.0.0.0
  bind 0.0.0.0
  # 守护进程，修改为yes后即可后台运行
  daemonize yes 
  # 密码，设置后访问Redis必须输入密码
  requirepass 123321
  # / 搜索功能，n键下一个搜到的对象
• Redis的其它常见配置：

  # 监听的端口
  port 6379
  # 工作目录，默认是当前目录，也就是运行redis-server时的命令，日志、持久化等文件会保存在这个目录
  dir .
  # 数据库数量，设置为1，代表只使用1个库，默认有16个库，编号0~15
  databases 1
  # 设置redis能够使用的最大内存
  maxmemory 512mb
  # 日志文件，默认为空，不记录日志，可以指定日志文件名
  logfile "redis.log"
• 启动Redis：

  # 进入redis安装目录 
  cd /usr/local/src/redis-6.2.6
  # 启动
  redis-server redis.conf
  # 查看状态
  ps -ef | grep redis
• 停止服务：

  # 利用redis-cli来执行 shutdown 命令，即可停止 Redis 服务，
  # 因为之前配置了密码，因此需要通过 -u 来指定密码
  redis-cli -u 123321 shutdown
  # 杀死进程
  kill -9 进程ID

开机自启

我们也可以通过配置来实现开机自启。

• 首先，新建一个系统服务文件：

  vi /etc/systemd/system/redis.service

  内容如下：

  [Unit]
  Description=redis-server
  After=network.target
  
  [Service]
  Type=forking
  ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf
  PrivateTmp=true
  
  [Install]
  WantedBy=multi-user.target

• 然后重载系统服务：

  systemctl daemon-reload

• 可以用下面这组命令来操作redis：

  # 启动
  systemctl start redis
  # 停止
  systemctl stop redis
  # 重启
  systemctl restart redis
  # 查看状态
  systemctl status redis

• 执行下面的命令，可以让redis开机自启：

  systemctl enable redis

Redis桌面客户端

安装完成Redis，我们就可以操作Redis，实现数据的CRUD了。这需要用到Redis客户端，包括：

• 命令行客户端
• 图形化桌面客户端
• 编程客户端

Redis命令行客户端

Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli，使用方式如下：

redis-cli [options] [commonds]

其中常见的options有：

• -h 127.0.0.1：指定要连接的redis节点的IP地址，默认是127.0.0.1
• -p 6379：指定要连接的redis节点的端口，默认是6379
• -a 123321：指定redis的访问密码

其中的commonds就是Redis的操作命令，例如：

• ping：与redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong

不指定commond时，会进入redis-cli的交互控制台：

# 没有用户名就只填密码
控制台> AUTH [用户名] [密码]

图形化桌面客户端

GitHub上有编写了Redis的图形化桌面客户端，地址：https://github.com/uglide/RedisDesktopManager

不过该仓库提供的是RedisDesktopManager的源码，并未提供windows安装包。

在下面这个仓库可以找到安装包：https://github.com/lework/RedisDesktopManager-Windows/releases

如果图形化工具无法连接，可能是防火墙的问题

# 关闭防火墙命令
systemctl stop firewalld.service

或开放6379端口：

1. 检查防火墙状态：

   sudo systemctl status firewalld

2. 开启 6379 端口：

   sudo firewall-cmd --permanent --add-port=6379/tcp

3. 重新加载防火墙：

   sudo firewall-cmd --reload

4. 确认端口已开启：

   sudo firewall-cmd --list-ports

这样就可以开启 6379 端口来允许 Redis 连接。如果你使用的是 iptables 而不是 firewalld，命令会有所不同。

Redis默认有16个仓库，编号从0至15. 通过配置文件可以设置仓库数量，但是不超过16，并且不能自定义仓库名称。

如果是基于redis-cli连接Redis服务，可以通过select命令来选择数据库：

# 选择 0号库
select 0

数据结构

是一个key-value的数据库，key一般是Stirng类型，value的类型很多

key	value
String	hello world
Hash	{name: "jack"}
List	[A -> B -> C -> C]
Set	{A, B, C}
SortedSet	{A: 1, B: 2}
GEO	{A: (123.3, 33) }
BitMap	0110110101110101011
HyperLog	0110110101110101011

Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网可以查看到不同的命令 不同类型的命令称为一个group，我们也可以通过help命令来查看各种不同group的命令

# 查看对应组的帮助
help [@group]

Redis通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

• KEYS：查看符合模板的所有key
• DEL：删除一个指定的key
• EXISTS：判断key是否存在
• EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
• TTL：查看一个KEY的剩余有效期
  • -1为永久有效，-2为过期

通过 help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

# 查看keys命令的帮助信息：
127.0.0.1:6379> help keys

KEYS pattern
summary: Find all keys matching the given pattern
since: 1.0.0
group: generic

String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。

其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

• string：普通字符串
• int：整数类型，可以做自增、自减操作
• float：浮点类型，可以做自增、自减操作

不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m.

String的常见命令

String的常见命令有：

• SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
• GET：根据key获取String类型的value
• MSET：批量添加多个String类型的键值对
• MGET：根据多个key获取多个String类型的value
• INCR：让一个整型的key自增1
• INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2
• INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长
• SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行
• SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

Key结构

Redis没有类似MySQL中的Table的概念，可以通过给key添加前缀加以区分不同类型的key，不过这个前缀不是随便加的，有一定的规范：

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用 : 隔开，格式如下：

项目名:业务名:类型:id

这个格式并非固定。

如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储：

KEY	VALUE
heima:user:1	{"id":1, "name": "Jack", "age": 21}
heima:product:1	{"id":1, "name": "小米11", "price": 4999}

并且，在Redis的桌面客户端中，会以相同前缀作为层级结构，让数据看起来层次分明，关系清晰

Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便：

Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD：

Hash的常见命令有：

• HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值

• HGET key field：获取一个hash类型key的field的值

• HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值

• HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值

• HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value

• HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field

• HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长

• HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

List类型

List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：

• 有序
• 元素可以重复
• 插入和删除快
• 查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

List的常见命令有：

• LPUSH key element ... ：向列表左侧插入一个或多个元素
• LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil
• RPUSH key element ... ：向列表右侧插入一个或多个元素
• RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素
• LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素
• BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间（单位是秒），而不是直接返回nil

Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：

• 无序

• 元素不可重复

• 查找快

• 支持交集、并集、差集等功能

Set的常见命令有：

• SADD key member ... ：向set中添加一个或多个元素
• SREM key member ... : 移除set中的指定元素
• SCARD key： 返回set中元素的个数
• SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中
• SMEMBERS：获取set中的所有元素
• SINTER key1 key2 ... ：求key1与key2的交集
• SDIFF key1 key2: 求key1与key2的不同
• SUNION key1 key2: 求key1与key2的并集

SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：

• 可排序
• 元素不重复
• 查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet的常见命令有：

• ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值
• ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素
• ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值
• ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名
• ZCARD key：获取sorted set中的元素个数
• ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数
• ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
• ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
• ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素
• ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可，例如：

• 升序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZRANK key member

• 降序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZREVRANK key memeber

GEO数据结构

是Geolocation的简写，代表地理坐标。Redis中允许存储地理坐标信息，帮助我们根据经纬度来检索数据

常见命令：

• GEOADD：添加一个地理空间信息，包含：经度，维度，值
• GEODIST：计算指定的连个点之间的距离并返回
• GEOHASH：将指定member的坐标转为hash字符串形式并返回
• GEOPOS：返回指定member的坐标
• GEORADIUS：指定圆心、半径，找到该圆内包含的所有member，并按照与圆心之间的距离排序后返回（6.2以后废弃）
• GEOSEARCH：在指定范围内搜索member，并按照与指定点之间的距离排序后返回（6.2新功能）
• GEOSEARCHSTORE：与GEOSEARCH功能一致，可以把结果储存到一个指定的key（6.2新功能）

BitMap

Redis中是利用string类型数据结构实现BitMap，因此最大上限是512M，转换为bit则是 2^32个bit位。

操作命令有：

• SETBIT：向指定位置（offset）存入一个0或1
• GETBIT ：获取指定位置（offset）的bit值
• BITCOUNT ：统计BitMap中值为1的bit位的数量
• BITFIELD ：操作（查询、修改、自增）BitMap中bit数组中的指定位置（offset）的值
• BITFIELD_RO ：获取BitMap中bit数组，并以十进制形式返回
• BITOP ：将多个BitMap的结果做位运算（与 、或、异或）
• BITPOS ：查找bit数组中指定范围内第一个0或1出现的位置

HyperLogLog

UV统计

首先我们搞懂两个概念：

• UV：全称Unique Visitor，也叫独立访客量，是指通过互联网访问、浏览这个网页的自然人。1天内同一个用户多次访问该网站，只记录1次。
• PV：全称Page View，也叫页面访问量或点击量，用户每访问网站的一个页面，记录1次PV，用户多次打开页面，则记录多次PV。往往用来衡量网站的流量。

通常来说UV会比PV大很多，所以衡量同一个网站的访问量，我们需要综合考虑很多因素，所以我们只是单纯的把这两个值作为一个参考值

UV统计在服务端做会比较麻烦，因为要判断该用户是否已经统计过了，需要将统计过的用户信息保存。但是如果每个访问的用户都保存到Redis中，数据量会非常恐怖，那怎么处理呢？

Hyperloglog(HLL)是从Loglog算法派生的概率算法，用于确定非常大的集合的基数，而不需要存储其所有值。相关算法原理大家可以参考：https://juejin.cn/post/6844903785744056333#heading-0

Redis中的HLL是基于string结构实现的，单个HLL的内存永远小于16kb，内存占用低！作为代价，其测量结果是概率性的，有小于0.81％的误差。不过对于UV统计来说，这完全可以忽略。

操作：

• PFADD key element [element...]
• PFOUNT key [key...]
• PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey...]