Redis簡(jiǎn)介

1.1 什么是 Redis？

Redis 是一個(gè)開(kāi)源的、高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，可以作為數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存以及消息中間件使用。它支持豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字符串、哈希、列表、集合和有序集合等，因此被廣泛用于需要高性能、高并發(fā)的應(yīng)用場(chǎng)景。Redis 采用單線程模型和基于內(nèi)存的存儲(chǔ)方式，保證了非常高的讀寫(xiě)速度。

簡(jiǎn)而言之，Redis 是一個(gè)鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)，它通過(guò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，以實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。Redis 支持豐富的功能，如持久化（將數(shù)據(jù)保存在硬盤(pán)上以防丟失）、事務(wù)處理、發(fā)布/訂閱模式、Lua 腳本執(zhí)行等。

Redis 的最大特點(diǎn)是它的速度極快，而這一點(diǎn)正是它在 Web 應(yīng)用、高并發(fā)系統(tǒng)以及分布式環(huán)境中大受歡迎的原因之一。

1.2 Redis 的應(yīng)用場(chǎng)景

Redis 因?yàn)槠涓咚俚淖x寫(xiě)能力和多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持，應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，常見(jiàn)的場(chǎng)景包括：

1.2.1 緩存系統(tǒng)

Redis 最常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景就是作為緩存層。在應(yīng)用中，我們常常會(huì)緩存一些查詢頻繁且不經(jīng)常變動(dòng)的數(shù)據(jù)。Redis 作為緩存系統(tǒng)，可以極大提升數(shù)據(jù)讀取速度，減輕數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)擔(dān)。例如，網(wǎng)站首頁(yè)的廣告推薦信息、商品詳情頁(yè)的緩存等。

1.2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理

Redis 支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常適合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，例如排行榜、計(jì)數(shù)器、實(shí)時(shí)消息推送等。通過(guò) Redis 的有序集合（ZSet），我們可以輕松實(shí)現(xiàn)排行榜等功能，并能實(shí)時(shí)更新排名數(shù)據(jù)。

1.2.3 消息隊(duì)列

Redis 提供的列表（List）和發(fā)布/訂閱（Pub/Sub）功能，非常適合用作消息隊(duì)列。在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，生產(chǎn)者將消息推送到隊(duì)列中，消費(fèi)者異步處理這些消息。Redis 提供的高效操作能確保消息隊(duì)列處理的低延遲和高吞吐量。

1.2.4 會(huì)話管理

Redis 的高效性和內(nèi)存存儲(chǔ)使它非常適合用作 會(huì)話管理（Session Store）。比如，在 Web 應(yīng)用中，用戶登錄時(shí)，常將用戶會(huì)話信息存儲(chǔ)在 Redis 中，這樣可以快速訪問(wèn)與更新會(huì)話信息。

1.2.5 分布式鎖

Redis 還可以用于實(shí)現(xiàn)分布式鎖，通過(guò)它的 SETNX 命令，可以實(shí)現(xiàn)保證分布式環(huán)境下任務(wù)的互斥訪問(wèn)。

1.3 Redis 與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的區(qū)別

Redis 作為 NoSQL (對(duì)非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)稱(chēng))數(shù)據(jù)庫(kù)，與傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（如 MySQL 和 SQLite3）相比，有許多顯著的區(qū)別。我們從幾個(gè)關(guān)鍵維度來(lái)對(duì)比 Redis 和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)：

1.3.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式

• Redis：將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，訪問(wèn)速度極快。Redis 是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，支持內(nèi)存持久化（RDB 快照和 AOF 日志）以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化。
• MySQL/SQLite3：是磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)，所有數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在磁盤(pán)中，雖然也有內(nèi)存緩存機(jī)制，但相較于 Redis，訪問(wèn)速度較慢。SQLite3 通常用于嵌入式應(yīng)用和輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，而 MySQL 更適用于中大型應(yīng)用和多用戶環(huán)境。

1.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持

• Redis：支持豐富的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，除了基礎(chǔ)的鍵值對(duì)，還支持哈希表、列表、集合、有序集合等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，適合多種應(yīng)用場(chǎng)景（如計(jì)數(shù)器、隊(duì)列、集合去重等）。
• MySQL/SQLite3：主要支持表格結(jié)構(gòu)，通過(guò)表格的行和列來(lái)組織數(shù)據(jù)。它們基于關(guān)系模型進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，所有操作都是基于 SQL 查詢的。

1.3.3 性能與可擴(kuò)展性

• Redis：通過(guò)內(nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，Redis 的讀寫(xiě)速度非?？欤m合高并發(fā)訪問(wèn)的場(chǎng)景。它采用單線程模型，避免了多線程的上下文切換和鎖的競(jìng)爭(zhēng)，能夠在高并發(fā)場(chǎng)景中提供更高的性能。
• MySQL/SQLite3：雖然 MySQL 在大規(guī)模數(shù)據(jù)操作時(shí)表現(xiàn)出色，但在性能上受限于磁盤(pán) I/O。SQLite3 通常用于單機(jī)環(huán)境，適合小型應(yīng)用，不適合大規(guī)模的并發(fā)讀寫(xiě)。

1.3.4 查詢能力

• Redis：沒(méi)有復(fù)雜的查詢語(yǔ)言，如 SQL。所有操作都通過(guò) Redis 的命令完成，功能較為簡(jiǎn)單，適合簡(jiǎn)單的鍵值對(duì)存儲(chǔ)以及對(duì)某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作。
• MySQL/SQLite3：支持 SQL 查詢，能夠進(jìn)行復(fù)雜的多表聯(lián)合查詢、聚合、過(guò)濾等操作。適用于關(guān)系型數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析和報(bào)表生成。

1.3.5 數(shù)據(jù)一致性

• Redis：Redis 對(duì) ACID 特性的支持是有限的。它支持命令級(jí)別的原子性，但不提供傳統(tǒng)意義上的事務(wù)隔離與強(qiáng)一致性保障。在分布式環(huán)境中，Redis 更加注重高性能和高可用性，允許在一定程度上犧牲數(shù)據(jù)一致性。
• MySQL/SQLite3：MySQL 提供了完善的事務(wù)支持，遵循 ACID 原則，可以確保數(shù)據(jù)的一致性、可靠性和持久性，適合要求高一致性的場(chǎng)景。

補(bǔ)充：ACID特性

原子性（Atomicity）：

一個(gè)事務(wù)中的所有操作要么全部成功，要么全部失敗，不可能只執(zhí)行部分操作。

舉例說(shuō)明：
銀行轉(zhuǎn)賬中，從賬戶 A 扣錢(qián)、給賬戶 B 加錢(qián)，這兩個(gè)操作必須綁定執(zhí)行。如果只扣了 A 的錢(qián)，但沒(méi)給 B 加上，那事務(wù)就是不完整的 —— 原子性就被破壞了。

一致性（Consistency）：

事務(wù)執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)庫(kù)必須處于一致的狀態(tài)，即遵守所有的約束條件（如唯一性、外鍵、業(yè)務(wù)規(guī)則等）。

舉例說(shuō)明：
繼續(xù)銀行轉(zhuǎn)賬的例子，假設(shè)兩個(gè)賬戶總額是 10000 元，無(wú)論轉(zhuǎn)多少次，只要每次事務(wù)正確執(zhí)行，總額都不能改變 —— 這就體現(xiàn)了一致性。

隔離性（Isolation）：

多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，彼此之間互不干擾，各自的中間狀態(tài)對(duì)其他事務(wù)不可見(jiàn)。

舉例說(shuō)明：
如果兩個(gè)事務(wù)同時(shí)修改同一個(gè)庫(kù)存，系統(tǒng)必須采取機(jī)制避免數(shù)據(jù)“被多次扣減”或出現(xiàn)“臟讀”等問(wèn)題。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)鎖機(jī)制或 MVCC（多版本并發(fā)控制）實(shí)現(xiàn)事務(wù)隔離，支持不同的隔離級(jí)別（如 Read Committed、Repeatable Read、Serializable 等）。

持久性（Durability）：

一旦事務(wù)提交，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更改必須永久保存，即使系統(tǒng)崩潰也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

舉例說(shuō)明：
你轉(zhuǎn)賬后收到“轉(zhuǎn)賬成功”的提示，這筆交易即使服務(wù)器此時(shí)崩潰，系統(tǒng)重啟后也必須能恢復(fù)該記錄。數(shù)據(jù)庫(kù)通常通過(guò)寫(xiě) WAL（Write-Ahead Log）日志、刷盤(pán)等機(jī)制來(lái)保證持久性。

1.4 Redis 的優(yōu)勢(shì)與局限性

1.4.1 優(yōu)勢(shì)

• 高性能：Redis 的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)模型使其讀取和寫(xiě)入速度非?？?，適用于高并發(fā)、高訪問(wèn)量的場(chǎng)景。
• 豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持：除了基本的鍵值對(duì)，Redis 還支持哈希、列表、集合、有序集合等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得 Redis 在解決特定問(wèn)題時(shí)比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)更具優(yōu)勢(shì)。
• 簡(jiǎn)單易用：Redis 提供的命令簡(jiǎn)潔且直觀，容易上手，適合快速開(kāi)發(fā)。
• 高可用性與分布式支持：Redis 提供了主從復(fù)制、Redis Sentinel 和 Redis Cluster 等功能，可以構(gòu)建高可用、可擴(kuò)展的分布式系統(tǒng)。
• 支持持久化：Redis 可以將內(nèi)存數(shù)據(jù)持久化到磁盤(pán)，通過(guò) RDB 快照或 AOF 日志來(lái)保證數(shù)據(jù)持久性，適應(yīng)了大多數(shù)高性能應(yīng)用場(chǎng)景。

1.4.2 局限性

• 內(nèi)存限制：作為內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，Redis 的存儲(chǔ)受限于服務(wù)器的內(nèi)存大小。如果存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，可能會(huì)遇到內(nèi)存不足的情況。
• 不支持復(fù)雜查詢：Redis 主要提供簡(jiǎn)單的 CRUD 操作，對(duì)于復(fù)雜的 SQL 查詢（如多表關(guān)聯(lián)、聚合查詢等）不支持，需要結(jié)合其他工具進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
• 數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題：Redis 犧牲了部分?jǐn)?shù)據(jù)一致性和事務(wù)性，適用于非事務(wù)性和高可用性場(chǎng)景，但對(duì)于一些要求強(qiáng)一致性的應(yīng)用，可能不合適。

Redis 基礎(chǔ)概念

2.1 Redis 數(shù)據(jù)模型

2.1.1 鍵（Key）

在 Redis 中，每條數(shù)據(jù)都是一個(gè)鍵值對(duì)（Key-Value）。
Key 就是數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)符，相當(dāng)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的主鍵（Primary Key）。它的特性如下：

• 類(lèi)型：字符串（string），但內(nèi)容可以是任何字節(jié)數(shù)組。
• 最大長(zhǎng)度：512 MB。
• 通常作為查詢的入口，不支持模糊檢索（除了 KEYS 命令）。
• 最佳實(shí)踐：采用命名空間方式命名，如：user:1001:name

2.1.2 值（Value）

值的類(lèi)型可以是多種結(jié)構(gòu)，不僅僅是字符串。這是 Redis 最有特色的設(shè)計(jì)。

2.1.3 數(shù)據(jù)類(lèi)型

Redis 支持五大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（以及一些高級(jí)結(jié)構(gòu)，如 HyperLogLog、Bitmap、Geo）：

Redis 的強(qiáng)大正是因?yàn)橹担╒alue）不僅是數(shù)據(jù)，也可以是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集合。

2.2 Redis 內(nèi)存存儲(chǔ)機(jī)制

Redis 是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)全部在內(nèi)存中完成，這也是其高性能的核心原因。

2.2.1 內(nèi)存持久化（RDB 和 AOF）

【RDB】（快照）

• 以時(shí)間間隔為單位，周期性生成數(shù)據(jù)快照并寫(xiě)入磁盤(pán)（.rdb 文件）。
• 優(yōu)點(diǎn)：恢復(fù)速度快，占用空間小。
• 缺點(diǎn)：一旦崩潰，可能丟失上次快照之后的數(shù)據(jù)。

【AOF】（Append Only File）

• 每次寫(xiě)操作都會(huì)以命令形式寫(xiě)入日志文件（.aof）。
• 優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)幾乎不丟失，恢復(fù)最完整。
• 缺點(diǎn)：文件大，恢復(fù)慢。

Redis 支持 RDB 和 AOF 混合持久化，也可以配置成只使用其中一種。

2.2.2 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)

• 備份方式：
  • 復(fù)制 RDB 或 AOF 文件。
  • 使用 SAVE 或 BGSAVE 手動(dòng)觸發(fā)。
• 恢復(fù)方式：
  • 直接將 RDB/AOF 文件放置到數(shù)據(jù)目錄，重啟 Redis。

[Redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)]
       |
       |（定期快照）
       v
     RDB 文件 （或 AOF 日志）
       |
       |
       v
   磁盤(pán)持久化文件

2.3 Redis 的高性能特點(diǎn)

Redis 在高性能方面的設(shè)計(jì)非常值得稱(chēng)道，以下三點(diǎn)是核心：

2.3.1 單線程模型

Redis 的命令處理采用單線程模型，不加鎖、不阻塞，避免了線程切換開(kāi)銷(xiāo)。

• 所有命令串行執(zhí)行，天然避免并發(fā)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。
• 主要瓶頸是 CPU，而不是鎖。

客戶端請(qǐng)求
     |
     v
+-----------+
| Redis 主線程 |
+-----------+
     |
     v
處理命令（串行執(zhí)行）

2.3.2 異步 IO（非阻塞網(wǎng)絡(luò)模型）

• Redis 使用 epoll（Linux）/kqueue（BSD） 等多路復(fù)用技術(shù)進(jìn)行 異步 IO 處理。
• 雖然命令執(zhí)行是單線程，但網(wǎng)絡(luò)收發(fā)是非阻塞的，連接處理效率極高。
• 底層采用 ae_event_loop 實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)模型。

+-------------+
| 客戶端連接池 |
+-------------+
     |
     v
[ epoll 監(jiān)聽(tīng) socket 事件 ]
     |
     v
[ 有請(qǐng)求來(lái)了 ]
     |
     v
[ 主線程按序處理請(qǐng)求 ]

2.3.3 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)

Redis 完全基于內(nèi)存工作，數(shù)據(jù)訪問(wèn)無(wú)需磁盤(pán) I/O：

• 所有數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，讀寫(xiě)速度為納秒級(jí)（ns）。
• 后臺(tái)定期將內(nèi)存數(shù)據(jù)異步持久化到磁盤(pán)（非阻塞）。

這就是 Redis 快如閃電的根本原因。

redis核心模型簡(jiǎn)化示意圖

+----------------+        +----------------------+
|   客戶端請(qǐng)求    | -----> |   網(wǎng)絡(luò)層（非阻塞 IO）  |
+----------------+        +----------------------+
                                |
                                v
                      +------------------+
                      |   單線程命令處理   | <- Redis 主線程（串行）
                      +------------------+
                                |
              +----------------+----------------+
              |                                 |
     +----------------+              +--------------------+
     | 內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)  |              | 持久化（RDB / AOF） |
     +----------------+              +--------------------+

redis安裝與配置

3.1 linux安裝 Redis

3.1.1 使用包管理器安裝

sudo apt update
sudo apt install redis-server

安裝完成后，可以使用以下命令啟動(dòng)和查看 Redis 服務(wù)：

sudo systemctl start redis
sudo systemctl enable redis   # 開(kāi)機(jī)啟動(dòng)
sudo systemctl status redis

默認(rèn)配置文件路徑為 /etc/redis/redis.conf，默認(rèn)端口是 6379。

3.1.2 源碼編譯安裝

# 1. 下載源碼
wget https://download.redis.io/releases/redis-7.2.4.tar.gz
tar -xzf redis-7.2.4.tar.gz
cd redis-7.2.4
# 2. 編譯
make -j4
# 3. 可選：執(zhí)行測(cè)試（需要 tcl）
make test
# 4. 安裝
sudo make install

安裝后，會(huì)將 redis-server、redis-cli 等可執(zhí)行文件放到 /usr/local/bin/。

你可以直接運(yùn)行：

redis-server      # 啟動(dòng)服務(wù)
redis-cli         # 客戶端命令行

配置文件可在源碼目錄中找到：redis.conf，你可以復(fù)制到合適位置如 /etc/redis/。

3.2 配置 Redis

Redis 的核心配置文件是：redis.conf，默認(rèn)位置因安裝方式而異。

你可以使用：

redis-server /redis.conf的path

來(lái)自定義啟動(dòng) Redis。

3.2.1 常見(jiàn)配置項(xiàng)（redis.conf）

3.2.2 安全配置（密碼、IP 限制）

綁定指定 IP：

bind 127.0.0.1  # 限制本地訪問(wèn)

設(shè)置訪問(wèn)密碼：要求所有客戶端在執(zhí)行任何命令前必須提供這個(gè)密碼

requirepass mystrongpassword
客戶端連接時(shí)輸入上述步驟設(shè)置的密碼：
redis-cli -a mystrongpassword

關(guān)閉危險(xiǎn)命令（如 FLUSHALL）：

rename-command FLUSHALL ""
rename-command FLUSHDB ""

3.2.3 性能優(yōu)化配置（內(nèi)存、持久化等）

內(nèi)存限制（適用于緩存場(chǎng)景）：

# 設(shè)置 Redis 使用的最大內(nèi)存為 512MB，超出后會(huì)觸發(fā)內(nèi)存淘汰策略
maxmemory 512mb
# 設(shè)置內(nèi)存淘汰策略為 allkeys-lru（從所有鍵中挑選最近最少使用的鍵淘汰）
maxmemory-policy allkeys-lru

持久化控制（視業(yè)務(wù)需求選擇）：

        關(guān)閉持久化（僅做緩存）：

save ""
appendonly no

        開(kāi)啟 AOF 且設(shè)置為每秒同步：

appendonly yes
appendfsync everysec

Redis 常用命令

4.1 字符串（String）

Redis 中最基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型，類(lèi)似于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的單個(gè)字段值。

Redis 的字符串結(jié)構(gòu)是：

Key -> "value"

常用命令：

• SET key value：設(shè)置鍵值。
• GET key：獲取鍵值。
• DEL key：刪除鍵。
• INCR key / DECR key：對(duì)數(shù)值型字符串進(jìn)行自增/自減操作。
• INCRBY key amount / DECRBY key amount：按指定步長(zhǎng)增減。
• APPEND key value：向原字符串追加內(nèi)容。
• STRLEN key：返回字符串長(zhǎng)度。
• MSET key1 val1 key2 val2 ...：批量設(shè)置多個(gè)鍵值對(duì)。
• MGET key1 key2 ...：批量獲取多個(gè)鍵值。
• SETNX key value：僅當(dāng) key 不存在時(shí)設(shè)置。
• SETEX key seconds value：設(shè)置值并指定過(guò)期時(shí)間。

示例：

## 設(shè)置與獲取
SET name "Alice"
# 返回: OK
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice"
GET name
# 返回: "Alice"
# 說(shuō)明: "name" 鍵的值為 "Alice"
## 批量操作
MSET age 25 city "Shanghai"
# 返回: OK
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
MGET name age city
# 返回:
# 1) "Alice"
# 2) "25"
# 3) "Shanghai"
# 說(shuō)明: 返回 "name", "age", "city" 鍵的值
## 自增自減
SET counter 10
# 返回: OK
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "10"
INCR counter
# 返回: 11
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "11"
INCRBY counter 5
# 返回: 16
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "16"
DECR counter
# 返回: 15
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "15"
DECRBY counter 2
# 返回: 13
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "13"
## 字符串追加與長(zhǎng)度
APPEND name " Smith"
# 返回: 11      # 新字符串長(zhǎng)度
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice Smith"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "13"
GET name
# 返回: "Alice Smith"
# 說(shuō)明: "name" 鍵的值已更新為 "Alice Smith"
STRLEN name
# 返回: 11
# 說(shuō)明: "name" 字段的長(zhǎng)度為 11（"Alice Smith"）
## 設(shè)置過(guò)期鍵值對(duì)
SETEX token 60 "abc123"
# 返回: OK
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice Smith"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "13"
# token -> "abc123"（將在60秒后自動(dòng)過(guò)期）
GET token
# 返回: "abc123"
# 說(shuō)明: "token" 鍵的值為 "abc123"，且將在60秒后過(guò)期
## 條件設(shè)置（鍵不存在時(shí)才設(shè)置）
SETNX city "Beijing"
# 返回: 0      # 因?yàn)?city 已存在，未設(shè)置成功
# 當(dāng)前鍵值對(duì)為：
# name -> "Alice Smith"
# age -> "25"
# city -> "Shanghai"
# counter -> "13"
# token -> "abc123"（將在60秒后過(guò)期）
GET city
# 返回: "Shanghai"
# 說(shuō)明: "city" 鍵的值仍為 "Shanghai"
## 最終鍵值狀態(tài)（執(zhí)行完上述命令后）
name      -> "Alice Smith"
age       -> "25"
city      -> "Shanghai"
counter   -> "13"
token     -> "abc123"  （將于60秒后自動(dòng)失效）

4.2 哈希（Hash）

哈希表用于存儲(chǔ)對(duì)象，常用于表示用戶信息、商品信息等。

Redis 的哈希結(jié)構(gòu)是：

Key -> {
    field1: value1,
    field2: value2,
    ...
}

常用命令：

• HSET key field value：設(shè)置字段。
• HGET key field：獲取字段值。
• HGETALL key：獲取所有字段和值。
• HMSET key field1 val1 field2 val2 ...：一次設(shè)置多個(gè)字段（Redis 4.0 后不推薦）。
• HMGET key field1 field2 ...：一次獲取多個(gè)字段。
• HDEL key field [field ...]：刪除字段。
• HEXISTS key field：判斷字段是否存在。
• HLEN key：返回字段數(shù)量。
• HINCRBY key field increment：字段數(shù)值加減。
• HSTRLEN key field：字段值長(zhǎng)度。

示例：

## 設(shè)置與獲取
HSET user:1001 name "Bob" age "30" gender "male"
# 返回: 3    # 表示新增了3個(gè)字段
# 當(dāng)前哈希表 user:1001 內(nèi)容為：
# user:1001 -> {
#     "name": "Bob",
#     "age": "30",
#     "gender": "male"
# }
HGET user:1001 name
# 返回: "Bob"
# 說(shuō)明: "name" 字段值為 "Bob"
## 批量設(shè)置與獲取
HMSET user:1001 email "bob@example.com" phone "123456789"
# 返回: OK
# 當(dāng)前哈希表 user:1001 內(nèi)容為：
# user:1001 -> {
#     "name": "Bob",
#     "age": "30",
#     "gender": "male",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
HMGET user:1001 name email phone
# 返回:
# 1) "Bob"
# 2) "bob@example.com"
# 3) "123456789"
# 說(shuō)明: 分別返回 "name", "email", "phone" 字段的值
## 刪除字段與判斷字段是否存在
HDEL user:1001 gender
# 返回: 1    # 成功刪除1個(gè)字段
# 當(dāng)前哈希表 user:1001 內(nèi)容為：
# user:1001 -> {
#     "name": "Bob",
#     "age": "30",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
HEXISTS user:1001 age
# 返回: 1    # 字段 age 存在
# 說(shuō)明: "age" 字段仍然存在
## 哈希結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度信息
HLEN user:1001
# 返回: 4    # 當(dāng)前哈希表中還有 4 個(gè)字段
# 當(dāng)前哈希表 user:1001 內(nèi)容為：
# user:1001 -> {
#     "name": "Bob",
#     "age": "30",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
HSTRLEN user:1001 name
# 返回: 3    # name 字段的字符串長(zhǎng)度為 3（"Bob"）
# 說(shuō)明: "name" 字段的值長(zhǎng)度為 3
## 自增字段（用于數(shù)值字段）
HINCRBY user:1001 age 2
# 返回: 32   # 將 age 從 30 增加到 32
# 當(dāng)前哈希表 user:1001 內(nèi)容為：
# user:1001 -> {
#     "name": "Bob",
#     "age": "32",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
## 獲取全部字段和值
HGETALL user:1001
# 返回:
# 1) "name"
# 2) "Bob"
# 3) "age"
# 4) "32"
# 5) "email"
# 6) "bob@example.com"
# 7) "phone"
# 8) "123456789"
# 說(shuō)明: 返回所有字段和值
## 最終哈希表 user:1001 的結(jié)構(gòu)如下：
{
  "name":  "Bob",
  "age":   "32",
  "email": "bob@example.com",
  "phone": "123456789"
}

4.3 列表（List）

列表是一種雙向鏈表結(jié)構(gòu)，支持從兩端插入和彈出元素。

Redis 的列表結(jié)構(gòu)是：

Key -> [ value1, value2, value3, ... ]

常用命令：

• LPUSH key value [value ...] / RPUSH key value [value ...]：從左/右插入。
• LPOP key / RPOP key：從左/右彈出。
• LRANGE key start stop：獲取指定范圍元素。
• LLEN key：獲取列表長(zhǎng)度。
• LREM key count value：移除指定值。
• LSET key index value：設(shè)置指定索引的值。
• LINDEX key index：獲取指定索引值。
• LTRIM key start stop：保留指定區(qū)間，刪除其余元素。
• BLPOP key [key ...] timeout / BRPOP key [key ...] timeout：阻塞式彈出。

示例：

# 插入元素
LPUSH tasks "task3" "task2"
RPUSH tasks "task4"
head <--> "task2" <--> "task3" <--> "task4" <--> tail
# 查詢
LLEN tasks    #LLEN tasks 返回列表的長(zhǎng)度，結(jié)果是 3。
LRANGE tasks 0 -1  
#LRANGE tasks 0 -1 返回從索引 0 到 -1（即整個(gè)列表），結(jié)果是 ["task2", "task3", "task4"]。
LINDEX tasks 1
LINDEX tasks 1 返回索引 1 的元素，結(jié)果是 "task3"。
# 設(shè)置與移除
LSET tasks 1 "task2_updated"
head <--> "task2" <--> "task2_updated" <--> "task4" <--> tail
LREM tasks 0 "task3"
head <--> "task2" <--> "task2_updated" <--> "task4" <--> tail
# 截取與彈出
LTRIM tasks 0 1
head <--> "task2" <--> "task2_updated" <--> tail
LPOP tasks
head <--> "task2_updated" <--> tail
RPOP tasks
head <--> tail

4.4 集合（Set）

集合用于存儲(chǔ)不重復(fù)元素，支持集合運(yùn)算。

Redis 的集合結(jié)構(gòu)是：

Key -> {value1,value2,value3,...}

常用命令：

• SADD key member [member ...]：添加元素。
• SMEMBERS key：獲取所有元素。
• SREM key member [member ...]：刪除元素。
• SISMEMBER key member：判斷是否存在。
• SCARD key：集合元素?cái)?shù)量。
• SRANDMEMBER key [count]：隨機(jī)返回一個(gè)或多個(gè)元素。
• SPOP key [count]：隨機(jī)彈出元素。
• SUNION key1 key2 ...：求并集。
• SINTER key1 key2 ...：求交集。
• SDIFF key1 key2 ...：求差集。

示例：

## 添加元素
SADD tags "redis" "database" "nosql"
# 返回: 3     # 成功添加了3個(gè)新元素
# 當(dāng)前集合內(nèi)容（順序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database",
#     "nosql"
# }
## 再次添加重復(fù)元素
SADD tags "redis" "backend"
# 返回: 1     # 只有 "backend" 是新元素
# 當(dāng)前集合內(nèi)容（順序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database",
#     "nosql",
#     "backend"
# }
## 查看所有成員
SMEMBERS tags
# 返回:
# 1) "redis"
# 2) "nosql"
# 3) "database"
# 4) "backend"
# （集合是無(wú)序的，順序可能不同）
## 判斷元素是否存在
SISMEMBER tags "redis"
# 返回: 1     # 表示存在
SISMEMBER tags "mysql"
# 返回: 0     # 表示不存在
## 移除元素
SREM tags "nosql"
# 返回: 1     # 成功移除1個(gè)元素
# 當(dāng)前集合內(nèi)容（順序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database",
#     "backend"
# }
## 集合大小
SCARD tags
# 返回: 3
## 隨機(jī)彈出一個(gè)元素
SPOP tags
# 返回: （例如）"backend"   # 每次隨機(jī)，結(jié)果可能不同
# 當(dāng)前集合內(nèi)容（順序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database"
# }
## 最終集合內(nèi)容
SMEMBERS tags
# 返回:
# 1) "redis"
# 2) "database"
# （假設(shè)彈出了 "backend"）

4.5 有序集合（Sorted Set）

每個(gè)元素有一個(gè) score，成員按照 score 自動(dòng)從小到大排序。與集合（Set）相比，多了一個(gè)“分?jǐn)?shù)”維度，且結(jié)果是有序的。

Redis 的有序集合結(jié)構(gòu)是：

Key -> {
    member1: score1,
    member2: score2,
    ...
}

常用命令：

• ZADD key score member [score member ...]：添加元素。
• ZRANGE key start stop [WITHSCORES] / ZREVRANGE：按分?jǐn)?shù)排序查詢。
• ZREM key member [member ...]：刪除成員。
• ZSCORE key member：獲取某成員的分?jǐn)?shù)。
• ZRANK key member / ZREVRANK：獲取排名。
• ZINCRBY key increment member：對(duì)成員分?jǐn)?shù)自增。
• ZCOUNT key min max：統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)在范圍內(nèi)的元素?cái)?shù)量。
• ZRANGEBYSCORE key min max：按分?jǐn)?shù)范圍查詢。

示例：

# Redis 有序集合操作演示（scoreboard）
# 1. 添加與查詢
ZADD scoreboard 100 "Alice" 150 "Bob" 130 "Carol"
# 返回結(jié)果:
# (integer) 3    # 成功添加 3 個(gè)成員
# Redis 中有序集合 scoreboard 內(nèi)容為（按 score 排序）：
# scoreboard -> {
#     "Alice": 100,
#     "Carol": 130,
#     "Bob":   150
# }
ZRANGE scoreboard 0 -1 WITHSCORES
# 返回結(jié)果（按 score 從小到大）：
# 1) "Alice"
# 2) "100"
# 3) "Carol"
# 4) "130"
# 5) "Bob"
# 6) "150"
ZREVRANGE scoreboard 0 1
# 返回結(jié)果（按 score 從大到小，前兩個(gè)成員）：
# 1) "Bob"
# 2) "Carol"
# 2. 分?jǐn)?shù)與排名查詢
ZSCORE scoreboard Alice
# 返回結(jié)果:
# "100"
# 說(shuō)明: "Alice" 的分?jǐn)?shù)為 100
ZRANK scoreboard Carol
# 返回結(jié)果:
# 1
# 說(shuō)明: "Carol" 排名第 2（從 0 開(kāi)始）
ZREVRANK scoreboard Bob
# 返回結(jié)果:
# 0
# 說(shuō)明: "Bob" 在倒序中排名第 1（最高分）
# 3. 分?jǐn)?shù)修改與范圍查詢
ZINCRBY scoreboard 10 Alice
# 返回結(jié)果:
# "110"
# 說(shuō)明: "Alice" 的分?jǐn)?shù)已增加 10，變?yōu)?110
ZRANGE scoreboard 0 -1 WITHSCORES
# 返回結(jié)果（按 score 從小到大）：
# 1) "Alice"
# 2) "110"
# 3) "Carol"
# 4) "130"
# 5) "Bob"
# 6) "150"
ZCOUNT scoreboard 120 160
# 返回結(jié)果:
# (integer) 2
# 說(shuō)明: "scoreboard" 中分?jǐn)?shù)在 120 到 160 之間的成員有 2 個(gè)（"Carol" 和 "Bob"）
ZRANGEBYSCORE scoreboard 120 200
# 返回結(jié)果:
# 1) "Carol"
# 2) "Bob"

4.6 鍵操作（Key Operations）

用于管理所有鍵的通用命令。

常用命令：

• EXPIRE key seconds：設(shè)置鍵過(guò)期時(shí)間。
• TTL key：查看剩余時(shí)間。
• PERSIST key：取消過(guò)期時(shí)間。
• DEL key [key ...]：刪除鍵。
• RENAME key newkey：重命名鍵。
• TYPE key：查看鍵類(lèi)型。
• KEYS pattern：通配符查詢。
• EXISTS key：判斷鍵是否存在。
• MOVE key db：將指定的鍵遷移到指定的數(shù)據(jù)庫(kù)
• DOUBLE OBJECT key：查看給定鍵的內(nèi)部信息(包括內(nèi)存占用等)

# 1. EXPIRE key seconds：設(shè)置鍵的過(guò)期時(shí)間
SET mykey "Hello"
# 返回: OK
EXPIRE mykey 60
# 返回: 1    # 設(shè)置成功，鍵 mykey 將在60秒后過(guò)期
TTL mykey
# 返回: 60   # 返回剩余過(guò)期時(shí)間為 60 秒
# 2. TTL key：查看剩余時(shí)間
TTL mykey
# 返回: 60   # mykey 剩余過(guò)期時(shí)間 60 秒
# 3. PERSIST key：取消過(guò)期時(shí)間
PERSIST mykey
# 返回: 1    # 表示取消了過(guò)期時(shí)間
TTL mykey
# 返回: -1   # 不再有過(guò)期時(shí)間
# 4. DEL key [key ...]：刪除一個(gè)或多個(gè)鍵
DEL mykey
# 返回: 1    # 刪除成功
TTL mykey
# 返回: (error) No such key   # 鍵已刪除，不存在
# 5. RENAME key newkey：重命名鍵
SET mykey "Hello"
# 返回: OK
RENAME mykey newkey
# 返回: OK    # 重命名成功
GET newkey
# 返回: "Hello"   # 可以通過(guò)新鍵名獲取相同的值
# 6. TYPE key：查看鍵的類(lèi)型
SET mykey "Hello"
# 返回: OK
TYPE mykey
# 返回: string   # 表示 mykey 的類(lèi)型是 string
# 7. KEYS pattern：通配符查詢
SET user1 "Alice"
SET user2 "Bob"
SET admin "Charlie"
# 返回: OK
KEYS user*
# 返回:
# 1) "user1"
# 2) "user2"
# 8. EXISTS key：判斷鍵是否存在
EXISTS mykey
# 返回: 0    # 表示 mykey 不存在
EXISTS newkey
# 返回: 1    # 表示 newkey 存在
# 9. MOVE key db：將鍵遷移到指定的數(shù)據(jù)庫(kù)
SET mykey "Hello"
# 返回: OK
MOVE mykey 1
# 返回: 1    # 表示成功將 mykey 從當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)遷移到數(shù)據(jù)庫(kù) 1
SELECT 1
# 返回: OK
GET mykey
# 返回: "Hello"   # 在數(shù)據(jù)庫(kù) 1 中可以找到 `mykey`
# 10. OBJECT key：查看給定鍵的內(nèi)部信息
SET mykey "Hello"
# 返回: OK
OBJECT ENCODING mykey
# 返回: "raw"    # 返回鍵的編碼方式
OBJECT IDLETIME mykey
# 返回: 0       # 返回 mykey 的空閑時(shí)間（單位：秒）

4.7 redis常用數(shù)據(jù)庫(kù)管理命令

SELECT index

切換 Redis 數(shù)據(jù)庫(kù)。Redis 默認(rèn)有 16 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，使用索引來(lái)切換。

SELECT 2
# 返回: OK    # 選擇數(shù)據(jù)庫(kù) 2

FLUSHDB

刪除當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有鍵。清空當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)，但不會(huì)影響其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

PFLUSHDB

異步刪除當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有鍵，Redis 5.0+ 引入，減少阻塞。

FLUSHALL

刪除所有數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有鍵。執(zhí)行后會(huì)清空 Redis 實(shí)例中的所有數(shù)據(jù)。此命令操作不可逆。

PFLUSHALL

異步刪除所有數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有鍵，類(lèi)似于 FLUSHALL，但執(zhí)行時(shí)不會(huì)阻塞其他客戶端請(qǐng)求。

DBSIZE

返回當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中鍵的數(shù)量。用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中的鍵數(shù)量。

INFO [section]

獲取 Redis 實(shí)例的各種信息，可以指定某一部分的詳細(xì)信息（如服務(wù)器、內(nèi)存、客戶端、持久化等）。

INFO
# 返回:
# # Server
# redis_version:6.2.1
# # Clients
# connected_clients:10
# # Memory
# used_memory:100000

LATENCY LATEST

查看 Redis 實(shí)例的最新延遲信息。

CLIENT LIST

返回當(dāng)前所有客戶端的連接信息。包括客戶端的 ID、連接地址、空閑時(shí)間等。

CLIENT LIST
# 返回:
# 1) id=1 addr=127.0.0.1:6379 fd=8 name= age=10 idle=5 flags=N db=0
# 2) id=2 addr=127.0.0.1:6380 fd=9 name= age=20 idle=15 flags=N db=1

CLIENT KILL id

關(guān)閉指定的客戶端連接。

CONFIG GET parameter

獲取 Redis 配置參數(shù)的當(dāng)前值。

CONFIG GET maxmemory
# 返回: 
# 1) "maxmemory"
# 2) "0"

CONFIG SET parameter value

設(shè)置 Redis 配置參數(shù)的值。注意某些配置只能在啟動(dòng)時(shí)設(shè)置。

CONFIG SET maxmemory 1024mb
# 返回: OK    # 將最大內(nèi)存限制設(shè)置為 1024MB

CONFIG REWRITE

重寫(xiě) Redis 配置文件，將當(dāng)前的配置更新到 Redis 配置文件中。適用于持久化配置更改。

CONFIG REWRITE
# 返回: OK    # 配置文件重寫(xiě)成功

SHUTDOWN

關(guān)閉 Redis 實(shí)例。

LASTSAVE

返回 Redis 上次成功保存數(shù)據(jù)的時(shí)間戳

Redis 持久化與備份

Redis 提供了兩種主要的持久化機(jī)制：RDB（快照）持久化和AOF（追加文件）持久化。此外，Redis 還支持 混合持久化，即同時(shí)啟用 RDB 和 AOF 持久化。

6.1 RDB 快照持久化

RDB 是 Redis 的一種持久化方式，能夠在指定時(shí)間間隔內(nèi)創(chuàng)建 Redis 數(shù)據(jù)庫(kù)的快照，保存在磁盤(pán)上。RDB 文件存儲(chǔ)了 Redis 數(shù)據(jù)的完整快照，能夠在 Redis 重啟時(shí)用于數(shù)據(jù)恢復(fù)。

6.1.1 配置與觸發(fā)機(jī)制

Redis 的 RDB 快照持久化通過(guò)配置文件中的 save 指令來(lái)控制觸發(fā)條件。每當(dāng) Redis 發(fā)生某些變化時(shí)，它會(huì)在滿足特定條件后自動(dòng)保存數(shù)據(jù)。

save 配置參數(shù)示例：

save 900 1      # 在 900 秒（15分鐘）內(nèi)，如果有至少 1 個(gè)鍵被修改，則觸發(fā) RDB 快照保存
save 300 10     # 在 300 秒（5分鐘）內(nèi)，如果至少有 10 個(gè)鍵被修改，則觸發(fā) RDB 快照保存
save 60 10000   # 在 60 秒內(nèi)，如果至少有 10000 個(gè)鍵被修改，則觸發(fā) RDB 快照保存

配置說(shuō)明：

• 每條 save 規(guī)則由兩個(gè)數(shù)字組成，<seconds> 和 <changes>，即在 <seconds> 秒內(nèi)，如果發(fā)生了至少 <changes> 次寫(xiě)操作，Redis 會(huì)觸發(fā) RDB 快照持久化。
• 例如，save 900 1 表示在 900 秒（15分鐘）內(nèi)，如果有至少 1 個(gè)鍵被修改，則觸發(fā)快照保存。

手動(dòng)觸發(fā) RDB 快照：

你也可以手動(dòng)觸發(fā) RDB 快照：

BGSAVE

該命令會(huì)在后臺(tái)創(chuàng)建 RDB 快照，并保存到磁盤(pán)中，允許 Redis 繼續(xù)響應(yīng)客戶端請(qǐng)求。

RDB 快照觸發(fā)的場(chǎng)景：

• 定期自動(dòng)保存：按照 save 配置的規(guī)則觸發(fā)。
• 手動(dòng)保存：通過(guò) BGSAVE 或 SAVE 命令手動(dòng)觸發(fā)。
• 主從同步：當(dāng) Redis 實(shí)例作為主服務(wù)器時(shí)，RDB 快照也會(huì)用于從服務(wù)器同步數(shù)據(jù)。

6.1.2 恢復(fù)與恢復(fù)時(shí)的注意事項(xiàng)

RDB 恢復(fù)過(guò)程非常簡(jiǎn)單，Redis 啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)加載最新的 RDB 快照文件?；謴?fù)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

• 文件路徑：RDB 快照文件默認(rèn)保存為 dump.rdb，位于 Redis 配置文件中指定的 dir 目錄。
• 啟動(dòng)時(shí)恢復(fù)：當(dāng) Redis 啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)自動(dòng)檢查當(dāng)前目錄中的 dump.rdb 文件并加載它。如果找到了該文件，Redis 會(huì)根據(jù)快照中的數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
• 數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題：RDB 快照的恢復(fù)時(shí)間受保存的時(shí)間間隔影響。如果發(fā)生 Redis 重啟，且上次保存快照時(shí)已有變化，恢復(fù)時(shí)會(huì)丟失在快照保存和重啟期間的數(shù)據(jù)。

6.2 AOF 日志持久化

AOF（Append Only File）是 Redis 的另一種持久化方式，它通過(guò)記錄每個(gè)寫(xiě)命令到一個(gè)日志文件中，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)持久化。

6.2.1 配置與觸發(fā)機(jī)制

Redis 默認(rèn)情況下不啟用 AOF 持久化，若啟用 AOF，Redis 會(huì)將所有寫(xiě)命令追加到 AOF 文件中。你可以在 Redis 配置文件中通過(guò)設(shè)置 appendonly 參數(shù)來(lái)啟用 AOF。

AOF 配置參數(shù)示例：

appendonly yes      # 啟用 AOF 持久化
appendfsync everysec    # 每秒同步一次 AOF 文件

AOF 文件的三種同步策略：

• always：每次執(zhí)行寫(xiě)命令后立即同步 AOF 文件（會(huì)導(dǎo)致性能下降）。
• everysec：每秒同步一次 AOF 文件（這是默認(rèn)設(shè)置，性能與安全平衡）。
• no：不自動(dòng)同步（只有通過(guò)后臺(tái)線程在某個(gè)間隔內(nèi)同步）。

6.2.2 數(shù)據(jù)恢復(fù)

AOF 恢復(fù)過(guò)程如下：

• Redis 啟動(dòng)時(shí)會(huì)讀取 AOF 文件，并按照文件中記錄的寫(xiě)操作依次執(zhí)行，從而恢復(fù)數(shù)據(jù)。
• AOF 文件通常比 RDB 文件要大，因?yàn)樗涗浟嗣總€(gè)寫(xiě)操作，因此恢復(fù)過(guò)程可能會(huì)比 RDB 恢復(fù)慢。

AOF 恢復(fù)時(shí)的注意事項(xiàng)：

• AOF 文件的位置與 RDB 文件類(lèi)似，默認(rèn)保存在 Redis 的工作目錄中，文件名為 appendonly.aof。
• 如果 AOF 文件損壞，Redis 會(huì)嘗試修復(fù)（啟用 aof-load-truncated 配置項(xiàng)）。
• 為了避免 AOF 文件膨脹過(guò)大，Redis 提供了 AOF 重寫(xiě)（AOF Rewrite）功能，它會(huì)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)生成一個(gè)新的 AOF 文件，去除重復(fù)操作。

6.3 混合持久化（RDB + AOF）

Redis 5.0 引入了混合持久化模式，它結(jié)合了 RDB 和 AOF 的優(yōu)勢(shì)，既能提供數(shù)據(jù)的持久化，又能保證數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)的快速性和完整性。

混合持久化工作原理

混合持久化在 RDB 快照的基礎(chǔ)上，將 AOF 文件和 RDB 文件結(jié)合。在持久化時(shí)，Redis 會(huì)將數(shù)據(jù)庫(kù)的快照存儲(chǔ)在 RDB 文件中，同時(shí)將增量的寫(xiě)操作記錄到 AOF 文件中。這樣做的好處是：

• RDB 提供了快速的恢復(fù)：通過(guò) RDB 快照快速恢復(fù)數(shù)據(jù)。
• AOF 提供了精確的恢復(fù)：AOF 文件記錄所有的寫(xiě)操作，可以精確地恢復(fù)數(shù)據(jù)。

混合持久化啟用方式：

在配置文件中，可以通過(guò)設(shè)置 appendonly 和 appendfsync 參數(shù)來(lái)啟用混合持久化。Redis 默認(rèn)啟用了這種模式：

appendonly yes      # 啟用 AOF 持久化
appendfsync everysec    # 每秒同步一次 AOF 文件

混合持久化的優(yōu)勢(shì)

• 恢復(fù)速度快：使用 RDB 文件作為基礎(chǔ)快照，并通過(guò) AOF 增量更新數(shù)據(jù)，可以提高數(shù)據(jù)恢復(fù)速度。
• 數(shù)據(jù)完整性：AOF 文件記錄了所有寫(xiě)命令，確保數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
• 高效的空間使用：混合持久化減少了 AOF 文件的寫(xiě)入操作，減少了 AOF 文件的大小。

混合持久化恢復(fù)

結(jié)合了兩者的優(yōu)勢(shì)，在每次生成 RDB 快照時(shí)，它不僅會(huì)寫(xiě)入 RDB 文件，還會(huì)嵌入到 AOF 文件的開(kāi)頭，作為基準(zhǔn)狀態(tài)。隨后，AOF 文件會(huì)繼續(xù)追加快照生成之后的寫(xiě)操作增量，以保證最新的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。再生成下一次快照時(shí)會(huì)將AOF文件覆蓋，并將新生成的快照繼續(xù)嵌入到AOF文件的開(kāi)頭，循環(huán)往復(fù)。這樣，恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，Redis 先加載嵌入的快照快速恢復(fù)大部分?jǐn)?shù)據(jù)，再順序執(zhí)行快照之后的增量操作，就能完整恢復(fù)到最新?tīng)顟B(tài)，這樣就同時(shí)兼顧恢復(fù)速度和數(shù)據(jù)安全性。

Redis 高級(jí)特性

7.1 發(fā)布/訂閱（Pub/Sub）

Redis 提供了內(nèi)建的發(fā)布/訂閱消息系統(tǒng)（Pub/Sub），允許消息從發(fā)送者（發(fā)布者）廣播給一個(gè)或多個(gè)接收者（訂閱者），而無(wú)需兩者之間直接通信。

它是一種典型的消息廣播模型，適用于聊天室、實(shí)時(shí)通知、系統(tǒng)廣播等場(chǎng)景。

核心命令：

示例：

開(kāi)啟終端 A（作為訂閱者）：

SUBSCRIBE news

        此時(shí) Redis 會(huì)將該客戶端狀態(tài)切換為“訂閱模式”，并阻塞式監(jiān)聽(tīng)名為 news 的頻道。Redis 會(huì)自動(dòng)推送任何發(fā)布到該頻道的消息到這個(gè)客戶端。

注意：客戶端一旦 SUBSCRIBE 或 PSUBSCRIBE，進(jìn)入阻塞狀態(tài)，就不能再發(fā)送普通命令（比如 SET、GET），只能接收消息，直到：UNSUBSCRIBE或連接斷開(kāi)。

開(kāi)啟終端 B（作為發(fā)布者）：

PUBLISH news "Redis 7.0 Released!"

注意： Redis 不會(huì)緩存消息，消息是實(shí)時(shí)廣播的，若發(fā)布時(shí)沒(méi)有任何訂閱者，消息直接被丟棄，消息傳遞是同步推送到所有訂閱者，大量訂閱者可能拖慢發(fā)布速度。

終端 A 將自動(dòng)接收到消息：

1) "message"    表示這條數(shù)據(jù)是一個(gè)消息類(lèi)型的推送。
2) "news"       這是消息來(lái)自的頻道名稱(chēng)。
3) "Redis 7.0 Released!"  這是發(fā)布者發(fā)送的具體消息內(nèi)容。

Redis 協(xié)議會(huì)把推送過(guò)來(lái)的內(nèi)容打包成一個(gè)“數(shù)組”，所以你看到的是 1)、2)、3)，這其實(shí)就是 Redis 的 RESP 協(xié)議（Redis Serialization Protocol）中的數(shù)組結(jié)構(gòu)形式。

+-------------------+       +-------------------+
|     Publisher     |       |    Subscriber A   |
|-------------------|       |-------------------|
| PUBLISH news "..."|-----> | SUBSCRIBE news    |
+-------------------+       +-------------------+
                            +-------------------+
                            |    Subscriber B   |
                            |-------------------|
                            | SUBSCRIBE news    |
                            +-------------------+
     -- 任何 PUBLISH news 的消息將同時(shí)被 A 和 B 接收到 --

7.2 事務(wù)（MULTI / EXEC / WATCH）

Redis 支持簡(jiǎn)單形式的事務(wù)機(jī)制，允許將多個(gè)命令打包為一個(gè)事務(wù)塊執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)操作的原子性。

Redis 事務(wù)主要由以下指令組成：

• MULTI：標(biāo)記事務(wù)開(kāi)始。
• EXEC：執(zhí)行所有事務(wù)命令。
• DISCARD：放棄事務(wù)。
• WATCH：對(duì)一個(gè)或多個(gè)鍵設(shè)置監(jiān)視，當(dāng)其中任意鍵在事務(wù)執(zhí)行前被修改，事務(wù)將被中斷。

Redis 事務(wù)的執(zhí)行流程

• WATCH（可選）對(duì)關(guān)鍵 key 進(jìn)行樂(lè)觀鎖監(jiān)控。
• MULTI 開(kāi)啟事務(wù)隊(duì)列。
• 后續(xù)所有命令將被入隊(duì)緩存。
• EXEC 觸發(fā)事務(wù)，Redis 依次執(zhí)行隊(duì)列中的命令。
• 如果期間被監(jiān)視的 key 被外部修改，事務(wù)失敗，EXEC 返回 null。

示例操作 1：普通事務(wù)

MULTI
SET user:score 100
INCRBY user:score 50
GET user:score
EXEC

返回：

1) OK
2) (integer) 150
3) "150"

示例操作 2：使用 WATCH 實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖（模擬余額扣款）

客戶端 A：

SET balance 100

WATCH balance
GET balance       # → "100"
MULTI
DECRBY balance 20
EXEC

如果此時(shí)客戶端 B 修改了 balance：

客戶端 B：

SET balance 50

那么客戶端 A 的 EXEC 將返回 nil，表示事務(wù)失?。?/p>

(nil)

這是因?yàn)楸O(jiān)視的鍵 balance 在事務(wù)期間被其他客戶端改動(dòng)，Redis 終止執(zhí)行，以保證數(shù)據(jù)一致性。

注意：

7.3 腳本與 Lua 支持

為什么需要腳本支持？

Redis 本身只支持原子執(zhí)行的命令，但不支持復(fù)雜邏輯控制（如條件、循環(huán)）。Lua 腳本支持帶來(lái)了以下優(yōu)勢(shì)：

• 原子性執(zhí)行：腳本中的所有命令作為一個(gè)整體執(zhí)行，中間不會(huì)被其他命令打斷。
• 減少網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)：多個(gè)操作通過(guò)一次請(qǐng)求提交，節(jié)省 RT。
• 支持復(fù)雜邏輯：如 if/else、for 循環(huán)、函數(shù)等。

基本命令

EVAL script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

• script：Lua 腳本代碼字符串
• numkeys：表示接下來(lái)有幾個(gè) key 參數(shù)
• key1...keyN：傳遞給腳本的 Redis 鍵名
• arg1...argN：額外的參數(shù)，不作為鍵

示例 ：只有在鍵不存在時(shí)才設(shè)置

EVAL "if redis.call('exists', KEYS[1]) == 0 then 
         redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1]) 
         return 'OK' 
      else 
         return 'EXISTS' 
      end" 1 mykey myvalue

解釋?zhuān)?/p>

• KEYS[1] 為 "mykey"，ARGV[1] 為 "myvalue"
• 如果 mykey 不存在，則設(shè)置為 "myvalue" 并返回 "OK"
• 否則返回 "EXISTS"

示例 ：批量刪除匹配前綴的 key

EVAL "local keys = redis.call('keys', ARGV[1])
      for i,k in ipairs(keys) do 
        redis.call('del', k) 
      end 
      return #keys" 0 "temp:*"

說(shuō)明：

• 刪除所有匹配 "temp:*" 的 key
• #keys 返回刪除的數(shù)量

Lua腳本常用命令：

7.4 Redis 集群與分片

為了突破單機(jī) Redis 在容量與并發(fā)性能上的限制，Redis 官方提供了原生的 Redis Cluster 機(jī)制，它通過(guò)數(shù)據(jù)的分片（sharding）與節(jié)點(diǎn)間的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了高可用、可擴(kuò)展的分布式部署方式。

7.4.1 分片（Sharding）與哈希槽機(jī)制

 分片（Sharding） 是將數(shù)據(jù)水平切分為多個(gè)部分，每個(gè)部分存儲(chǔ)在不同 Redis 節(jié)點(diǎn)上，從而分擔(dān)負(fù)載、提升容量。Redis Cluster 采用的是哈希槽分片策略。

注意：Redis Cluster 使用多個(gè)主節(jié)點(diǎn)（master nodes）來(lái)實(shí)現(xiàn)分片，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一部分哈希槽（0 ~ 16383 之間的一段）。

哈希槽（Hash Slot） 是 Redis Cluster 的核心分片單位。Redis 將整個(gè) key 空間劃分為 16384 個(gè)槽（編號(hào) 0 到 16383），每個(gè)鍵通過(guò)哈希函數(shù)映射到某個(gè)槽位，再由特定節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)這個(gè)槽。

哈希槽計(jì)算方法：

HASH_SLOT = CRC16(key) mod 16384

也就是說(shuō)，Redis 使用 CRC16 哈希算法對(duì) key 計(jì)算哈希值，并將其對(duì) 16384 取模，結(jié)果即為槽編號(hào)。

示例：計(jì)算某個(gè)鍵屬于哪個(gè)哈希槽

> CLUSTER KEYSLOT mykey  
(integer) 10285

7.4.2 Redis Cluster 架構(gòu)與節(jié)點(diǎn)角色

節(jié)點(diǎn)類(lèi)型

Redis Cluster 中的節(jié)點(diǎn)分為兩類(lèi)：

• 主節(jié)點(diǎn)（Master）：負(fù)責(zé)持有實(shí)際的數(shù)據(jù)和哈希槽。
• 從節(jié)點(diǎn)（Slave）：用于主節(jié)點(diǎn)的備份，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)故障時(shí)進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移。

高可用機(jī)制

當(dāng)某個(gè)主節(jié)點(diǎn)宕機(jī)且多數(shù)節(jié)點(diǎn)（>半數(shù)）發(fā)現(xiàn)異常后，會(huì)自動(dòng)觸發(fā) 故障轉(zhuǎn)移（failover），其從節(jié)點(diǎn)會(huì)被提升為主節(jié)點(diǎn)。

假設(shè)有 6 個(gè)主節(jié)點(diǎn)（M1 ~ M6）,如果 M1 宕機(jī)，要至少有一半以上的其他主節(jié)點(diǎn)（也就是至少 ceil(6/2) = 4 個(gè)）同時(shí)認(rèn)為 M1 不可達(dá)（PFAIL 或 FAIL），才會(huì)觸發(fā) failover 流程。這些判斷是在 Redis Cluster 的 Gossip 協(xié)議中完成的，主節(jié)點(diǎn)之間會(huì)周期性地互相 PING/ACK 探測(cè)是否“可達(dá)”。

典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

• 至少 3 個(gè)主節(jié)點(diǎn) + 3 個(gè)從節(jié)點(diǎn)
• 每個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干個(gè)哈希槽
• 從節(jié)點(diǎn)分別跟隨某個(gè)主節(jié)點(diǎn)做備份

Node A (Master) --> Node A1 (Slave)
Node B (Master) --> Node B1 (Slave)
Node C (Master) --> Node C1 (Slave)

7.4.3 Redis 集群搭建流程（以 6 個(gè)節(jié)點(diǎn)為例）

Step 1：準(zhǔn)備配置文件

創(chuàng)建 6 個(gè) Redis 實(shí)例配置文件，以下為示例配置重點(diǎn)：

redis.conf
port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

其他端口（7001 - 7005）依次修改端口號(hào)。

Step 2：?jiǎn)?dòng)所有 Redis 實(shí)例

redis-server ./7000/redis.conf
redis-server ./7001/redis.conf
...
redis-server ./7005/redis.conf

Step 3：創(chuàng)建集群

使用 redis-cli 的 --cluster create 命令：

redis-cli --cluster create \
127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 \
127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 \
--cluster-replicas 1
--cluster-replicas 1，意味著：每個(gè)主節(jié)點(diǎn)都配一個(gè)從節(jié)點(diǎn)
16384 個(gè)哈希槽均勻分配給3個(gè)主節(jié)點(diǎn)
這些節(jié)點(diǎn)的主從角色是 redis-cli 在執(zhí)行時(shí)自動(dòng)決定的，而不是你手動(dòng)指定誰(shuí)是主誰(shuí)是從。
如果你想手動(dòng)決定哪些是主哪些是從，**就不能使用這個(gè)命令，而是得用更底層的命令逐個(gè) CLUSTER MEET、CLUSTER ADDSLOTS 等來(lái)構(gòu)建集群。

此命令會(huì)自動(dòng)分配槽位，并為每個(gè)主節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)從節(jié)點(diǎn)。

Step 4：驗(yàn)證集群狀態(tài)

redis-cli -c -p 7000 cluster info
redis-cli -c -p 7000 cluster nodes

7.4.4 集群管理相關(guān)命令

示例：

查看集群信息
127.0.0.1:7000> CLUSTER INFO
輸出：
cluster_state:ok 表示集群正常。
cluster_slots_assigned:16384 表示總共分配了 16384 個(gè)槽位。
cluster_size:3 表示集群有 3 個(gè)主節(jié)點(diǎn)。
....
查看集群節(jié)點(diǎn)信息
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES
07c37dfeb2352e56c38e8c801c0bb4a6b5fd64a6 127.0.0.1:7000 master - 0 1624567890 1 connected 0-5460
3c3f3f5c6b44c1a1beec77c57d56b983f56cb0a1 127.0.0.1:7003 slave 07c37dfeb2352e56c38e8c801c0bb4a6b5fd64a6 0 1624567891 2 connected
......
列出了集群中的所有節(jié)點(diǎn)。
每行展示一個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，包括節(jié)點(diǎn) ID、IP 地址、角色（master/slave）以及其負(fù)責(zé)的槽位范圍。
查看哈希槽分配情況
127.0.0.1:7000> CLUSTER SLOTS
1) 1) (integer) 0
   2) (integer) 5460
   3) 1) "127.0.0.1"
      2) (integer) 7000
      3) "my-cluster-1"
2) 1) (integer) 5461
   2) (integer) 10922
   3) 1) "127.0.0.1"
      2) (integer) 7001
      3) "my-cluster-2"
3) 1) (integer) 10923
   2) (integer) 16383
   3) 1) "127.0.0.1"
      2) (integer) 7002
      3) "my-cluster-3"
顯示了哈希槽（0-16383）的分配情況，列出了每個(gè)主節(jié)點(diǎn)及其負(fù)責(zé)的槽區(qū)間。
每個(gè)主節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的從節(jié)點(diǎn)會(huì)在后續(xù)的操作中自動(dòng)關(guān)聯(lián)。
查看某個(gè)鍵屬于哪個(gè)哈希槽
127.0.0.1:7000> CLUSTER KEYSLOT mykey
(integer) 10285
mykey被分配到哈希槽10285中。
......

到此這篇關(guān)于Redis介紹與使用一文搞懂的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis介紹與使用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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