前言

1. redis是一個(gè)開(kāi)源的使用ANSI C語(yǔ)言編寫(xiě)、支持網(wǎng)絡(luò)、可基于內(nèi)存、亦可持久化的日志型、key-value數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供多種語(yǔ)言的API。

2. 它是內(nèi)存存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器，可用作數(shù)據(jù)庫(kù)、高速緩存和消息隊(duì)列代理。

3. 通過(guò)數(shù)據(jù)全部in-momery的方式保證高速訪問(wèn)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)落地的功能，這是redis最主要的適用場(chǎng)景。

4. reids內(nèi)置復(fù)制、Lua腳本、LRU收回、事物以及不同級(jí)別磁盤(pán)持久化功能，同時(shí)通過(guò)redis Sentinel提供高可用，通過(guò)Redis Cluster提供自動(dòng)分區(qū)。

5. redis支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合、位圖、hyperloglogs等數(shù)據(jù)類型。

6. redis最為常用的數(shù)據(jù)類型：stirng、hash、list、set、sorted set、pub/sub、transactions。

String類型

1. string類型就是簡(jiǎn)單的key-value類型，value不僅僅是string，也可以是數(shù)字。

2. 常用命令：set、get、decr、incr、mget等。

3. 除了提供與memcached一樣的get、set、incr、decr 等操作外，redis還提供了下面的一些操作：

（1）獲取字符串長(zhǎng)度；
（2）往字符串a(chǎn)ppend內(nèi)容；
（3）設(shè)置和獲取字符串的某一段內(nèi)容；
（4）設(shè)置及獲取字符串的某一位(bit)；
（5）批量設(shè)置一系列字符串的內(nèi)容；

Hash類型

1. hash特別適合用于存儲(chǔ)對(duì)象。

2. 常用命令：hget、hset、hgetall等。

3. 應(yīng)用場(chǎng)景：存儲(chǔ)一些結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如用戶的昵稱、年齡、性別、積分等，存儲(chǔ)一個(gè)用戶信息對(duì)象數(shù)據(jù)。

4. 我們舉個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)描述下Hash的應(yīng)用場(chǎng)景，比如我們存儲(chǔ)一個(gè)用戶信息對(duì)象數(shù)據(jù)，包含以下信息：

（1）用戶id為查找的key；
（2）存儲(chǔ)的value包括姓名、年齡、生日等信息

1、實(shí)例解析：

（1）key是用戶id，value是一個(gè)Map。
（2）這個(gè)Map的key是成員的屬性名，value是屬性值；
（3）這樣對(duì)數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過(guò)其內(nèi)部的Map的key（redis里稱內(nèi)部Map的key為field），也就是key(用戶名id)+field(屬性名)就可以操作對(duì)應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了。

2、注意：

（1）redis提供了接口（hgetall）可以直接取到全部的屬性數(shù)據(jù)，但是如果內(nèi)部Map的成員很多，那么涉及到遍歷整個(gè)Map的操作。
（2）由于redis單線程模型的緣故，這個(gè)遍歷操作可能會(huì)比較耗時(shí)，而令其他客戶端的請(qǐng)求完全響應(yīng)不到，這點(diǎn)需要注意。

List類型

1. list類型實(shí)質(zhì)是一個(gè)每個(gè)元素都是string類型的雙向鏈表，這使得list既可以用作棧，也可以用作隊(duì)列。

2. list類型經(jīng)常會(huì)被用于消息隊(duì)列的服務(wù)，以完成多程序之間的消息交換。

3. 常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、lrange等。

4. 應(yīng)用場(chǎng)景：實(shí)現(xiàn)最新消息排行等功能，還有消息隊(duì)列。

5. 簡(jiǎn)單消息隊(duì)列舉例分析：

（1）假設(shè)一個(gè)應(yīng)用程序執(zhí)行l(wèi)push向鏈表中添加新的元素，我們通常將這樣的程序稱之為“生產(chǎn)者(producer)”；
（2）而另外一個(gè)應(yīng)用程序正在執(zhí)行rpop操作從鏈表中取出元素，我們稱這樣的程序?yàn)椤跋�費(fèi)者(consumer)”；
（3）在消費(fèi)者消費(fèi)消息的過(guò)程中，需要不停調(diào)用rpop查看list中是否有待處理消息。每調(diào)用一次都會(huì)發(fā)起一次鏈接，造成不必要的浪費(fèi)。
（4）另外，如果生產(chǎn)者速度大于消費(fèi)者速度，消息隊(duì)列長(zhǎng)度會(huì)一直增大，時(shí)間久了會(huì)占用大量?jī)?nèi)存空間；
（5）所以，可以使用brpop命令，這個(gè)命令只有在有元素時(shí)返回，沒(méi)有則會(huì)阻塞直到超時(shí)返回null。

Set類型

1. set類型是string類型的無(wú)序集合。

2. set集合的概念就是一堆不重復(fù)值的組合。

3. set元素最大可以包含（2的32次方-1）個(gè)元素。

4. set內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個(gè)value永遠(yuǎn)為null的HashMap。

5. set對(duì)外提供的功能與list類似是一個(gè)列表的功能，特殊之處在于set時(shí)可以自動(dòng)排重的。

6. 常用命令：sadd、spop、smembers、sunion等。

7. 當(dāng)你需要存儲(chǔ)一個(gè)列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，set是一個(gè)很好的選擇。

8. 并且set提供了判斷某個(gè)成員是否在一個(gè)set集合內(nèi)的重要接口，這個(gè)是list不能提供的。

9. 利用set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存儲(chǔ)一些集合性的數(shù)據(jù)，比如在微博應(yīng)用中，可以將一個(gè)用戶所有的關(guān)注人存在一個(gè)集合中，將其所有粉絲存在一個(gè)集合。

10. redis還為集合提供了求交集、并集、差集等操作，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)如共同關(guān)注、共同喜好、二度好友等功能。

Zset類型

1. 和set一樣，sorted set也是stirng類型元素的集合。不同的是每個(gè)元素都會(huì)關(guān)聯(lián)一個(gè)double類型的score，元素順序由score決定。

2. sorted set是插入有序的，即自動(dòng)排序。

3. 常用命令：zadd、zrange、zrem、zcard等。

4. 當(dāng)你需要一個(gè)有序的并且不重復(fù)的集合列表時(shí)，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

5. 應(yīng)用舉例：

（1）例如存儲(chǔ)全班同學(xué)的成績(jī)，其集合value可以是同學(xué)的學(xué)號(hào)，而score就可以是成績(jī)。
（2）排行榜應(yīng)用，根據(jù)得分列出topN的用戶等。

pub/sub

1. subscribe、unsubscribe和publish三個(gè)命令實(shí)現(xiàn)了發(fā)布與訂閱泛型。

2. 發(fā)送者（發(fā)送信息的客戶端）不是直接將信息發(fā)給特定的接收者（接受信息的客戶端），而是將信息發(fā)給頻道（channel），然后由頻道將信息轉(zhuǎn)發(fā)給所有對(duì)這個(gè)頻道感興趣的訂閱者。

3. 發(fā)送者無(wú)需知道任何關(guān)于訂閱者的信息，而訂閱者也無(wú)需知道是哪個(gè)客戶端給它發(fā)送信息，它只要關(guān)注自己感興趣的頻道即可。

4. 發(fā)布／訂閱在redis中，被設(shè)計(jì)的非常輕量級(jí)和簡(jiǎn)潔，它做到了消息的發(fā)布和訂閱的基本能力；但是尚未提供關(guān)于消息持久化等各種企業(yè)級(jí)的特性。

5. 一個(gè)redis client發(fā)布消息，其他多個(gè)redis client訂閱消息，發(fā)布的消息即發(fā)即失，redis不會(huì)持久保存發(fā)布的消息；消息訂閱者也只能得到訂閱后的消息，通道中此前的消息無(wú)從獲得。

6. 消息發(fā)布者，即publish客戶端，無(wú)需獨(dú)占鏈接，你可以在publish消息的同時(shí)，使用同一個(gè)redis-client鏈接進(jìn)行其他操作（如incr等）；

7. 消息訂閱者，即subscribe客戶端，需要獨(dú)占鏈接，即進(jìn)行subscribe期間，redis-client無(wú)法穿插其他操作。

8. 此時(shí)client以阻塞的方式等待publish端的消息，因此subscribe需要使用單獨(dú)的鏈接，甚至需要在額外的線程中使用。

9. tcp默認(rèn)連接時(shí)間固定，如果在這世間內(nèi)sub端沒(méi)有接收到pub端消息，或pub端沒(méi)有消息產(chǎn)生，sub端的連接都會(huì)強(qiáng)制回收。

10. 這就需要特殊手段解決，用定時(shí)器來(lái)模擬pub和sub之間的保活機(jī)制，定時(shí)器時(shí)間不能超過(guò)tcp最大連接時(shí)間。

11. 一旦subscribe端斷開(kāi)鏈接，將會(huì)失去部分消息，即鏈接失效期間的消息將會(huì)被丟失，所以，這里需要考慮redis的list來(lái)持久化；

12. 如果你非常關(guān)注每個(gè)消息，那么你應(yīng)該基于redis做一些額外的補(bǔ)充工作，如果你希望訂閱是持久的，那么如下設(shè)計(jì)思路可以借鑒：

（1）subscribe端：首先向一個(gè)set集合中增加“訂閱者id”，此set集合保存了“活躍訂閱”者；訂閱者id標(biāo)記每個(gè)唯一的訂閱者，此set為“活躍訂閱者集合”。
（2）subscribe端開(kāi)啟訂閱操作，并基于redis創(chuàng)建一個(gè)以訂閱者id為key的list數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此list中存儲(chǔ)了所有的尚未消費(fèi)的消息，此list稱為“訂閱者消息隊(duì)列”；
（3）publish端：每發(fā)布一條消息之后，publish端都需要遍歷活躍訂閱者集合，并依次向每個(gè)“訂閱者消息隊(duì)列”尾部追加此次發(fā)布的消息；
（4）到此為止，我們基本可以保證，發(fā)布的每一條消息，都會(huì)持久的保存在每個(gè)“訂閱者消息隊(duì)列”中；
（5）subscribe端，每接收到一個(gè)訂閱消息，在消費(fèi)周后，必須刪除自己的“訂閱者消息隊(duì)列”頭部的一條消息；
（6）subscribe端啟動(dòng)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)自己的“訂閱者消息隊(duì)列”中有殘存記錄，那么將會(huì)首先消費(fèi)這些消息，然后再去訂閱。

1. 以上方法可以保證成功到達(dá)的消息必消費(fèi)不丟失

transactions

1. redis事務(wù)可以一次執(zhí)行多個(gè)命令。

2. 一個(gè)事務(wù)從開(kāi)始到執(zhí)行會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段：

（1）開(kāi)始事務(wù)
（2）命令入隊(duì)
（3）執(zhí)行事務(wù)

事務(wù)是一個(gè)單獨(dú)的隔離操作：事務(wù)中的所有命令都會(huì)序列化、按順序執(zhí)行。

事務(wù)在執(zhí)行的過(guò)程中，不會(huì)被其他客戶端發(fā)送來(lái)的命令請(qǐng)求所打斷。

單個(gè)redis命令的執(zhí)行時(shí)原子性的，但redis沒(méi)有在事務(wù)上增加任何維持原子性的機(jī)制，所以redis事務(wù)的執(zhí)行并不是原子性的。

事務(wù)可以理解為一個(gè)打包的批量執(zhí)行腳本，但批量指令并非原子化的操作，中間某條指令的失敗不會(huì)導(dǎo)致前面已做指令的回滾，也不會(huì)造成后續(xù)的指令不做。

multi、exec、discard和watch命令是redis事務(wù)的基礎(chǔ)。

multi：

（1）multi命令用于開(kāi)啟一個(gè)事務(wù)，它總是返回ok。
（2）multi命令執(zhí)行之后，客戶端可以繼續(xù)向服務(wù)器發(fā)送任意多條命令；
（3）這些命令不會(huì)立即被執(zhí)行，而是被放到一個(gè)隊(duì)列中；
（4）當(dāng)exec命令被調(diào)用時(shí)，所有隊(duì)列中的命令才會(huì)被執(zhí)行。

exec：

（1）exec命令負(fù)責(zé)觸發(fā)并執(zhí)行事務(wù)中的所有命令；
（2）如果客戶端在使用multi開(kāi)啟了一個(gè)事務(wù)后，卻因?yàn)閿嗑�而沒(méi)有成功執(zhí)行exec命令，那么事務(wù)中所有的命令都不會(huì)被執(zhí)行。
（3）另一方面，如果客戶端成功在開(kāi)啟事務(wù)之后執(zhí)行exec命令，那么事務(wù)中的所有命令都會(huì)被執(zhí)行。

discard：

（1）通過(guò)調(diào)用discard，客戶端可以清空事務(wù)隊(duì)列，并放棄執(zhí)行事務(wù)。

watch：

（1）watch命令可以為redis事務(wù)提供check-and-set （CAS）行為。
（2）watch使得exec命令有條件的執(zhí)行：事務(wù)只能在所有被監(jiān)控健都沒(méi)有被修改的前提下執(zhí)行，如果這個(gè)前提不能滿足，事務(wù)就不會(huì)執(zhí)行。
（3）如果你用watch監(jiān)視來(lái)一個(gè)帶過(guò)期時(shí)間的健，那么即使這個(gè)健過(guò)期了，事務(wù)仍然可以執(zhí)行。
（4）watch可以被調(diào)用多次，對(duì)健的監(jiān)視從watch被執(zhí)行之后就生效，直到調(diào)用exec為止。
（5）當(dāng)exec被調(diào)用時(shí)，不管事務(wù)是否被成功執(zhí)行，對(duì)所有健的監(jiān)視都會(huì)被取消。
（6）當(dāng)客戶端斷開(kāi)鏈接時(shí)，該客戶端對(duì)健的監(jiān)視也會(huì)被取消。

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