Redis （全稱： Remote Dictionary Server 遠程字典服務）是一個開源的使用 ANSI C語言 編寫、支持網絡、可基于內存亦可持久化的日志型、 Key-Value數據庫 。
環境的搭建和安裝網上有很多教程，在這里就不再重復了。

1. Redis 是什么？

Redis （全稱： Remote Dictionary Server 遠程字典服務）是一個開源的使用 ANSI C語言 編寫、支持網絡、可基于內存亦可持久化的日志型、 Key-Value數據庫 。

大家可能知道 Redis 是做緩存用的，它實際上也是一種數據庫，可以對經常使用到的數據進行存儲，也就是大家所說的緩存。

官方給出的數據是， Redis 能達到 10w+ 的 QPS( 每秒查詢速度 ) 。

為什么 Redis 的速度比 Mysql 等這種數據快呢？

因為 Redis 存儲的是 key-values 格式的數據，時間復雜度是 O(1) ，即直接通過 key 查詢對應的 value 。 而如 Mysql 數據庫，底層的實現是 B+ 樹，時間復雜度是 O(logn) 。

最重要的一點是，數據庫的數據是存儲在磁盤中的，而 Redis 是存儲在內存當中的，它們的速度差距不言而喻。但 Redis 也支持持久化存儲，這個后面的常見問題里會提到。

2. Redis 數據類型

Redis 支持 5 種數據類型： string （字符串）、 hash （哈希）、 list （列表，有序可重復）、 set （集合，無序不可重復）、 zset （有序集合，有序不可重復）。

Redis 中所有數據都是字符串， key 是區分大小寫的。

（1）string 是最基本的類型，可以包含任何數據，但是 string 類型的值最大能存儲 512MB 。

（2）hash 的 value 相當于一個 map ， value 里面也有對應的 key-value ，特別適合存儲對象。一個 hash 可以存儲 2^32-1 個鍵值對，基本用不完。并且可以修改某一個屬性值，所以一般用于存儲用戶或其他實體類的值。

（3）list 中的 value 按照插入順序排序，可以在列表的頭部和尾部添加新元素。一般用于最新消息的排行或消息隊列。

（4）set 存放的是不重復值的集合，是無序的。并提供了求交集、并集、差集等操作，所以一般用于統計等功能。

（5）與 set 不同的是， zset 是通過分數（ score ）從小到大進行排序的，我們可以指定每個值的分數，分數可以重復。一般用于排行等功能。

3.Redis常用命令

基于對上面 5 種數據類型的了解，接著學習一下 Redis 常用命令。更多了命令學習，推薦大家看一看官方文檔 http://www.redis.cn/commands.html

（1）對stirng的操作

redis命令不區分大小寫。

下面命令中，str就是key，hello就是value，append為追加命令，如果原來沒有str，就新建一個。

append str hello //對key為str的鍵追加hello字符串append str
redis//str的value變為helloredisset str1 1　 //set命令設置一個key的value值
str1是key，1是valueget str1 //get命令，獲取一個key的值 incr str1　
//incr命令，執行加1操作，比如str1的值會變成2，如果指定的key的value不能表示一個整數，就會返回一個錯誤decr str1　
//減一操作

（2）對hash的操作

上面說到過，hash的value相當于一個map，所以只設置值的時候myhash是key，h1是value里面的key，hello是h1的value

hset myhash h1 hello//設置一個key的value值hget myhash
h1//返回hello，myhash為key，h1是value里面的key，兩個都需要指定hlen
myhash//獲取myhash的字段數量，這里返回1hkeys myhash//獲取myhash所以字段，這里返回h1

（3）對list的操作

mylst是key，a,b,c,d都是value，并且有順序，所以實際存進去后是d,c,b,a

lpush mylist a b c d//lpush,從隊列左邊入隊一個或多個元素lrange mylist 0
-1//獲取指定范圍的值，從0開始，-1代表全部，注意這里返回d,c,b,a。rpush mylist 1 2 3//從右邊入隊,再次lrange的話就是d,c,b,a,1,2,3lpop
mylist//從左邊彈出一個元素，這里彈出d,此時的mylist就沒有d了

（4）對set的操作

如果我們添加了重復的元素，不會報錯，但只會存一個。如a b b，只會存a b

兩個集合之間不受影響，即key為myset和myset2兩個集合里面都可以有a b

sadd myset a b c d//添加一個或多個元素到集合里面smembers
myset//獲取集合里所有元素，輸出是無序的，隨機的。這里可能是b,d,c,asrem myset a
c//移除myset中的a和c元素，由于不可能重復也沒順序，所以可以直接指定元素值來移除

（5）對zset的操作

myzset為key，a b c前面的數字就是score

zadd myzset 2 b 1 a 3 c//添加一個或多個元素zrange myzset 0
-1//獲取指定范圍的值，0開始，-1代表全部。這里返回a,b,c

更多的命令可以看上面網站中的文檔，寫的非常詳細，下面的常見問題中也會提及一些。

4.Redis常見問題

（1）在大量的key中查詢某一固定前綴的key

在實際的業務當中，key的命名是有規范的，比如緩存用戶信息，key的前綴可能會是user。

現在有幾千萬條數據，查詢user為前綴的key的話，第一下想到的可能會是keys命令

keys user*//user*為正則表達式

其時間復雜度為O(n)，雖然性能也算可以，但是在查詢幾千萬條數據時明顯太慢了，花上幾分鐘都不稀奇，而且在查詢出來之前，可能會造成服務卡頓，占用大量內存，顯然是不可取的。

那么這種情況就可以使用scan命令

下面的命令中，math count為可選項，可用可不用，所以需要顯示的寫出來。math意味后面會匹配一個正則表達式。count代表一次查詢10條。

這個10條不是強制的，可能會比10條少。

scan 0 math user* count 10//從0開始，查詢user為前綴的key，一次查詢10條并返回

執行上面一句話后，會返回兩個東西，一個游標，代表執行到哪了，比如執行到了14325。返回的另一個就是user為前綴的key了。

下次再執行這條語句時，把0換成14325，接著上次的位置繼續查詢。但是游標不一定是遞增的，也許下次的游標比這次還小，所以存在重復的隱患。

我們可以在業務代碼處循環查詢，記錄每次返回的游標，并把查詢的key存入到set當中，起到去重的效果。

scan，實際上就是分批查詢，速度顯然沒有keys快，在查詢大量數據時，不會對服務器造成壓力。數據量不大時依舊推薦keys。

（2）利用Redis實現分布式鎖

首先了解什么是分布式鎖。即控制分布式系統訪問共享資源的一種方式。

比如系統（或主機）A和B都需要訪問資源DataA時，當A先訪問到了DataA，這時候就需要分布式鎖來把B擋住，防止A和B彼此干擾，保證數據的一致性。

額外提一點就是，Redis命令的操作是原子性的，原子性在數據庫的事務中有體現，Redis的命令也是原子性的，要么執行要么不執行，不會出現一個命令執行到一半失敗了，但還是改變了數據的問題。

實現分布式鎖，需要解決一下幾個問題：

1.互斥性，即任意時刻只能有一個客戶端獲取鎖。

2.安全性，鎖只能有持有它的客戶端刪除，不能由其他客戶端刪除。

3.死鎖，即由于某些原因，一些客戶端出現問題不能及時釋放鎖，導致其他客戶端也不能獲取鎖。

4.容錯，當某些Redis節點出現問題時，客戶端也要能獲取到鎖。

我們可以用setnx實現鎖的功能。語法：setnx key value

僅當key不存在時，才會設置成功。成功返回1，否則返回0。

1.在對應的訪問資源的業務代碼處，對指定的key設值，如果成功了，則代表沒有其他線程執行過這段代碼，也就是沒有其他線程訪問這個資源。

如果設值失敗，就代表有其他線程占用該資源，就一直等待，直到setnx成功。

2.還有個問題就是，這個key是長期有效的，所以還需要用到expire命令，語法：expire key seconds,seconds單位為秒，用以設置對應key的過期時間。

上面兩步似乎好像是實現了鎖的功能，但是缺陷也非常明顯，如果成功設值后，在我設置時間之前客戶端就出現問題了怎么辦？ 用兩個命令實現一個功能有悖于Redis的原子性 。

在Redis2.6.12版本開始，set有兩個參數，就是實現了以上兩個功能。雖然上面兩步分開的做法是錯的，但是思路是一樣的。

具體語法： set key value ex 10 nx 。ex代表過期時間，這里設置10秒過期，nx代表key是要唯一的，即一個命令實現了以上兩個步驟。

最后還有一個小問題，如果不同資源同時設置了鎖key，過期時間也是一樣的，到期后Redis同時刪除大量key時，難免會出現卡頓。

解決方法就是在設置過期值時加上隨機值。

3.利用Redis實現消息隊列

消息隊列，簡稱MQ，即消息和隊列兩個單詞的首字母縮寫。常見的消息隊列有RabbitMQ和RocketMQ等，利用Redis實現消息隊列只是熟悉下其特點，實際當中一般會使用專門的消息隊列中間件。

如果之前沒了解過消息隊列，建議搜索一下消息隊列相關知識進行一下簡單的學習。

簡單地說，消息隊列的作用就是接受客戶端的請求，然后對這些請求依次處理，一般應用請求量特別大時，比如秒殺搶購等。上面介紹數據類型時就說到了list一般用于消息隊列。

看一下list的常見操作，雖然叫做列表，但其特點和數據結構的隊列基本一模一樣。所以在用Redis實現消息隊列時，首先肯定會想到list。

1.利用list的話，仿佛 使用rpush生產消息，lpop消費消息 就行了。但是有一個小問題，lpop不會等待rpush的，當rpush還沒來得及生成數據時，這時lpop會直接返回null的。

2.既然要等待rpush生成數據，難免又會想到一個命令blpop,其語法為：blpop key seconds。 和lpop功能一樣，但是會等待指定的時間，這段時間內rpush如果生成數據的話，blpop會及時返回。

3. 但是blpop的缺點也很明顯，當然這個缺點也存在于lpop當中，就是blpop執行完后，代表出隊，rpush生成的這條消息就沒了，而消息隊列中有的需求是需要多個消費者去接收的。

這時候就可以用上 Redis的訂閱者模式 ，Redis客戶端可以訂閱任意數量的頻道(Topic)
在Redis當中用subscribe命令訂閱一個頻道，語法subscribe topic，topic就是自定義的頻道名稱，注意是topic不是key， 不需要事先定義，直接訂閱就行了。

然后用publish生產消息，語法publish topic value,topic就是你想發布到哪個頻道，value就是數據內容，而訂閱了這個頻道的所有消費者都會接收到消息。 注意是及時收到，不需要你再去手動用命令獲取。

訂閱者模式，的確解決了以上兩種方法的缺點，但是其缺陷也很明顯，就是只有處于訂閱者模式，也就是監聽狀態下，消費者才會接受到生產者的消息，也就是及時發送及時接收的，一旦Redis客戶端下線，就永遠不會接收到這個消息了。

這就回到了前面說到的一句話，實際當中會使用專門的消息隊列中間件來說實現這些功能，以上三種方法或多或少可以實現消息隊列的功能，但是缺陷也非常明顯。

4.Redis如何做持久化

Redis是基于內存當中的，那么肯定就會有疑問了，當我關閉主機或者關閉了Redis，那Redis的數據是不是就全沒了。

持久化的作用就是，把Redis的數據存儲到磁盤當中，以免Redis的數據丟失。

Redis有兩種持久化機制，默認的一種是RDB,另一種是AOF。

1.RDB(快照)持久化會在某個時間點保存全量的數據，快照即針對內存進行的快速讀取技術。而這個時間點可以由我們的實際業務進行時間策略配置。

RDB會按照時間周期策略對數據以快照的方式保存到磁盤里，并產生一個 dump.rdb的二進制文件 。我們可以在redis.conf配置文件中save參數查看和配置時間策略。

dump.rdb文件是如何創建的呢？ rdb文件可以通過兩個命令創建 ，一個是save,一個是bgsave。 要注意這里的save是redis命令，上面提到的save是配置文件里面的參數。

save命令會阻塞Redis服務器進程，直到rdb文件創建完成，一般很少使用。

bgsave命令會fork出一個子進程來創建rdb文件，不會阻塞服務器進程。fork即創建一個與父進程幾乎一樣的子進程。

bgsave的基本原理：當我們使用bgsave命令時，首先會檢查是否存在RDB/AOF子進程正在進行，有的話就返回錯誤，即當我們第一次執行了bgsave，在執行完之前其他的bgsave會被拒絕執行。

如果沒有正在進行的子進程，就會調用redis源碼里面的rdbSaveBackground這個方法，然后利用fork創建一個子進程。

RDB的缺點：

1.1.前面提到，在某個時間點會進行全量數據保存，數據量大的話由于I/O而嚴重影響到性能。

1.2.由于RDB是根據配置文件里面的時間策略進行保存的，如果發生意外情況，那么上次保存到當前時間段內的數據會發生丟失。

2.AOF(Append-Only-File)持久化 會以追加的方式（append）保存除了查詢指令以外所有變更的數據，其默認的文件名稱為 appendonly.aof 。

AOF持久化默認是關閉的，我們可以 在配置文件當中找到appendonly參數，把它的參數內容改為yes。

前面說到AOF文件會記錄所有非查詢的所有指令，最后肯定難以避免文件不斷增大的問題，最主要的問題是記錄的很多數據是不必要的。

比如循環更新一個數100次，AOF會記錄這100個過程，而我們只需要最終結果就行了。

所以， Redis提供了一個日志重寫的功能解決文件不斷增大的問題 ，可以用BGREWRITEAOF命令手動執行。日志重寫在服務不中斷的情況下也能執行， 其基本原理如下 ：

1.使用fork創建一個子進程。2.子進程把新的AOF寫道一個臨時文件里，并不會依賴現有的AOF文件，只需要讀取內存中的數據。這里就優化了很多不必要的數據。

2.主進程這時候會依舊將新的變動寫到內存里，也會寫到現有的AOF文件里，即使子進程重寫失敗，數據也不會丟失。4.主進程獲取到子進程AOF重寫完成的信號后，會把新的變動追加到新的AOF文件里。

3.最后使用新的AOF文件替換掉原來的AOF文件。

如果啟用了AOF持久化，Redis啟動時會先檢查AOF文件是否存在，如果存在就直接加載AOF文件，如果不存在就檢查RDB文件是否存在，如果存在就加載，不存在就直接啟動Redis。

在Redis4.0之后，推出了RDB-AOF混合持久化方式并作為默認方式，RDB全量保存，AOF增量保存，集成了它們各自的優點。

5.SpringBoot整合Redis

首先在依賴項里面添加redis啟動器

spring-boot-starter-data-redis

然后在配置文件里面進行相關的配置，更多的配置可以看RedisProperties.java源碼查看。

spring.redis.host=127.0.0.1 #redis地址spring.redis.port=6379
#redis服務端口號

最后注入相關的類

//操作的是復雜類型，比如各種實體類@AutowiredRedisTemplate
redisTemplate//操作的是字符串@AutowiredStringRedisTemplate
stringRedisTemplate

SpringBoot框架下對Redis的操作不像Jedis那樣可以直接使用原生的Redis命令，具體的API大家可以自行搜索相關的文檔。

不過推薦使用一些SpringBoot的Redis工具類，工具類會對 RedisTemplate和StringRedisTemplate的方法進行封裝，而封裝后的方法名和Redis原生命令是一樣的。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的初识Redis，看这一篇就够了的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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