redis核心数据结构与高性能原理
作者：互联网
一：redis安装
1.下载
wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz
2.解压和编译
tar xzf redis‐5.0.3.tar.gz cd redis‐5.0.3 # 进入到解压好的redis‐5.0.3目录下，进行编译与安装 make MALLOC=libc
出现报错，参考：https://www.cnblogs.com/zxiaozhou/p/13398144.html
3.修改配置
daemonize yes #后台启动
protected‐mode no #关闭保护模式，开启的话，只有本机才可以访问redis 需要注释掉bind #bind 127.0.0.1（bind绑定的是自己机器网卡的ip，如果有多块网卡可以配多个ip，代表允许客户端通过机器的哪些网卡ip去访问，内网一般可以不配置bind，注释掉即可）
4.启动
src/redis-server redis.conf
5.进入客户端
src/redis-cli
二：核心数据结构
1.五种数据结构
2.String
1.常见用法
字符串常用操作 SET key value //存入字符串键值对 MSET key value [key value ...] //批量存储字符串键值对 SETNX key value //存入一个不存在的字符串键值对 GET key //获取一个字符串键值 MGET key [key ...] //批量获取字符串键值 DEL key [key ...] //删除一个键 EXPIRE key seconds //设置一个键的过期时间(秒)
原子加减 INCR key //将key中储存的数字值加1 DECR key //将key中储存的数字值减1 INCRBY key increment //将key所储存的值加上increment DECRBY key decrement //将key所储存的值减去decrement
2.应用
单值缓存 SET key value GET key 对象缓存 1) SET user:1 value(json格式数据) 2) MSET user:1:name zhuge user:1:balance 1888 MGET user:1:name user:1:balance
分布式锁 SETNX product:10001 true //返回1代表获取锁成功 SETNX product:10001 true //返回0代表获取锁失败 。。执行业务操作。。 DEL product:10001 //执行完业务释放锁 SET product:10001 true ex 10 nx //防止程序意外终止导致死锁 计数器 INCR article:readcount:{文章id} GET article:readcount:{文章id} Web集群session共享 spring session + redis实现session共享 分布式系统全局序列号 INCRBY orderId 1000 //redis批量生成序列号提升性能
测试：
分布式锁在一段时间将会失效，可以继续设置：
3.hash
1.常见命令
Hash常用操作 HSET key field value //存储一个哈希表key的键值 HSETNX key field value //存储一个不存在的哈希表key的键值 HMSET key field value [field value ...] //在一个哈希表key中存储多个键值对 HGET key field //获取哈希表key对应的field键值 HMGET key field [field ...] //批量获取哈希表key中多个field键值 HDEL key field [field ...] //删除哈希表key中的field键值 HLEN key //返回哈希表key中field的数量 HGETALL key //返回哈希表key中所有的键值 HINCRBY key field increment //为哈希表key中field键的值加上增量increment
2.应用
对象缓存
HMSET user {userId}:name zhuge {userId}:balance 1888
HMSET user 1:name zhuge 1:balance 1888
HMGET user 1:name 1:balance
测试:
电商购物车 1）以用户id为key 2）商品id为field 3）商品数量为value 购物车操作 添加商品hset cart:1001 10088 1 增加数量hincrby cart:1001 10088 1 商品总数hlen cart:1001 删除商品hdel cart:1001 10088 获取购物车所有商品hgetall cart:1001
优点缺点
优点 1）同类数据归类整合储存，方便数据管理 2）相比string操作消耗内存与cpu更小 3）相比string储存更节省空间 缺点 过期功能不能使用在field上，只能用在key上 Redis集群架构下不适合大规模使用
4.list
常用命令
List常用操作 LPUSH key value [value ...] //将一个或多个值value插入到key列表的表头(最左边) RPUSH key value [value ...] //将一个或多个值value插入到key列表的表尾(最右边) LPOP key //移除并返回key列表的头元素 RPOP key //移除并返回key列表的尾元素 LRANGE key start stop //返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定 BLPOP key [key ...] timeout //从key列表表头弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待 timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待 BRPOP key [key ...] timeout //从key列表表尾弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待 timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待
应用：
微博消息和微信公号消息
诸葛老师关注了MacTalk，备胎说车等大V
1）MacTalk发微博，消息ID为10018
LPUSH msg:{诸葛老师-ID} 10018
2）备胎说车发微博，消息ID为10086
LPUSH msg:{诸葛老师-ID} 10086
3）查看最新微博消息
LRANGE msg:{诸葛老师-ID} 0 4
5.set
常用命令
Set常用操作
SADD key member [member ...] //往集合key中存入元素，元素存在则忽略，
若key不存在则新建
SREM key member [member ...] //从集合key中删除元素
SMEMBERS key //获取集合key中所有元素
SCARD key //获取集合key的元素个数
SISMEMBER key member //判断member元素是否存在于集合key中
SRANDMEMBER key [count] //从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除
SPOP key [count] //从集合key中选出count个元素，元素从key中删除
Set运算操作
SINTER key [key ...] //交集运算
SINTERSTORE destination key [key ..] //将交集结果存入新集合destination中
SUNION key [key ..] //并集运算
SUNIONSTORE destination key [key ...] //将并集结果存入新集合destination中
SDIFF key [key ...] //差集运算
SDIFFSTORE destination key [key ...] //将差集结果存入新集合destination中
应用
微信抽奖小程序
1）点击参与抽奖加入集合
SADD key {userlD}
2）查看参与抽奖所有用户
SMEMBERS key
3）抽取count名中奖者
SRANDMEMBER key [count] / SPOP key [count]
集合操作实现微博微信关注模型
1) 诸葛老师关注的人:
zhugeSet-> {guojia, xushu}
2) 杨过老师关注的人:
yangguoSet--> {zhuge, baiqi, guojia, xushu}
3) 郭嘉老师关注的人:
guojiaSet-> {zhuge, yangguo, baiqi, xushu, xunyu)
4) 我和杨过老师共同关注:
SINTER zhugeSet yangguoSet--> {guojia, xushu}
5) 我关注的人也关注他(杨过老师):
SISMEMBER guojiaSet yangguo
SISMEMBER xushuSet yangguo
6) 我可能认识的人:
SDIFF yangguoSet zhugeSet->(zhuge, baiqi}
6.zset
常用命令
ZSet常用操作 ZADD key score member [[score member]…] //往有序集合key中加入带分值元素 ZREM key member [member …] //从有序集合key中删除元素 ZSCORE key member //返回有序集合key中元素member的分值 ZINCRBY key increment member //为有序集合key中元素member的分值加上increment ZCARD key //返回有序集合key中元素个数 ZRANGE key start stop [WITHSCORES] //正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素 ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] //倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素 Zset集合操作 ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key ...] //并集计算 ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …] //交集计算
应用
Zset集合操作实现排行榜 1）点击新闻 ZINCRBY hotNews:20190819 1 守护香港 2）展示当日排行前十 ZREVRANGE hotNews:20190819 0 9 WITHSCORES 3）七日搜索榜单计算 ZUNIONSTORE hotNews:20190813-20190819 7 hotNews:20190813 hotNews:20190814... hotNews:20190819 4）展示七日排行前十 ZREVRANGE hotNews:20190813-20190819 0 9 WITHSCORES
三：单线程与高性能
1.单线程
Redis 的单线程主要是指 Redis 的网络 IO 和键值对读写是由一个线程来完成的，这也是 Redis 对外提供键值存储服务的主要流程。
但 Redis 的其他功能，比如持久化、异步删除、集群数据同步等，其实是由额外的线程执行的。
2.为什么这么快
因为它所有的数据都在内存中，所有的运算都是内存级别的运算，而且单线程避免了多线程的切换性 能损耗问题。正因为 Redis 是单线程，所以要小心使用 Redis 指令，对于那些耗时的指令(比如 keys)，一定要谨慎使用，一不小心就可能会导致 Redis 卡顿。
3.Redis 单线程如何处理那么多的并发客户端连接？
Redis的IO多路复用：redis利用epoll来实现IO多路复用，将连接信息和事件放到队列中，依次放到 文件事件分派器，事件分派器将事件分发给事件处理器。
支持并发数：
config get maxclients
四：其他命令
1.全量遍历键
keys *
2.渐进式遍历
先多增加几个key
SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count] scan 参数提供了三个参数，第一个是 cursor 整数值(hash桶的索引值)，第二个是 key 的正则模式，第三个是一次遍历的key的数量(参考值，底层遍历的数量不一定)，并不是符合条件的结果数量。
第一次遍历时，cursor 值为 0，然后将返回结果中第一个整数值作为下一次遍历的 cursor。一直遍历到返回的cursor 值为 0 时结束。 注意：
但是scan并非完美无瑕， 如果在scan的过程中如果有键的变化（增加、 删除、 修改） ，那么遍历效果可能会碰到如下问题： 新增的键可能没有遍历到， 遍历出了重复的键等情况， 也就是说scan并不能保证完整的遍历出来所有的键， 这些是我们在开发时需要考虑的。
测试：
3.查看redis运行信息
info
Server 服务器运行的环境参数 Clients 客户端相关信息 Memory 服务器运行内存统计数据 Persistence 持久化信息 Stats 通用统计数据 Replication 主从复制相关信息 CPU CPU 使用情况 Cluster 集群信息 KeySpace 键值对统计数量信息
一些有意思的信息
connected_clients:2 # 正在连接的客户端数量 instantaneous_ops_per_sec:789 # 每秒执行多少次指令 used_memory:929864 # Redis分配的内存总量(byte)，包含redis进程内部的开销和数据占用的内存 maxmemory_policy:noeviction # 当达到maxmemory时的淘汰策略
标签：...,redis,value,field,高性能,键值,key,数据结构 来源： https://www.cnblogs.com/juncaoit/p/16610781.html