【Redis】
1 Redis简介
1.1 NoSQL简介
目前市场主流数据存储都是使用关系型数据库。每次操作关系型数据库时都是I/O操作，I/O操作是主要影响程序执行性能原因之一，连接数据库关闭数据库都是消耗性能的过程。尽量减少对数据库的操作，能够明显的提升程序运行效率。
针对上面的问题，市场上就出现了各种NoSQL(Not Only SQL,不仅仅可以使用关系型数据库)数据库，它们的宣传口号：不是什么样的场景都必须使用关系型数据库，一些特定的场景使用NoSQL数据库更好。
常见NoSQL数据库：
memcached ：键值对，内存型数据库，所有数据都在内存中。
Redis:和Memcached类似，还具备持久化能力。
HBase：以列作为存储。
MongoDB：以Document做存储。
1.2 Redis简介
Redis是以Key-Value形式进行存储的NoSQL数据库。
Redis是使用C语言进行编写的。
平时操作的数据都在内存中，效率特高，读的效率110000/s，写81000/s，所以多把Redis当做缓存工具使用。
Redis以solt（槽）作为数据存储单元，每个槽中可以存储N多个键值对。Redis中固定具有16384。理论上可以实现一个槽是一个Redis。每个向Redis存储数据的key都会进行crc16算法得出一个值后对16384取余就是这个key存放的solt位置。
同时通过Redis Sentinel提供高可用，通过Redis Cluster提供自动分区。
2 Redis单机版安装
（1）安装依赖C语言依赖
redis使用C语言编写，所以需要安装C语言库
yum install -y gcc-c++ automake autoconf libtool make tcl （2）上传并解压
把redis-5.0.5.tar.gz上传到/usr/local/tmp中
解压文件
cd /usr/local/tmptar zxf redis-5.0.5.tar.gz（3）编译并安装
进入解压文件夹
cd /usr/local/tmp/redis-5.0.5/编译
make安装
make install PREFIX=/usr/local/redis（4）开启守护进程
复制cd /usr/local/tmp/redis-5.0.5/中redis.conf配置文件
cp redis.conf /usr/local/redis/bin/修改配置文件
cd /usr/local/redis/bin/vim redis.conf 把daemonize的值由no修改为yes
（5）修改外部访问
在redis5中需要修改配置文件redis.conf允许外部访问。需要修改两处。
注释掉 bind 127.0.0.1
#bind 127.0.0.1 protected-mode yes 改成 no
（6）启动并测试
启动redis
./redis-server redis.conf重启redis
./redis-cli shutdown./redis-server redis.conf启动客户端工具
./redis-cli 在redis5中客户端工具对命令会有提供功能。
3 Redis常用的五大类型
Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储，它还支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份，同样Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
Redis支持的五大数据类型包括String（字符串 用法： 键 值），Hash（哈希 类似Java中的 map 用法： 键 键值对），List（列表 用法：键 集合 不可以重复），Set（集合 用法：键 集合 可以重复），Zset（sorted set 有序集合 用法： 键 值 值）
3.1 String（字符串）
String 是 redis 最基本的类型，你可以理解成与 Memcached 一模一样的类型，一个 key 对应一个 value。String 类型是二进制安全的。意思是 redis 的 String 可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。String 类型是 Redis 最基本的数据类型，string 类型的值最大能存储 512MB。
应用场景：
String是最常用的一种数据类型，普通的key/value存储都可以归为此类，value其实不仅是String，也可以是数字：比如想知道什么时候封锁一个IP地址(访问超过几次)。
3.2 Hash（哈希）
Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。
Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。
使用场景：存储、读取、修改用户属性
这里可能很多人会不知道String和Hash类型的区别，我们简单举个实例来描述下Hash的应用场景，比如我们要存储一个用户信息对象数据，包含以下信息： 用户ID，为查找的key，存储的value用户对象包含姓名name，年龄age，生日birthday 等信息， 如果用普通的key/value结构来存储，主要有以下2种存储方式（都是string类型）：
第一种方式将用户ID作为查找key，把其他信息封装成一个对象以序列化的方式存储。
如：set u001 “李三,18,20010101”
这种方式的缺点是，增加了序列化/反序列化的开销，并且在需要修改其中一项信息时，需要把整个对象取回，并且修改操作需要对并发进行保护，引入CAS等复杂问题。
第二种方法是这个用户信息对象有多少成员就存成多少个key-value对儿，用用户ID+对应属性的名称作为唯一标识来取得对应属性的值。
如：mset user:001:name"李三 " user:001:age18 user:001:birthday "20010101" 虽然省去了序列化开销和并发问题，但是用户ID为重复存储，如果存在大量这样的数据，内存浪费还是非常多的。
那么这种情况直接使用Redis提供的Hash类型，就可以很好的解决了这个问题。
3.3 List（列表）
Redis 列表是简单的有序可重复字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。
应用场景：
Redis list的应用场景非常多，也是Redis最重要的数据结构之一。
我们可以轻松地实现最新消息排行等功能（消息队列）。
Lists的另一个应用就是消息队列，可以利用Lists的PUSH操作，将任务存在Lists中，然后工作线程再用POP操作将任务取出进行执行。
3.4 Set（集合）
Redis的Set是string类型的无序不重复集合。
使用场景：
1.共同好友、二度好友
2. 利用唯一性，可以统计访问网站的所有独立 IP
Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的。
比如在微博应用中，每个人的好友存在一个集合（set）中，这样求两个人的共同好友的操作，可能就只需要用求交集命令即可。
Redis还为集合提供了求交集、并集、差集等操作，可以非常方便的实
实现方式：
set 的内部实现是一个 value永远为null的HashMap，实际就是通过计算hash的方式来快速排重的，这也是set能提供判断一个成员是否在集合内的原因。
3.5 zset(sorted set：有序集合)
Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
使用场景：
1.带有权重的元素，比如一个游戏的用户得分排行榜
2.比较复杂的数据结构，一般用到的场景不算太多
4 Redis常用命令
Redis命令相关手册有很多，下面为其中比较好用的两个
1.https://www.redis.net.cn/order
2.http://doc.redisfans.com
4.1 Key操作
（1）exists
判断key是否存在。语法：exists key名称返回值：存在返回数字，不存在返回0（2）expire
设置key的过期时间，单位秒语法：expire key 秒数返回值：成功返回1，失败返回0（3）ttl
查看key的剩余过期时间语法：ttl key返回值：返回剩余时间，如果不过期返回-1，过期是-2（4）del
根据key删除键值对。语法：del key返回值：被删除key的数量4.2. 字符串值(String)
（1）set
设置指定key的值语法：set key value返回值：成功OK（2）get
获取指定key的值语法：get key返回值：key的值。不存在返回nil（3）setnx
当且仅当key不存在时才新增。语法：setnx key value返回值：不存在时返回1，存在返回0（4）setex
设置key的存活时间，无论是否存在指定key都能新增，如果存在key覆盖旧值。同时必须指定过期时间。语法：setex key seconds value返回值：OK4.3 哈希表(Hash)
Hash类型的值中包含多组field value。
（1）hset
给key中field设置值。语法：hset key field value返回值：成功1，失败0（2）hget
获取key中某个field的值语法：hget key field 返回值：返回field的内容（3）hmset
给key中多个filed设置值语法：hmset key field value field value返回值：成功OK（4）hmget
一次获取key中多个field的值语法：hmget key field field返回值：value列表（5）hvals
获取key中所有field的值语法：hvals key返回值：value列表（6）hgetall
获取所有field和value语法：hgetall key返回值：field和value交替显示列表（7）hdel
删除key中任意个field语法：hdel key field field返回值：成功删除field的数量4.4 列表（List）
（1）Rpush
向列表末尾中插入一个或多个值语法；rpush key value value返回值：列表长度（2）lrange
返回列表中指定区间内的值。可以使用-1代表列表末尾语法：lrange list 0 -1返回值：查询到的值（3）lpush
将一个或多个值插入到列表前面语法：lpush key value value返回值：列表长度（4）llen
获取列表长度语法：llen key返回值：列表长度（5）lrem
删除列表中元素。count为正数表示从左往右删除的数量。负数从右往左删除的数量。语法：lrem key count value返回值：删除数量。4.5 集合(Set)
set和java中集合一样。
（1）sadd
向集合中添加内容。不允许重复。语法：sadd key value value value返回值：集合长度（2）scard
返回集合元素数量语法：scard key返回值：集合长度（3）**smembers **
查看集合中元素内容语法：smembers key返回值：集合中元素4.6 有序集合（Sorted Set）
有序集合中每个value都有一个分数（score），根据分数进行排序。
（1）zadd
向有序集合中添加数据语法：zadd key score value score value返回值：长度（2）zrange
返回区间内容，withscores表示带有分数语法：zrange key 区间 [withscores]返回值：值列表5 Redis持久化策略
Redis不仅仅是一个内存型数据库，还具备持久化能力。
5.1 RDB
rdb模式是默认模式，可以在指定的时间间隔内生成数据快照（snapshot），默认保存到dump.rdb文件中。当redis重启后会自动加载dump.rdb文件中内容到内存中。
用户可以使用SAVE（同步）或BGSAVE（异步）手动保存数据。
可以设置服务器配置的save选项，让服务器每隔一段时间自动执行一次BGSAVE命令，可以通过save选项设置多个保存条件，但只要其中任意一个条件被满足，服务器就会执行BGSAVE命令。
例如：
save 900 1save 300 10save 60 10000那么只要满足以下三个条件中的任意一个，BGSAVE命令就会被执行;
服务器在900秒之内，对数据库进行了至少1次修改;
服务器在300秒之内，对数据库进行了至少10次修改;
服务器在60秒之内，对数据库进行了至少10000次修改;
（1）优点
rdb文件是一个紧凑文件，直接使用rdb文件就可以还原数据。
数据保存会由一个子进程进行保存，不影响父进程。
恢复数据的效率要高于aof
（2）缺点
每次保存点之间导致redis不可意料的关闭，可能会丢失数据。
由于每次保存数据都需要fork()子进程，在数据量比较大时可能会比较耗费性能。
5.2 AOF
AOF默认是关闭的，需要在配置文件中开启AOF。Redis支持AOF和RDB同时生效，如果同时存在，AOF优先级高于RDB（Redis重新启动时会使用AOF进行数据恢复）
监听执行的命令，如果发现执行了修改数据的操作，同时直接同步到数据库文件中。
（1）优点
相对RDB数据更加安全。
（2）缺点
相同数据集AOF要大于RDB。
相对RDB可能会慢一些。
（3）开启办法
修改redis.conf中
# 默认noappendonly yes# aof文件名appendfilename "appendonly.aof"6 Redis主从复制
Redis支持集群功能。为了保证单一节点可用性，redis支持主从复制功能。每个节点有N个复制品（replica），其中一个复制品是主（master），另外N-1个复制品是从（Slave），也就是说Redis支持一主多从。
一个主可有多个从，而一个从又可以看成主，它还可以有多个从。
主从优点:
增加单一节点的健壮性，从而提升整个集群的稳定性。（Redis中当超过1/2节点不可用时，整个集群不可用）
从节点可以对主节点数据备份，提升容灾能力。
读写分离。在redis主从中，主节点一般用作写（具备读的能力），从节点只能读，利用这个特性实现读写分离，写用主，读用从。
6.1 一主多从搭建
在已经搭建的单机版redis基础上进行操作。
（1）首先关闭redis单机版
./redis-cli shutdown（2）新建目录
mkdir /usr/local/replica（3）复制目录
把之前安装的redis单机版中bin目录复制三份，分别叫做：master、slave1、slave2
cp -r /usr/local/redis/bin /usr/local/replica/mastercp -r /usr/local/redis/bin /usr/local/replica/slave1cp -r /usr/local/redis/bin /usr/local/replica/slave2（4）修改从的配置文件
修改2个从的redis.conf，指定主节点ip和端口。并修改自身端口号防止和其他redis冲突。
设置第一个从节点的配置文件
vim /usr/local/replica/slave1/redis.conf指定主节点ip和端口
replicaof 192.168.93.10 6379修改自己端口
port 6380设置第二个从节点的配置文件
vim /usr/local/replica/slave2/redis.conf指定主节点ip和端口
replicaof 192.168.93.10 6379修改自己端口
port 6381（5）启动三个redis实例
注意：一定要关闭单机的redis，否则端口冲突。
cd /usr/local/replicavim startup.sh在文件中添加下面内容
cd /usr/local/replica/master/./redis-server redis.conf cd /usr/local/replica/slave1./redis-server redis.conf cd /usr/local/replica/slave2./redis-server redis.conf赋予权限
chmod a+x startup.sh开启
./startup.sh（6）查看启动状态
ps aux|grep redis
（7）测试*
cd /usr/local/replica/master/./redis-cli 
在客户端命令行模式下，添加一条数据：
进去slave查看数据是否同步。
cd /usr/local/replica/slave1./redis-cli -p 6380
7 哨兵（Sentinel）
在redis主从默认是只有主具备写的能力，而从只能读。如果主宕机，整个节点不具备写能力。但是如果这是让一个从变成主，整个节点就可以继续工作。即使之前的主恢复过来也当做这个节点的从即可。
Redis的哨兵就是帮助监控整个节点的，当节点主宕机等情况下，帮助重新选取主。
Redis中哨兵支持单哨兵和多哨兵。单哨兵是只要这个哨兵发现master宕机了，就直接选取另一个master。而多哨兵是根据我们设定，达到一定数量哨兵认为master宕机后才会进行重新选取主。我们以多哨兵演示。
（1）没有哨兵下主从效果
只要杀掉主，整个节点无法在写数据，从身份不会变化，主的信息还是以前的信息。
（2）搭建多哨兵
前提：安装了单机的redis
（2.1）新建目录
mkdir /usr/local/sentinel（2.2） 复制redis
cp -r /usr/local/redis/bin/* /usr/local/sentinel（2.3）复制配置文件
从redis解压目录中复制sentinel配置文件
cd /usr/local/tmp/redis-5.0.5/cp sentinel.conf /usr/local/sentinel/（2.4）修改配置文件
cd /usr/local/sentinelvim sentinel.confport 26379daemonize yeslogfile “/usr/local/sentinel/26379.log”sentinel monitor mymaster 192.168.93.10 6379 2 复制sentinel.conf，命名为sentinel-26380.conf
cp sentinel.conf sentinel-26380.confvim sentinel-26380.confport 26380daemonize yeslogfile “/usr/local/sentinel/26380.log”sentinel monitor mymaster 192.168.93.10 6379 2 复制sentinel.conf，命名为sentinel-26381.conf
cp sentinel.conf sentinel-26381.confvim sentinel-26381.confport 26381daemonize yeslogfile “/usr/local/sentinel/26381.log”sentinel monitor mymaster 192.168.93.10 6379 2（2.5）启动主从
如果已经启动状态，忽略下面命令。如果启动部分，全部kill后重新启动。
使用kill杀死全部redis
ps aux|grep rediskill -9 进程号启动redis主从
cd /usr/local/replica./startup.sh（2.6）启动三个哨兵
cd /usr/local/sentinel./redis-sentinel sentinel.conf./redis-sentinel sentinel-26380.conf./redis-sentinel sentinel-26381.conf（2.7）查看日志
cat 26379.log（2.8）测试宕机
查看redis进程号
ps aux|grep redis杀死主进程号
kill -9 进程号查看日志，短暂延迟后会发现，出现新的主。
cat 26379.log8 集群（Cluster）
前提：已经安装好redis单机版。
当集群中超过或等于1/2节点不可用时，整个集群不可用。为了搭建稳定集群，都采用奇数节点。
（1）复制redis配置文件
从/usr/local/redis/bin下把redis.conf复制到当前目录中，命名为redis-7001.conf
cp /usr/local/redis/bin/redis.conf /usr/local/redis/bin/redis-7001.conf（2）修改redis-7001.conf
cd /usr/local/redis/binvim redis-7001.conf需要修改如下
port 7001cluster-enabled yescluster-config-file nodes-7001.confcluster-node-timeout 15000# appendonly yes 如果开启aof默认，需要修改为yes。如果使用rdb，此处不需要修改daemonize yesprotected-mode nopidfile /var/run/redis_7001.pid（3）复制配置文件，并修改内容
把redis-7001.conf 复制5份，分别叫做redis-7002.conf、redis-7003.conf、redis-7004.conf、redis-7005.conf、redis-7006.conf
cp redis-7001.conf redis-7002.confcp redis-7001.conf redis-7003.confcp redis-7001.conf redis-7004.confcp redis-7001.conf redis-7005.confcp redis-7001.conf redis-7006.conf新复制的5个配置文件都需要需改三处。
例如nodes-7002.conf中需要把所有7001都换成7002。
可以使用 :%s/7001/7002/g 进行全局修改。
port 7002cluster-config-file nodes-7002.confpidfile /var/run/redis_7002.pid（4）启动6个redis
可以使用redis-server结合6个配置文件进行启动6个实例。
执行之前一定要先删除dump.rdb
rm -f dump.rdbvim startup.sh./redis-server redis-7001.conf./redis-server redis-7002.conf./redis-server redis-7003.conf./redis-server redis-7004.conf./redis-server redis-7005.conf./redis-server redis-7006.confchmod a+x startup.sh./startup.sh（5）查看启动状态
（6）建立集群
在redis3的时候需要借助ruby脚本实现集群。在redis5中可以使用自带的redis-cli实现集群功能，比redis3的时候更加方便了。
建议配置静态ip，ip改变集群失效
./redis-cli --cluster create 192.168.93.10:7001 192.168.93.10:7002 192.168.93.10:7003 192.168.93.10:7004 192.168.93.10:7005 192.168.93.10:7006 --cluster-replicas 1（7）测试
集群测试时，千万不要忘记最后一个-c参数。
./redis-cli -p 7001 -cset age 18（8）编写关闭脚本
vim stop.shchmod a+x stop.sh./redis-cli -p 7001 shutdown./redis-cli -p 7002 shutdown./redis-cli -p 7003 shutdown./redis-cli -p 7004 shutdown./redis-cli -p 7005 shutdown./redis-cli -p 7006 shutdown9 Jedis
Redis给Java语言提供了客户端API，称之为Jedis。
Jedis API和Redis 命令几乎是一样的。
例如：Redis对String值新增时set命令，Jedis中也是set方法。所以本课程中没有重点把所有方法进行演示，重要演示Jedis如何使用。
Jedis API特别简单，基本上都是创建对象调用方法即可。
9.1 单机版
public void testStandalone(){ Jedis jedis = new Jedis("192.168.93.10",6379); jedis.set("name","msb-standalone"); String value = jedis.get("name"); System.out.println(value);}9.2 带有连接池
public void testPool(){ JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig(); jedisPoolConfig.setMaxTotal(20); jedisPoolConfig.setMaxIdle(5); jedisPoolConfig.setMinIdle(3); JedisPool jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,"192.168.93.10",6379); Jedis jedis = jedisPool.getResource(); jedis.set("name","msb-pool"); String value = jedis.get("name"); System.out.println(value);}9.3 集群
public void testCluster(){ Set<HostAndPort> set = new HashSet<>(); set.add(new HostAndPort("192.168.93.10",7001)); set.add(new HostAndPort("192.168.93.10",7002)); set.add(new HostAndPort("192.168.93.10",7003)); set.add(new HostAndPort("192.168.93.10",7004)); set.add(new HostAndPort("192.168.93.10",7005)); set.add(new HostAndPort("192.168.93.10",7006)); JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(set); jedisCluster.set("name","bjmsb"); String value = jedisCluster.get("name"); System.out.println(value);}10 使用SpringBoot整合SpringDataRedis操作redis
Spring Data是Spring公司的顶级项目，里面包含了N多个二级子项目，这些子项目都是相对独立的项目。每个子项目是对不同API的封装。
所有Spring Boot整合Spring Data xxxx的启动器都叫做spring-boot-starter-data-xxxx
Spring Data 好处很方便操作对象类型。
把Redis不同值得类型放到一个opsForXXX方法中。
opsForValue : String值opsForList : 列表ListopsForHash: 哈希表HashopsForZSet: 有序集合Sorted SetopsForSet : 集合（1）添加依赖
<parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.2.2.RELEASE</version></parent><dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId> </dependency></dependencies>（2）配置配置文件
spring.redis.host=localhost 默认值
spring.redis.port=6379 端口号默认值
spring: redis: host: 192.168.52.133# cluster:# nodes: 192.168.93.10:7001,192.168.93.10:7002,192.168.93.10:7003,192.168.93.10:7004,192.168.93.10:7005,192.168.93.10:7006（3）编写配置类
@Configurationpublic class RedisConfig { @Bean public RedisTemplate<String,Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory){ RedisTemplate<String,Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>(); redisTemplate.setConnectionFactory(factory); redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer()); redisTemplate.setValueSerializer(new Jackson2JsonRedisSerializer<Object>(Object.class)); return redisTemplate; }}（4）编写代码
（4.1） 编写对象新增
@Autowiredprivate RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;@Testpublic void testString() { People peo = new People(1, "张三"); redisTemplate.opsForValue().set("peo1", peo);}（4.2）编写对象获取
此处必须编写值序列化器。不指定时返回类型为LinkedHashMap。
@Testpublic void testGetString() { redisTemplate.setValueSerializer(new Jackson2JsonRedisSerializer<People>(People.class)); People peo = (People) redisTemplate.opsForValue().get("peo1"); System.out.println(peo);}（4.3）编写List
@Testpublic void testList() { List<People> list = new ArrayList<>(); list.add(new People(1, "张三")); list.add(new People(2, "李四")); redisTemplate.opsForValue().set("list2", list);}（4.4）编写List取值
@Testpublic void testGetList(){ redisTemplate.setValueSerializer(new Jackson2JsonRedisSerializer<List>(List.class)); List<People> list2 = (List<People>) redisTemplate.opsForValue().get("list2"); System.out.println(list2);}11 使用Redis后数据流运行流程
（1）先判断缓存中是否存在。如果存在直接从缓存中取出数据。不执行2，3步骤。
（2）如果不存在，从mysql中获取数据。
（3）获取数据后，执行2和3操作，把数据缓存到redis中。