redis4.0入门小结 - 主机乐 - 做有意思的尝试

redis(REmote DIctionary Server)是一个由Salvatore Sanfilippo写key-value存储系统，它由C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value类型的数据库，并提供多种语言的API。和Memcached类似，它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set –有序集合)和hash（哈希类型）。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。在此基础上，redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步，redis在3.0版本推出集群模式。

特点、优势

k、v键值存储以及数据结构存储（如列表、字典）
所有数据(包括数据的存储)操作均在内存中完成
单线程服务(这意味着会有较多的阻塞情况)，采用epoll模型进行请求响应，对比nginx
支持主从复制模式，更提供高可用主从复制模式（哨兵）
去中心化分布式集群
丰富的编程接口支持，如Python、Golang、Java、php、Ruby、Lua、Node.js
功能丰富，除了支持多种数据结构之外，还支持事务、发布/订阅、消息队列等功能
支持数据持久化(AOF、RDB)

对比memcache

memcache是一个分布式的内存对象缓存系统，并不提供持久存储功能，而redis拥有持久化功能
memcache数据存储基于LRU(简单说：最近、最少使用key会被剔除)，而redis则可以永久保存(服务一直运行情况下)
memcache是多线程的（这是memcache优势之一），也就意味着阻塞情况少，而redis是单线程的，阻塞情况相对较多
两者性能上相差不大
memcache只支持简单的k、v数据存储，而redis支持多种数据格式存储。
memcache是多线程、非阻塞IO复用网络模型，而redis是单线程IO复用模型

二、开始

源码部署

除了查看配置还可以使用CONFIG SET修改配置，写入配置文件使用CONFIG REWRITE,使用时是需要注意某些关于服务配置参数慎重修改，如bind。

配置参数以及解释，需要注意的是，有些配置是4.0.10新增的，有些配置已经废除，如vm相关配置，和集群相关配置在集群篇章在进行补充。

key操作

常用：

string操作

字符串操作中需要注意的是，redis中的整型也当作字符串处理。

常用：

list操作

列表中的元素索引从0开始，倒数的元素可以用“-”+倒数位置表示，如-2，代表倒数第二个元素，-1则代表最后一个元素。

Redis列表是简单的字符串列表，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。

一个列表最多可以包含 232- 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。

常用：

hash操作

hash操作所有命令都以H开头。

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。

Redis 中每个 hash 可以存储 232- 1 键值对（40多亿）。

常用：

集合set操作

Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。

Redis 中集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。

集合中最大的成员数为 232 – 1(4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

常用：

五、发布订阅

Redis 发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式：发送者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息。

Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。

下图代表其发布订阅之间的关系

运作原理

每个Redis 服务器进程都维持着一个表示服务器状态的 redis.h/redisServer结构，结构的pubsub_channels 属性是一个字典，这个字典就用于保存订阅频道的信息：

SUBSCRIBE命令的行为可以用伪代码表示如下：

通过遍历整个pubsub_patterns链表，程序可以检查所有正在被订阅的模式，以及订阅这些模式的客户端。

当执行PUBLISH进行命令向channel命令发送消息时，PUBLISH除了将message 发送到所有订阅channel的客户端之外，它还会将channel和pubsub_patterns中的模式进行对比，如果channel和某个模式匹配的话，那么也将message 发送到订阅那个模式的客户端，例如一个客户端订阅了aa.bb.*频道，那么他会收到来自所有aa.bb开头的所有频道消息。

相关命令

PSUBSCRIBE订阅：

此时我们使用PUBSH向aa.bb发送消息，返回接受到的频道数，两个订阅者都能收到消息。

订阅者1:

模式订阅者：

小结

订阅信息由服务器进程维持的redisServer.pubsub_channels字典保存，字典的键为被订阅的频道，字典的值为订阅频道的所有客户端。
当有新消息发送到频道时，程序遍历频道（键）所对应的（值）所有客户端，然后将消息发送到所有订阅频道的客户端上。
订阅模式的信息由服务器进程维持的redisServer.pubsub_patterns链表保存，链表的每个节点都保存着一个pubsubPattern结构，结构中保存着被订阅的模式，以及订阅该模式的客户端。程序通过遍历链表来查找某个频道是否和某个模式匹配。
当有新消息发送到频道时，除了订阅频道的客户端会收到消息之外，所有订阅了匹配频道的模式的客户端，也同样会收到消息。
退订频道和退订模式分别是订阅频道和订阅模式的反操作。

六、事务

所谓事务应具有以下特效：原子性(Atomicity)，一致性(Consistency)，隔离性(Isolation)，持久性(Durability)，简称ACID，但redis所提供的事务比较简单，它通过MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH等命令实现事务。

而Redis只支持简单的事务，将执行命令放入队列缓存，当程序中有异常或命令出错，执行DISCARD清空缓存队列不执行队列中命令，其事务过程有以下特点：

事务是一个单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
事务是一个泛原子操作（这里我以泛原子称呼，在某些情况redis的事务不是原子性的，后续会说明）：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。

EXEC命令负责触发并执行事务中的所有命令：

如果客户端在使用MULTI开启了一个事务之后，却因为断线而没有成功执行EXEC，那么事务中的所有命令都不会被执行。
另一方面，如果客户端成功在开启事务之后执行EXEC，那么事务中的所有命令都会被执行。

特别说明文中的泛原子操作：

redis在开启事务以后，若执行命令具有显示的错误或者客户端中断则此次事务在执行EXEC命令时会调用DISCARD清空缓存队列不执行队列中的所有任务，此时是原子性的。
当执行命令过程中，命令没有显示的报错（例如LSET操作设置一个不存在的list），而是在EXEC调用时候某个命令出错，那么在这之前已经执行的命令将不会回滚，所以严格说来，redis并不支持原子性。

涉及命令