redis是什么 内存数据库 redis是内存缓存吗

一、什么是 Redis

Redis 是由意大利人 Salvatore Sanfilippo 开发的一款内存高速缓存数据库。Redis全称为：Remote Dictionary Server（远程数据服务）。该软件使用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数据库，并提供多种语言的API，它支持丰富的数据类型，如：字符串(String)、 哈希(Hash)、 列表(List)、 集合(Set) 和 有序集合(Sorted Set)等类型。

二、什么是缓存

上面提到了 Redis 是一款高速缓存数据库，那么，什么是缓存呢？

缓存（cache），原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种高速存储器，通常它不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术。缓存的设置是所有现代计算机系统发挥高性能的重要因素之一。

缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从CPU缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就从速率相对较慢的内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。

三、Redis的特点

• Redis 数据读写速度非常快，因为它把数据都读取到内存当中操作，而且它是用C语言编写的，是最“接近“”操作系统的语言，所以执行速度相对较快。
• Redis 虽然数据的读取都存在内存当中，但是最终它是支持数据持久化到磁盘当中。
• Redis 提供了丰富的数据结构，包括：字符串(String)、 哈希(Hash)、 列表(List)、 集合(Set) 和 有序集合(Sorted Set)等。
• Redis 的所有操作都是原子性，支持事务，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行。
• Redis 支持订阅/发布、通知、Key过期等特性。

四、Redis适用场景

• Redis 由于数据的读取和操作都在内存当中操作，读写的效率较高，所以经常被用来做数据的缓存。把一些需要频繁访问的数据，而且在短时间之内不会发生变化的，放入Redis 中进行操作。从而提高用户的请求速度和降低网站的负载，降低数据库的读写次数，就把这些数据放到缓存中。
• 一些常用的实时计算的功能。需要实时变化和展示的功能，就可以把相关数据放在 Redis 中进行操作，大大提高效率。
• 消息队列，经常用来构建类似实时聊天系统的功能，大大提高应用的可用性。

五、Redis 配置

在介绍Redis的配置文件之前，我们先来说一下Redis安装完成后生成的几个可执行文件： redis-server 、redis-cli 、redis-benchmark 、redis-stat 、redis-check-dump、redis-check-aof。

redis-server：Redis 服务器的daemon启动程序。

redis-cli：Redis 命令行执行工具。当然，你也可以用telnet根据其纯文本协议来操作。

redis-benchmark：Redis 性能检测工具，测试Redis在你的系统及你的配置下的读写性能。

redis-stat：Redis 状态检测工具，可以检测 Redis 当前状态参数及延迟状况（高版本的Redis将没有这个脚本）。

redis-check-dump：Redis dump 数据文件的修复工具。

redis-check-aof：Redis aof 日志文件修复工具。

Redis 配置项说明如下：

序号	配置项	说明
1	daemonize no	Redis 默认不是以守护进程的方式运行，可以通过该配置项修改，使用 yes 启用守护进程（Windows 不支持守护线程的配置为 no ）
2	pidfile /var/run/redis.pid	当 Redis 以守护进程方式运行时，Redis 默认会把 pid 写入 /var/run/redis.pid 文件，可以通过 pidfile 指定
3	port 6379	指定 Redis 监听端口，默认端口为 6379，作者在自己的一篇博文中解释了为什么选用 6379 作为默认端口，因为 6379 在手机按键上 MERZ 对应的号码，而 MERZ 取自意大利歌女 Alessia Merz 的名字
4	bind 127.0.0.1	绑定的主机地址
5	timeout 300	当客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为 0，表示关闭该功能
6	loglevel notice	指定日志记录级别，Redis 总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为 notice
7	logfile stdout	日志记录方式，默认为标准输出，如果配置 Redis 为守护进程方式运行，而这里又配置为日志记录方式为标准输出，则日志将会发送给 /dev/null
8	databases 16	设置数据库的数量，默认数据库为0，可以使用SELECT 命令在连接上指定数据库id
9	save <seconds> <changes> Redis 默认配置文件中提供了三个条件： save 900 1 save 300 10 save 60 10000 分别表示 900 秒（15 分钟）内有 1 个更改，300 秒（5 分钟）内有 10 个更改以及 60 秒内有 10000 个更改。	指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合
10	rdbcompression yes	指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为 yes，Redis 采用 LZF 压缩，如果为了节省 CPU 时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大
11	dbfilename dump.rdb	指定本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb
12	dir ./	指定本地数据库存放目录
13	slaveof <masterip> <masterport>	设置当本机为 slav 服务时，设置 master 服务的 IP 地址及端口，在 Redis 启动时，它会自动从 master 进行数据同步
14	masterauth <master-password>	当 master 服务设置了密码保护时，slav 服务连接 master 的密码
15	requirepass foobared	设置 Redis 连接密码，如果配置了连接密码，客户端在连接 Redis 时需要通过 AUTH <password> 命令提供密码，默认关闭
16	maxclients 128	设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制，Redis 可以同时打开的客户端连接数为 Redis 进程可以打开的最大文件描述符数，如果设置 maxclients 0，表示不作限制。当客户端连接数到达限制时，Redis 会关闭新的连接并向客户端返回 max number of clients reached 错误信息
17	maxmemory <bytes>	指定 Redis 最大内存限制，Redis 在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key，当此方法处理 后，仍然到达最大内存设置，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作。Redis 新的 vm 机制，会把 Key 存放内存，Value 会存放在 swap 区
18	appendonly no	指定是否在每次更新操作后进行日志记录，Redis 在默认情况下是异步的把数据写入磁盘，如果不开启，可能会在断电时导致一段时间内的数据丢失。因为 redis 本身同步数据文件是按上面 save 条件来同步的，所以有的数据会在一段时间内只存在于内存中。默认为 no
19	appendfilename appendonly.aof	指定更新日志文件名，默认为 appendonly.aof
20	appendfsync everysec	指定更新日志条件，共有 3 个可选值： no：表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快） always：表示每次更新操作后手动调用 fsync() 将数据写到磁盘（慢，安全） everysec：表示每秒同步一次（折中，默认值）
21	vm-enabled no	指定是否启用虚拟内存机制，默认值为 no，简单的介绍一下，VM 机制将数据分页存放，由 Redis 将访问量较少的页即冷数据 swap 到磁盘上，访问多的页面由磁盘自动换出到内存中（在后面的文章我会仔细分析 Redis 的 VM 机制）
22	vm-swap-file /tmp/redis.swap	虚拟内存文件路径，默认值为 /tmp/redis.swap，不可多个 Redis 实例共享
23	vm-max-memory 0	将所有大于 vm-max-memory 的数据存入虚拟内存，无论 vm-max-memory 设置多小，所有索引数据都是内存存储的(Redis 的索引数据 就是 keys)，也就是说，当 vm-max-memory 设置为 0 的时候，其实是所有 value 都存在于磁盘。默认值为 0
24	vm-page-size 32	Redis swap 文件分成了很多的 page，一个对象可以保存在多个 page 上面，但一个 page 上不能被多个对象共享，vm-page-size 是要根据存储的 数据大小来设定的，作者建议如果存储很多小对象，page 大小最好设置为 32 或者 64bytes；如果存储很大大对象，则可以使用更大的 page，如果不确定，就使用默认值
25	vm-pages 134217728	设置 swap 文件中的 page 数量，由于页表（一种表示页面空闲或使用的 bitmap）是在放在内存中的，，在磁盘上每 8 个 pages 将消耗 1byte 的内存。
26	vm-max-threads 4	设置访问swap文件的线程数,最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的，可能会造成比较长时间的延迟。默认值为4
27	glueoutputbuf yes	设置在向客户端应答时，是否把较小的包合并为一个包发送，默认为开启
28	hash-max-zipmap-entries 64 hash-max-zipmap-value 512	指定在超过一定的数量或者最大的元素超过某一临界值时，采用一种特殊的哈希算法
29	activerehashing yes	指定是否激活重置哈希，默认为开启（后面在介绍 Redis 的哈希算法时具体介绍）
30	include /path/to/local.conf	指定包含其它的配置文件，可以在同一主机上多个Redis实例之间使用同一份配置文件，而同时各个实例又拥有自己的特定配置文件

六、Redis 数据类型简介

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及 sorted set（有序集合）

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。

常用字符串命令：

序号	命令及描述
1	SET key value设置指定 key 的值
2	GET key获取指定 key 的值。
3	GETRANGE key start end返回 key 中字符串值的子字符
4	GETSET key value将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。
5	GETBIT key offset对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。
6	MGET key1 [key2..]获取所有(一个或多个)给定 key 的值。
7	SETBIT key offset value对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。
8	SETEX key seconds value将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。
9	SETNX key value只有在 key 不存在时设置 key 的值。
10	SETRANGE key offset value用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值，从偏移量 offset 开始。
11	STRLEN key返回 key 所储存的字符串值的长度。
12	MSET key value [key value ...]同时设置一个或多个 key-value 对。
13	MSETNX key value [key value ...]同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在。
14	PSETEX key milliseconds value这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位。
15	INCR key将 key 中储存的数字值增一。
16	INCRBY key increment将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment） 。
17	INCRBYFLOAT key increment将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment） 。
18	DECR key将 key 中储存的数字值减一。
19	DECRBY key decrementkey 所储存的值减去给定的减量值（decrement） 。
20	APPEND key value如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将指定的 value 追加到该 key 原来值（value）的末尾。

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。

常用 hash 基本命令：

序号	命令及描述
1	HDEL key field1 [field2]删除一个或多个哈希表字段
2	HEXISTS key field查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在。
3	HGET key field获取存储在哈希表中指定字段的值。
4	HGETALL key获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
5	HINCRBY key field increment为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment 。
6	HINCRBYFLOAT key field increment为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 increment 。
7	HKEYS key获取所有哈希表中的字段
8	HLEN key获取哈希表中字段的数量
9	HMGET key field1 [field2]获取所有给定字段的值
10	HMSET key field1 value1 [field2 value2 ]同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。
11	HSET key field value将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。
12	HSETNX key field value只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值。
13	HVALS key获取哈希表中所有值
14	HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 迭代哈希表中的键值对。

3、List（列表）

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）。列表最多可存储 2³² - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

常用List相关命令：

序号	命令及描述
1	BLPOP key1 [key2 ] timeout移出并获取列表的第一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
2	BRPOP key1 [key2 ] timeout移出并获取列表的最后一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
3	BRPOPLPUSH source destination timeout从列表中弹出一个值，将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它； 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
4	LINDEX key index通过索引获取列表中的元素
5	LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value在列表的元素前或者后插入元素
6	LLEN key获取列表长度
7	LPOP key移出并获取列表的第一个元素
8	LPUSH key value1 [value2]将一个或多个值插入到列表头部
9	LPUSHX key value将一个值插入到已存在的列表头部
10	LRANGE key start stop获取列表指定范围内的元素
11	LREM key count value移除列表元素
12	LSET key index value通过索引设置列表元素的值
13	LTRIM key start stop对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除。
14	RPOP key移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素。
15	RPOPLPUSH source destination移除列表的最后一个元素，并将该元素添加到另一个列表并返回
16	RPUSH key value1 [value2]在列表中添加一个或多个值
17	RPUSHX key value为已存在的列表添加值

4、Set（集合）

Redis 的 Set 是 string 类型的无序集合。

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Set相关命令：

序号	命令及描述
1	SADD key member1 [member2]向集合添加一个或多个成员
2	SCARD key获取集合的成员数
3	SDIFF key1 [key2]返回给定所有集合的差集
4	SDIFFSTORE destination key1 [key2]返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中
5	SINTER key1 [key2]返回给定所有集合的交集
6	SINTERSTORE destination key1 [key2]返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中
7	SISMEMBER key member判断 member 元素是否是集合 key 的成员
8	SMEMBERS key返回集合中的所有成员
9	SMOVE source destination member将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合
10	SPOP key移除并返回集合中的一个随机元素
11	SRANDMEMBER key [count]返回集合中一个或多个随机数
12	SREM key member1 [member2]移除集合中一个或多个成员
13	SUNION key1 [key2]返回所有给定集合的并集
14	SUNIONSTORE destination key1 [key2]所有给定集合的并集存储在 destination 集合中
15	SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]迭代集合中的元素

5、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。

常用Sorted Set相关命令：

序号	命令及描述
1	ZADD key score1 member1 [score2 member2]向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数
2	ZCARD key获取有序集合的成员数
3	ZCOUNT key min max计算在有序集合中指定区间分数的成员数
4	ZINCRBY key increment member有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment
5	ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...]计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 key 中
6	ZLEXCOUNT key min max在有序集合中计算指定字典区间内成员数量
7	ZRANGE key start stop [WITHSCORES]通过索引区间返回有序集合指定区间内的成员
8	ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]通过字典区间返回有序集合的成员
9	ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT]通过分数返回有序集合指定区间内的成员
10	ZRANK key member返回有序集合中指定成员的索引
11	ZREM key member [member ...]移除有序集合中的一个或多个成员
12	ZREMRANGEBYLEX key min max移除有序集合中给定的字典区间的所有成员
13	ZREMRANGEBYRANK key start stop移除有序集合中给定的排名区间的所有成员
14	ZREMRANGEBYSCORE key min max移除有序集合中给定的分数区间的所有成员
15	ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到低
16	ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES]返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序
17	ZREVRANK key member返回有序集合中指定成员的排名，有序集成员按分数值递减(从大到小)排序
18	ZSCORE key member返回有序集中，成员的分数值
19	ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...]计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中
20	ZSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]迭代有序集合中的元素（包括元素成员和元素分值）

七、其他命令

1、连接 Redis 服务

// 连接本地的 redis 服务
redis-cli

// 远程连接 redis 服务
redis-cli -h host -p port -a password

下表列出了 redis 连接的基本命令：

序号	命令及描述
1	AUTH password验证密码是否正确
2	ECHO message打印字符串
3	PING查看服务是否运行
4	QUIT关闭当前连接
5	SELECT index切换到指定的数据库

2、Redis keys

序号	命令及描述
1	DEL key该命令用于在 key 存在时删除 key。
2	DUMP key序列化给定 key ，并返回被序列化的值。
3	EXISTS key检查给定 key 是否存在。
4	EXPIRE key seconds 为给定 key 设置过期时间，以秒计。
5	EXPIREAT key timestampEXPIREAT 的作用和 EXPIRE 类似，都用于为 key 设置过期时间。 不同在于 EXPIREAT 命令接受的时间参数是 UNIX 时间戳(unix timestamp)。
6	PEXPIRE key milliseconds设置 key 的过期时间以毫秒计。
7	PEXPIREAT key milliseconds-timestamp设置 key 过期时间的时间戳(unix timestamp) 以毫秒计
8	KEYS pattern查找所有符合给定模式( pattern)的 key 。
9	MOVE key db将当前数据库的 key 移动到给定的数据库 db 当中。
10	PERSIST key移除 key 的过期时间，key 将持久保持。
11	PTTL key以毫秒为单位返回 key 的剩余的过期时间。
12	TTL key以秒为单位，返回给定 key 的剩余生存时间(TTL, time to live)。
13	RANDOMKEY从当前数据库中随机返回一个 key 。
14	RENAME key newkey修改 key 的名称
15	RENAMENX key newkey仅当 newkey 不存在时，将 key 改名为 newkey 。
16	TYPE key返回 key 所储存的值的类型。

3、Redis 服务器命令

Redis 服务器命令主要是用于管理 redis 服务。

下表列出了 redis 服务器的相关命令:

 

序号	命令及描述
1	BGREWRITEAOF异步执行一个 AOF（AppendOnly File） 文件重写操作
2	BGSAVE在后台异步保存当前数据库的数据到磁盘
3	CLIENT KILL [ip:port] [ID client-id]关闭客户端连接
4	CLIENT LIST获取连接到服务器的客户端连接列表
5	CLIENT GETNAME获取连接的名称
6	CLIENT PAUSE timeout在指定时间内终止运行来自客户端的命令
7	CLIENT SETNAME connection-name设置当前连接的名称
8	CLUSTER SLOTS获取集群节点的映射数组
9	COMMAND获取 Redis 命令详情数组
10	COMMAND COUNT获取 Redis 命令总数
11	COMMAND GETKEYS获取给定命令的所有键
12	TIME返回当前服务器时间
13	COMMAND INFO command-name [command-name ...]获取指定 Redis 命令描述的数组
14	CONFIG GET parameter获取指定配置参数的值
15	CONFIG REWRITE对启动 Redis 服务器时所指定的 redis.conf 配置文件进行改写
16	CONFIG SET parameter value修改 redis 配置参数，无需重启
17	CONFIG RESETSTAT重置 INFO 命令中的某些统计数据
18	DBSIZE返回当前数据库的 key 的数量
19	DEBUG OBJECT key获取 key 的调试信息
20	DEBUG SEGFAULT让 Redis 服务崩溃
21	FLUSHALL删除所有数据库的所有key
22	FLUSHDB删除当前数据库的所有key
23	INFO [section]获取 Redis 服务器的各种信息和统计数值
24	LASTSAVE返回最近一次 Redis 成功将数据保存到磁盘上的时间，以 UNIX 时间戳格式表示
25	MONITOR实时打印出 Redis 服务器接收到的命令，调试用
26	ROLE返回主从实例所属的角色
27	SAVE同步保存数据到硬盘
28	SHUTDOWN [NOSAVE] [SAVE]异步保存数据到硬盘，并关闭服务器
29	SLAVEOF host port将当前服务器转变为指定服务器的从属服务器(slave server)
30	SLOWLOG subcommand [argument]管理 redis 的慢日志
31	SYNC用于复制功能(replication)的内部命令