【星海随笔】redis 解析

redis

非关系型数据库
支持事务，操作都是原子性
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-server：顾名思义，redis服务
redis-cli：redis client，提供一个redis客户端，以供连接到redis服务，进行增删改查等操作
redis-sentinel：redis实例的监控管理、通知和实例失效备援服务
redis-benchmark：redis的性能测试工具
redis-check-aof：若以AOF方式的持久化，当意外发生时用来快速修复
redis-check-rdb：若以RDB方式的持久化，当意外发生时用来快速修复

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、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API1。6379在是手机按键上MERZ对应的号码，而MERZ取自意大利歌女Alessia Merz的名字。当Antirez为Redis选择一个数字作为默认端口号时，Antirez把"MERZ"在手机键盘上对应的数字6379拿来用了。

基础数据类型

五种类型

string（字符串） 基本形式：key value
hash（哈希）
list （列表）
set （集合）
zset (sorted set：有序集合)

基础类型可以配合watch进行操作

WATCH 机制：使用 WATCH 监视一个或多个 key , 跟踪 key 的 value 修改情况，如果有key 的 value 值在事务 EXEC 执行之前被修改了，整个事务被取消。EXEC 返回提示信息，表示事务已经失败。

设置过期时间

expire <key> <num> #设置key的有限期
ttl <key> #获取剩余多长时间

配置文件中hz设置定期删除时间

string

最大存储为512MB。
String类型除了可以存字符串也可以是int 和 float。

方法：

get <key> #根据key获取volume
set <key> <volume>  #设置key对应的volume
setnx <key> <value>	#当key不存在时才设置
setex <key> <seconds> <value>	# 设置key的值并设置过期时间(单位:秒)
psetex <key> <milliseconds> <value>	#设置key的值并设置过期时间(单位:毫秒)
del #删除
append <key> <value>	#将value追加到key的值的后面,即将该值与原来的值合并。
#mget //多个同时获取
#mset  //多个同时设置
strlen <key>  #获取字符串的长度
getrange <key> <start> <end> #获取key值对应的volume一段区间的值。volume 0 位开始计数。
incr <key> #使int自增一个数字。
incrby <key> <num> #使key增长指定的数字。
decr <key>
decrby <key> <num>

redis访问速度块、支持的数据类型比较丰富，所以redis很适合用来存储热点数据
设置一个键的生存时间，到时间后redis会删除它。利用这一特性可以运用在限时的优惠活动信息、手机验证码等业务场景。
redis由于incrby命令可以实现原子性的递增，所以可以运用于高并发的秒杀活动、分布式序列号的生成、具体业务还体现在比如限制一个手机号发多少条短信、一个接口一分钟限制多少请求、一个接口一天限制调用多少次等等。

数据库查询注意事项：

不推荐使用keys 命令去模糊匹配
Redis从2.8.0版本开始提供scan命令，这个命令可以以渐进的方式，分多次遍历整个数据库，并返回匹配给定模式的键。scan家族相关命令有scan，sscan，hscan和zscan，

HASH

每个 hash 可以存储 2^32 - 1 键值对（40多亿）。
hash 是一个 string 类型的 field（字段） 和 value（值） 的映射表
形式如： value=[{field1，value1}，…{fieldN，valueN}]。
Hash 是一个键值对（key - value）集合

如果哈希类型元素个数小于 512 个（默认值，可由 hash-max-ziplist-entries 配置）
所有值小于 64 字节（默认值，可由 hash-max-ziplist-value 配置）的话，Redis 会使用压缩列表作为 Hash 类型的底层数据结构

# 删除哈希表key中的field键值
HDEL key field [field ...]    # 返回哈希表key中field的数量
HLEN key       
# 返回哈希表key中所有的键值
HGETALL key # 为哈希表key中field键的值加上增量n
HINCRBY key field n    设置hash值
HSET <hash_key> <dict_key> <dict_val> [field value ...]
将哈希表key的域field的值设置为value，返回值为新创建的field域的个数，对于已经存在的域进行了value的覆写，是不计算在返回值中的。获取hash值
HGET <hash_key> <dict_key>
获取指定的hash fieldHMGET <hash_key> <dict_key> [field ...]
获取全部指定的hash filedHMSET key field value [field value ...]
同时设置hash的多个field递增某一个域的值
HINCRBY key field increment
将指定的hash filed 加上给定值， 如果filed不是integer则报错判断某一个域是否存在
HEXISTS key field
测试指定field是否存在删除域
HDEL key field [field ...]
删除指定的hash field获取域的数量
HLEN key
返回指定hash的field数量获取所有的域名
HKEYS key
返回hash的所有field获取所有域的值
HVALS key
返回hash的所有value获取所有域名和值
HGETALL key

list

List在在内存中按照一个name对应一个List来存储
在key对应的list添加字符串元素，L：代表左Push，R：代表右Push，成功返回list的长度，失败返回0。
由于redis类库中没有提供对列表元素的增量迭代，如果想要循环<key>对应的列表的所有元素，那么就需要：
获取name对应的所有列表、循环列表

添加	   rpush、lpush、linsert
修改	   lset
删除	   lpop、rpop、lrem、ltrim
查询	   lrange、lindex、llen
阻塞操作	   blpop、brpop
弹出/	  rpoplpush

r.lpush(<key>, 11,22,33)
# 保存顺序为: 33,22,11
lpushx(<key>,<value>) #添加到列表的最左边
lpop <key> [count] #删除某个元素
r.lset(<key>, <index>, <value>) #对某个值重新赋值
llen(<key>) #获取长度
print(re.lrange( <name>,<start>,<end> ))   #列表分片获取数据
lindex(<key>, index) #根据索引查找元素

如果列表非常大，那么就有可能在第一步时就将程序的内存撑爆，所有有必要自定义一个增量迭代的功能：
迭代遍历列表

import redis
conn=redis.Redis(host='127.0.0.1',port=6379)
# conn.lpush('test',*[1,2,3,4,45,5,6,7,7,8,43,5,6,768,89,9,65,4,23,54,6757,8,68])
# conn.flushall()
def scan_list(name,count=2):index=0while True:data_list=conn.lrange(name,index,count+index-1)if not data_list:returnindex+=countfor item in data_list:yield item
print(conn.lrange('test',0,100))
for item in scan_list('test',5):print('---')print(item)

集合set

Set命令用于存储一个或多个字符串值到一个键中。如果该键不存在，则会创建一个新键。
Set数据结构是dict字典，字典是用哈希表实现的。

SET <key> <value> 
sadd <key> <value1> <value2>..	添加一个或多个元素到集合中
smembers <key> 	取出该集合的所有值
simembers <key> <value>	判断集合中是否含有该<value>值
scard <key>	返回该集合的元素个数
srem <key><value1><value>	删除集合中和某几个元素
spop <key>	随机从该集合吐出一个元素
srandmember <key> <n>	随机从该集合中取出n个值，不会从集合中删除
smove <source> <destination> <value>	把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合
sinter <key1> <key2>	返回两个集合的交集元素
sunion <key1> <key2>	返回两个集合并集元素
sdiff <key1> <key2>	返回两个集合中的差集元素 (key1中的，不包含key2中的)

Redis的Set命令是一种强大的数据存储和操作工具，可以用于存储、查询和更新不重复的元素。通过合理的使用Set命令，可以实现高效、可靠和灵活的数据存储和操作，满足不同业务需求的要求。
排序集合是唯一元素（比如：用户id）的集合，每个元素按分数排序，这样可以快速的按分数来检索元素

有序集合zset

Redis有序集合zset与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。
不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分（score）,这个评分（score）被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复了 。
因为元素是有序的, 所以你也可以很快的根据评分（score）或者次序（position）来获取一个范围的元素。
访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]返回有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列。 zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]               同上，改为从大到小排列。 zincrby <key> <increment> <value>为元素的score加上增量zcount <key> <min> <max>统计该集合，分数区间内的元素个数 zrank <key> <value>返回该值在集合中的排名，从0开始。

redis 淘汰策略

1. 设置redis最大内存配置-maxmemory
   移除规则可以通过maxmemory-policy来指定。
   设置达到最大内存时的移除策略-maxmemory-policy

volatile-lru ：使用LRU算法移除key，只对设置了过期时间的Key进行淘汰。(最近最少使用策略)
allkeys-lru： 在所有集合key中，使用LRU算法移除key。
volatile-lfu ：使用LFU算法移除key，只对设置了过期时间的Key进行淘汰。。
allkeys-lfu ：在所有集合key中，使用LFU算法移除key。
volatile-random ：只对设置了过期时间的Key进行淘汰，淘汰算法为随机淘汰。
allkeys-random： 在所有集合key中，移除随机的key。
volatile-ttl： 移除那些TTL值最小的key，即那些最近要过期的key。
noeviction： 永不删除key，针对写操作，达到最大内存再进行数据装入时会返回错误。

设置样本数量-maxmemory-samples

持久化

AOF 持久化

Redis默认情况是不开启AOF的
重启时再重新执行AOF文件中的命令来恢复数据。它主要解决数据持久化的实时性问题。
AOF是执行完命令后才记录日志的。为什么不先记录日志再执行命令呢？
这是因为Redis在向AOF记录日志时，不会先对这些命令进行语法检查，如果先记录日志再执行命令，日志中可能记录了错误的命令，Redis使用日志回复数据时，可能会出错。正是因为执行完命令后才记录日志，所以不会阻塞当前的写操作。但是会存在两个风险：

1. 更执行完命令还没记录日志时，宕机了会导致数据丢失
2. AOF不会阻塞当前命令，但是可能会阻塞下一个操作。

这两个风险最好的解决方案是折中妙用AOF机制的三种写回策略 appendfsync：
always，同步写回，每个子命令执行完，都立即将日志写回磁盘。
everysec，每个命令执行完，只是先把日志写到AOF内存缓冲区，每隔一秒同步到磁盘。
no：只是先把日志写到AOF内存缓冲区，有操作系统去决定何时写入磁盘。

AOF优点：

数据保证：我们可以设置fsync策略，一般默认是everysec，也可以设置每次写入追加，所以即使服务死掉了，也最多丢失一秒数据
自动缩小：当aof文件大小到达一定程度的时候，后台会自动的去执行aof重写，此过程不会影响主进程，重写完成后，新的写入将会写到新的aof中，旧的就会被删除掉。但是此条如果拿出来对比rdb的话还是没有必要算成优点，只是官网显示成优点而已。

RDB持久化

RDB，就是把内存数据以快照的形式保存到磁盘上。和AOF相比，它记录的是某一时刻的数据，并不是操作。
RDB持久化，是指在指定的时间间隔内，执行指定次数的写操作，将内存中的数据集快照写入磁盘中，它是Redis默认的持久化方式。执行完操作后，在指定目录下会生成一个dump.rdb文件，Redis 重启的时候，通过加载dump.rdb文件来恢复数据。

rdb的优点：

体积更小：相同的数据量rdb数据比aof的小，因为rdb是紧凑型文件。
恢复更快：因为rdb是数据的快照，基本上就是数据的复制，不用重新读取再写入内存。
性能更高：父进程在保存rdb时候只需要fork一个子进程，无需父进程的进行其他io操作，也保证了服务器的性能。
rdb的缺点：

故障丢失：因为rdb是全量的，我们一般是使用shell脚本实现30分钟或者1小时或者每天对redis进行rdb备份，（注，也可以是用自带的策略），但是最少也要5分钟进行一次的备份，所以当服务死掉后，最少也要丢失5分钟的数据。
耐久性差：相对aof的异步策略来说，因为rdb的复制是全量的，即使是fork的子进程来进行备份，当数据量很大的时候对磁盘的消耗也是不可忽视的，尤其在访问量很高的时候，fork的时间也会延长，导致cpu吃紧，耐久性相对较差。

如何选择RDB和AOF

如果数据不能丢失，RDB和AOF混用
如果只作为缓存使用，可以承受几分钟的数据丢失的话，可以只使用RDB。
如果只使用AOF，优先使用everysec的写回策略。

AOF数据的恢复

通过AOF文件恢复数据1. 使用redis的bgsave命令先备份一份当前的Redis服务端状态redis> BGSAVE2. 用redis-cli命令指定AOF文件并将其还原到Redis数据库中redis-cli -p 6379 –aof-rewrite rewrite.aof上面命令中，port指定Redis服务端口，aof-rewrite指定AOF文件，rewrite.aof指定需要恢复的AOF文件名。3. 使用redis-cli命令进行AOF文件重写redis-cli -p 6379 –aof-rewrite-incremental rewrite.aof上面命令中，port指定Redis服务端口，aof-rewrite-incremental指定AOF文件，rewrite.aof指定需要恢复的AOF文件名。4. 重新启动Redis服务使用redis-cli 重新启动Redis服务：redis-cli -p 6379 –aof-load loader.aof最后，通过Redis服务重启指令 loader.aof 重新加载AOF文件。通过以上步骤，可以快速实现Redis AOF文件的恢复。在Redis数据丢失的情况下，恢复AOF文件是很有效的手段，能够快速恢复丢失的数据。

恢复RDB的数据

redis-cli --rdb rdbfile

redis分布式

redis不同的节点保存不同的数据

redis有四种模式

单机模式、主从模式、哨兵模式、集群模式
在配置主从复制之前，我们需要确保两个Redis主服务器的配置文件（redis.conf）中的以下参数正确设置：

bind: 设置Redis服务器绑定的IP地址；
port: 设置Redis服务器监听的端口号；
daemonize: 将Redis服务器以守护进程方式运行；
pidfile: 设置Redis服务器守护进程的PID文件的路径；
logfile: 设置Redis服务器日志文件的路径；
dbfilename: 设置Redis服务器持久化数据文件的名称。

双主设置

在配置文件中，我们需要将其中一个Redis主服务器设置为另一个Redis主服务器的从服务器。具体操作如下：打开第一个Redis主服务器的配置文件（redis.conf），将以下参数的值修改如下：
slaveof 192.168.0.2 6380
该配置将第一个Redis主服务器设置为第二个Redis主服务器的从服务器。打开第二个Redis主服务器的配置文件（redis.conf），将以下参数的值修改如下：
slaveof 192.168.0.1 6379
该配置将第二个Redis主服务器设置为第一个Redis主服务器的从服务器。

配置主从复制后，我们需要在两个Redis主服务器上分别执行以下命令以启用双向同步：在第一个Redis主服务器上执行以下命令：
redis-cli -h 192.168.0.1 -p 6379
这将连接到第一个Redis主服务器。slaveof no one
这将将第一个Redis主服务器从从服务器转变为主服务器。在第二个Redis主服务器上执行以下命令：
redis-cli -h 192.168.0.2 -p 6380
这将连接到第二个Redis主服务器。slaveof no one
这将将第二个Redis主服务器从从服务器转变为主服务器。

哨兵模式(哨兵要奇数个，建议3节点起步)

Redis_S1 Master 192.168.205.1
Redis_S2 slaves 192.168.205.2
Redis_S3 slaves 192.168.205.3

vim /etc/redis-sentinel.confsentinel monitor mymaster 192.168.205.1 6379 2
# 配置监控主节点的IP、端口号、2代表多少个Sentinel实例认为主服务器不可用，才会触发自动故障转移。sentinel auth-pass mymaster pass123
# 主节点的密码sentinel down-after-milliseconds mymaster 10000
# 指定Sentinel在多长时间内未收到来自主服务器的回复后，将主服务器标记为主观下线。
# 单位为毫秒sentinel parallel-syncs mymaster 1
# 用于指定在自动故障转移期间，最多可以有多少个从服务器同时对新的主服务器进行同步。
# 为1即可

集群管理

https://blog.csdn.net/weixin_47824895/article/details/129891957

cluster nodes
redis-cli --cluster add-node 192.168.136.172:6392 \
192.168.136.172:6389 --cluster-master-id 74d466622c60f66710da4c3d1cc1e2a0d478add3#添加从节点
redis-cli --cluster add-node new_host:new_port \existing_host:existing_port --cluster-slave --cluster-master-id node_id