Redis 简介

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由 Salvatore Sanfilippo 写的 key-value 存储系统，是跨平台的非关系型数据库。
Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议、支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值对(Key-Value)存储数据库，并提供多种语言的 API。
Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

  • Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
  • Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
  • Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 优势

  • 性能极高
    • Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
  • 丰富的数据类型
    • Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
  • 原子
    • Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
  • 丰富的特性
    • Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis与其他key-value存储有什么不同？

  • Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
  • Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

Redis 数据类型

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。
  • 重复set同一个key，value会覆盖。
1
2
3
4
5
6
7
8
redis 127.0.0.1:6379> set string_key string_value
"OK"
redis 127.0.0.1:6379> get string_key
"string_value"
redis 127.0.0.1:6379> set string_key string_value1
"OK"
redis 127.0.0.1:6379> get string_key
"string_value1"

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。
  • 每个 hash 可以存储 2^32 -1 键值对（40多亿）。
  • key相同时，会覆盖value
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
redis 127.0.0.1:6379> hset hash_key hash_key1 hash_value1
"1"
redis 127.0.0.1:6379> hset hash_key hash_key2 hash_value2
"1"
redis 127.0.0.1:6379> hget hash_key hash_key1
"hash_value1"
redis 127.0.0.1:6379> hget hash_key hash_key2
"hash_value2"
redis 127.0.0.1:6379> hset hash_key hash_key1 hash_value3
"0"
redis 127.0.0.1:6379> hget hash_key hash_key1
"hash_value3"

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 2^32 - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。
  • 值可以重复。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
redis 127.0.0.1:6379> lpush List_key List_value1
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> lpush List_key List_value2
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> lpush List_key List_value3
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> lrange List_key 0 10
1) "hash_value1"
2) "hash_value2"
3) "hash_value3"

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)。
  • 添加一个 string 元素到 key 对应的 set 集合中，成功返回 1，如果元素已经在集合中返回 0。
  • 值不会重复。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
redis 127.0.0.1:6379> sadd set_key set_value1
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd set_key set_value2
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd set_key set_value1
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> smembers set_key
1) "set_value1"
2) "set_value2"

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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
redis 127.0.0.1:6379> zadd zset_key 3 zset_value1
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd zset_key 2 zset_value2
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd zset_key 1 zset_value3
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd zset_key 3 zset_value1
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset_key 0 1000
1) "zset_value3"
2) "zset_value2"
3) "zset_value1"

Redis 数据库

Redis支持多个数据库，并且每个数据库的数据是隔离的不能共享，并且基于单机才有，如果是集群就没有数据库的概念。
Redis是一个字典结构的存储服务器，而实际上一个Redis实例提供了多个用来存储数据的字典，客户端可以指定将数据存储在哪个字典中。这与我们熟知的在一个关系数据库实例中可以创建多个数据库类似，所以可以将其中的每个字典都理解成一个独立的数据库。
每个数据库对外都是一个从0开始的递增数字命名，Redis默认支持16个数据库（可以通过配置文件支持更多，无上限），可以通过配置databases来修改这一数字。客户端与Redis建立连接后会自动选择0号数据库，不过可以随时使用SELECT命令更换数据库，如要选择1号数据库：

1
2
3
4
redis> SELECT 1
OK
redis [1] > GET snmlm
(nil)

然而这些以数字命名的数据库又与我们理解的数据库有所区别。首先Redis不支持自定义数据库的名字，每个数据库都以编号命名，开发者必须自己记录哪些数据库存储了哪些数据。另外Redis也不支持为每个数据库设置不同的访问密码，所以一个客户端要么可以访问全部数据库，要么连一个数据库也没有权限访问。最重要的一点是多个数据库之间并不是完全隔离的，比如FLUSHALL命令可以清空一个Redis实例中所有数据库中的数据。综上所述，这些数据库更像是一种命名空间，而不适宜存储不同应用程序的数据。比如可以使用0号数据库存储某个应用生产环境中的数据，使用1号数据库存储测试环境中的数据，但不适宜使用0号数据库存储A应用的数据而使用1号数据库B应用的数据，不同的应用应该使用不同的Redis实例存储数据。由于Redis非常轻量级，一个空Redis实例占用的内在只有1M左右，所以不用担心多个Redis实例会额外占用很多内存。