redis基础入门

redis总结

1.数据类型

key-value是redis的数据存储基本格式

key

命名规范：

表名:主键名:主键值:字段名
new:ID:1:name

key的常用命令：

exists key：判断键是否存在
del key：删除键值对
move key db：将键值对移动到指定数据库
expire key second：设置键值对的过期时间
type key：查看value的数据类型

value

value的种类

value有五种基本类型：string、set、zset、list、hash、hyperloglog、geospatial、bitmaps等。

zest和set的区别

zset和set都可以用于存储不重复的数据，但其中zset和set的区别在于前者是排好序的，而后者是无序的，zset的底层是dict(hash）加skiplist（用于排序）的结构，但set则只是dict的结构，只能用于快速查找和是否有重复的。

2.锁和事务

锁

分布式锁

setnx lock-key value//加锁
del lock-key//解锁
expire lock-key second //给该key加一个失效时间，以防忘记解锁。

lock-key也是key，不过其命名规范要求是需要被加锁的key前加上lock-，以表明这个lock-key是key的锁，改变key的value时，需要执行setnx lock-key value加锁，比如：

set num 10
setnx lock-num 1//加锁
incr num 
del lock-key//解锁
//通过lock-num的命名格式就知道lock-num是用于num的锁

基于特定条件的事务执行——锁

watch key1 [key2……]// 对 key 添加监视锁，在执行exec前如果key发生了变化，终止事务执行

unwatch//取消对所有 key 的监视

事务

加入事务的命令暂时进入到任务队列中，并没有立即执行，只有执行exec命令才开始执行

multi //开启事务
exec// 执行事务
discard//终止当前事务

在事务开启之前 ，执行watch money观察数据，该客户端就会一直观察此数据，如果被其他客户端修改，则本此客户端之后的事务就会执行失败。

127.0.0.1:6379> set money 100 # 设置余额:100
OK
127.0.0.1:6379> set use 0 # 支出使用:0
OK
127.0.0.1:6379> watch money # 监视money (上锁)
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY use 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 监视值没有被中途修改，事务正常执行
1) (integer) 80

3.持久化

RBD

持久化就是将redis内存中的数据保存在磁盘的文件中。
RDB：将当前内存中的redis数据保存到磁盘中。

save//手动执行一次保存操作,立即执行
bgsave//手动启动后台保存操作，但不是立即执行

注意： bgsave命令是针对save阻塞问题做的优化。Redis内部所有涉及到RDB操作都采用bgsave的方式，save命令可以放弃使用
在conf文件中添加以下命令，服务器会自动执行bgsave：

dbfilename dump.rdb
说明：设置本地数据库文件名，默认值为 dump.rdb
经验：通常设置为dump-端口号.rdb

dir
说明：设置存储.rdb文件的路径

rdbcompression yes
说明：设置存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为 yes，采用 LZF 压缩


rdbchecksum yes
说明：设置是否进行RDB文件格式校验，该校验过程在写文件和读文件过程均进行

stop-writes-on-bgsave-error yes
说明：后台存储过程中如果出现错误现象，是否停止保存操作

save second changes
说明：满足限定时间范围内key的变化数量达到指定数量即进行持久化

AOF(append only file)

AOF保存RESP（REdis Serialization Protocal）格式的数据。存入的是redis服务器的执行过的指令。
AOF持久化策略的选择：always，second，no。
在conf文件写入以下内容，会自动开启aof持久化：

appendonly yes  # 默认是不开启aof模式的，默认是使用rdb方式持久化的，在大部分的情况下，rdb完全够用
appendfilename "appendonly.aof"
dir #AOF持久化文件保存路径，与RDB持久化文件保持一致即可
# appendfsync always # 每次修改都会sync 消耗性能
appendfsync everysec # 每秒执行一次 sync 可能会丢失这一秒的数据
# appendfsync no # 不执行 sync ,这时候操作系统自己同步数据，速度最快

AOF重写

执行bgrewriteaof，可以执行一次AOF重写。
在conf中添加以下内容可以自动重写：

自动重写触发条件设置
auto-aof-rewrite-min-size size
auto-aof-rewrite-percentage percentage

执行aof的子进程中有两个缓冲区aof缓冲区和aof重写缓冲区，在执行bgrewriteaof时，新建一个子进程，将aof重写缓冲器的内容写到aof文件中，重写缓冲区的内容就是根据redis当前的内容生成对应的指令，之后再将aof缓冲区的内容写到aof文件中。

RDB-AOF混合持久化

AOF持久化可以将丢失数据的时间窗口限制在1s之内，但是协议文本格式的AOF文件的体积将比RDB文件要大得多，并且数据恢复过程也会相对较慢
如果打开了服务器的AOF持久化功能，并且将aof-use-rdb-preamble 选项的值设置成了yes
那么 Redis服务器 在执行 AOF重写操作时，就会像执行BGSAVE命令那样，根据数据库当前的状态 生成出 相应的RDB数据，并将这些数据 写入 新建的AOF文件中，至于那些 在AOF重写开始之后 执行的Redis命令，则会继续以协议文本的方式 追加到 新AOF文件的末尾，即已有的RDB数据的后面

换句话说，在开启了RDB-AOF混合持久化功能之后，服务器生成的AOF文件将由两个部分组成，其中位于AOF文件开头的是RDB格式的数据，而跟在RDB数据后面的则是AOF格式的数据

通过使用RDB-AOF混合持久化功能，可以同时获得RDB持久化和AOF持久化的优点：服务器既可以通过AOF文件包含的RDB数据来实现快速的数据恢复操作，又可以通过AOF文件包含的AOF数据来将丢失数据的时间窗口限制在1s之内

4.redis的conf文件的一些重要参数配置

5.主从复制

主从服务器的连接与断开

slave连接master方式
客户端发送命令：slaveof
启动服务器参数：redis-server -slaveof
服务器配置：slaveof

主从断开连接
客户端发送命令：slaveof no one ，从服务器不在作为主服务器的从机。
slave断开连接后，不会删除已有数据，只是不再接受master发送的数据

主从复制的工作流程

master可读可写，一般用于写，slave只能读。
部分复制的三个核心要素：

• 服务器的运行 id（run id）
• 主服务器的复制积压缓冲区
• 主从服务器的复制偏移量
  服务器运行ID（runid）：每个服务器都有一个运行id，用于身份识别，每次服务器重启，运行id都会重新生成。
  复制缓冲区：master会把所有的命令以RESP格式存储起来并陆续发给从机。
  复制偏移量：master存储每个slave的offset，offset表明slave接受到复制缓冲区的哪个字节。并根据slave的offset判断，slave是否出现由于网络等问题而发生的数据丢失现象。
  
  全量复制阶段：slave和master建立socket。master会执行bgsave生成rdb发给slave和runid和offset，slave也将自己的runid发给master。
  部分复制阶段：master根据offset将缓冲区的数据发给slave。

6.哨兵sentinel

哨兵在进行主从切换过程中经历三个阶段
 监控
 通知
 故障转移

阶段一：监控阶段

每个sentinel都和master和slave建立cmd连接，获取info信息，得到master和 slave的runid和ip以及role等信息。然后所有sentinel相互ping，保持连接。

阶段二：通知阶段

sentinel相互通信，sentinel1负责与master和slave通信，判断是否有服务器故障。

阶段三：故障转移阶段

sentinel1发现master故障时，此时哨兵将master标记为主观下线其他sentinel会接续和master通信，如果多数sentinel认为master故障，则将master下线（客观下线），并选择某个slave作为新的master。

7.cluster

去中心化架构，不依赖外部存储，每个节点都有槽位信息、以及一部分数据，各节点之间使用gossip协议交互信息
划分为16384个slot槽位，每个key按照分片规则，对key做crc16 % 16384得到slot id
每个Redis节点存储了一部分槽位数据，各个Redis节点共同分担16384个slot槽位
客户端需遵守Redis cluster规范读写数据，客户端连接集群时，会得到一份集群的槽位配置信息，客户端本地缓存了slot到node的映射关系，以便直接定位到对应的Redis节点
用key计算出slot
通过本地缓存的slot到node映射关系（某个slot范围映射到某个node），用slot得出node
请求对应的node节点，如果key对应的槽位在Redis节点存储的各槽位中，则查询结果
如果key对应的槽位不在Redis节点存储的各槽位中（即key所在的槽位不归该节点管理），则返回moved <节点> 提示客户端再次请求指定的节点，并更新本地映射关系
如果请求的key对应槽位正在迁移，则返回ask <节点> 提示客户端再次请求指定的节点