面试必问！这些Redis基础知识你知道吗

Redis一直在用，零零星星学了点皮毛，没有做过整理，那么来了，从这篇开始，做个整理，算是笔记吧。
没有白走的路，只要认真走过，每一步就都算数。

Redis安装

 1下载地址：https://redis.io/download
 2
 3安装步骤：
 4# 安装gcc
 5yum install gcc
 6
 7# 把下载好的redis-5.0.13.tar.gz放在/uer/local文件夹下，并解压
 8wget https://download.redis.io/releases/redis-5.0.13.tar.gz
 9tar xzf redis-5.0.13.tar.gz
10cd redis-5.0.13
11
12# 进入到解压好的redis-5.0.13目录下，进行编译安装
13make
14
15# 修改配置
16daemonize yes #后台启动
17protected-mode no #关闭保护模式
18# 需要注释掉bind
19# bind 127.0.0.1 (bind 绑定的是自己机器网卡的IP，如果有多块网卡可以配多个IP，代表允许客户端通过机器的哪些网卡IP去访问，内网一般可以不配置bind,注释掉即可)
20
21# 启动服务
22src/redis-server redis.conf
23
24# 验证启动是否成功
25ps -ef | grep redis
26
27# 进入redis客户端
28src/redis-cli
29
30# 退出客户端
31quit
32
33# 退出redis服务
34（1）pkill redis-server
35（2）kill 进程号
36（3）src/redis-cli shutdown

Redis的单线程和高性能

Redis是单线程吗？

Redis的单线程主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的，这也是Redis对外提供键值存储服务的主要流程。但是Redis的其他功能，比如：持久化、异步删除、集群数据同步等，其实是由额外的线程执行的。

Redis单线程为什么还能这么快

因为它所有的数据都在内存中，所有的计算都是内存级别的计算，而且单线程避免了多线程的切换性能损耗问题。正因为Redis是单线程，所以要小心使用Redis指令，对于那些耗时的指令（比如keys），一定要谨慎使用，一不小心就可能会导致Redis卡顿。

Redis单线程如何处理那么多的并发客户端连接

Redis的多路复用：redis利用epoll来实现IO多路复用，将连接信息和事件放在队列中，依次放到文件事件分派器，事件分派器将事件分发给事件处理器。

1# 查看redis支持的最大连接数，在redis.conf文件中可修改， # maxclients 10000
2127.0.0.1:6379> CONfig GET maxclients
3    ##1) "maxclients"
4    ##2) "10000"

其他高级命令

keys：全量遍历键，用来列出所有满足特定正则字符串规则的key，当redis数据量比较大的时候，性能比较差，要避免使用

scan：渐进式遍历键

1SCAN cursor [MATCH pattern][COUNT count]

scan参数提供了三个参数，第一个是cursor整数值（hash桶的索引值），第二个是key的正则模式，第三个是一次遍历的key的数量（参考值，底层遍历的数量不一定），并不是符合条件的结果数量。第一次遍历时，cursor值为0，然后将返回结果中第一个整数值作为下一次遍历的cursor。一直遍历到返回的cursor值为0时结束。

注意：但是scan并非完美无瑕，如果在scan的过程中如果有键的变化（增加、删除、修改），那么遍历效果就会碰到如下问题：新增的键可能没有遍历到，遍历除了重复的键等情况，也就是说scan并不能保证完整的遍历出来所有的键，这些是我们在开发时需要考虑的。

Info：查看redis服务运行信息，分为9大块，每个块都有非常多的参数，这9个块分别是：

Server：服务器运行环境参数

Clients：客户端相关信息

Memory：服务器运行内存统计数据

Persistence：持久化信息

Stats：通用统计数据

Replication：主从复制相关信息

cpu：cpu使用情况

Cluster：集群信息

KeySpace：键值对统计数量信息

Redis数据结构

String

字符串常用操作

1SET key value                       // 存入字符串键值对
2MSET key value [key value ...]      // 批量存储字符串键值对
3SETNX key value                     // 存入一个不存在的字符串键值对
4GET key                             // 获取一个字符串键值对
5MGET key [key ...]                  // 批量获取字符串键值对
6DEL key [key ...]                   // 删除一个键
7EXPIRE key seconds                  // 设置一个键的过期时间（秒）

原子加减

1INCR key                            // 将key中储存的数字值加1
2DECR key                            // 将key中储存的数字值减1
3INCRBY key increment                // 将key所存储的值加上increment
4DECRBY key decrement                 // 将key所储存的值减去decrement

String应用场景

单值缓存
```
1SET key value
2GET key
```

对象缓存

1SET user:1 value(json数据格式)
2MSET user:1:name tom user:1:balance 1888
3MGET user:1:name user:1:balance

分布式锁

1SETNX product:10001 true    // 返回1代表获取锁成功
2SETNX product:10001 true    // 返回0代表获取锁失败
3...执行业务操作
4DEL product:10001           // 执行完业务释放锁
5
6SET product:10001 true ex 10 nx // 防止程序意外终止导致死锁

计数器

1INCR article:readcount:{文章ID}
2GET article:readcount:{文章ID}

Web集群session共享

spring session + redis实现session共享

分布式系统全局序列号

1INCRBY orderId 1000       // redis批量生成序列号提升性能

Hash

Hash常用操作

 1HSET key field value                         //存储一个哈希表key的键值
 2HSETNX key field value                         //存储一个不存在的哈希表key的键值
 3HMSET key field value [field value ...]     //在一个哈希表key中存储多个键值对
 4HGET key field                                 //获取哈希表key对应的field键值
 5HMGET key field [field ...]                 //批量获取哈希表key中多个field键值
 6HDEL key field [field ...]                     //删除哈希表key中的field键值
 7HLEN key                                    //返回哈希表key中field的数量
 8HGETALL key                                    //返回哈希表key中所有的键值
 9
10HINCRBY key field increment                 //为哈希表key中field键的值加上增量increment

Hash应用场景

对象缓存

1HMSET user {userId}:name tom {userId}:balance 1888
2HMSET user 1:name tom 1:balance 1888
3HMGET user 1:name 1:balance

电商购物车

以用户id为key
商品id为field
商品数量为value

购物车操作

11、添加商品 hset cart:1001 10088 1
22、增加数量 hincrby cart:1001 10088 1
33、商品总数 hlen cart:1001
44、删除商品 hdel cart:1001 10088
55、获取购物车所有商品 hgetall cart:1001

Hash结构优缺点

优点
同类数据归类整合储存，方便数据管理
相比string操作消耗内存与cpu更小
相比string储存更节省空间
缺点
过期功能不能使用在field上，只能用在key上
Redis集群架构下不适合大规模使用

List

@H_502_334@List常用操作

1LPUSH key value [value ...]      // 将一个或多个值value插入到key列表的表头（最左边）
2RPUSH key value [value ...]      // 将一个或多个值value插入到key列表的表尾（最右边）
3LPOP key                         // 移除并返回key列表的头元素
4RPOP key                         // 移除并返回key列表的尾元素
5LRANGE key start stop            // 返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定
6BLPOP key [key ...] timeout      // 从key列表表头弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待
7BRPOP key [key ...] timeout      // 从key列表表尾弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待

List应用场景

常用数据结构

Stack(栈) = LPUSH + LPOP

Queue(队列) = LPUSH + RPOP

Bloking MQ(阻塞队列) = LPUSH + BRPOP

微博和微信公众号信息流

微博信息和微信公众号信息

麦客子关注了南方都市报、环球文摘等

南方都市报发微博，消息ID为10086

LPUSH msg:{麦客子-ID} 10086
环球文摘发微博，消息ID为10099

LPUSH msg:{麦客子-ID} 10099
查看最新微博

LRANGE msg:{麦客子-ID} 0 4

Set

Set常用操作

1SADD key member [member ...]            //往集合key中存入元素，元素存在则忽略，若key不存在则新建
2SREM key member [member ...]            //从集合key中删除元素
3SMEMBERS key                            //获取集合key中所有元素
4SCARD key                                //获取集合key的元素个数
5SISMEMBER key member                    //判断member元素是否存在于集合key中
6SRANDMEMBER key [count]                    //从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除
7SPOP key [count]                        //从集合key中选出count个元素，元素从key中删除

Set运算操作

1SINTER key [key ...]                         //交集运算
2SINTERSTORE destination key [key ..]        //将交集结果存入新集合destination中
3SUNION key [key ..]                         //并集运算
4SUNIONSTORE destination key [key ...]        //将并集结果存入新集合destination中
5SDIFF key [key ...]                         //差集运算
6SDIFFSTORE destination key [key ...]        //将差集结果存入新集合destination中

Set应用场景

微信抽奖小程序

点击参与抽奖加入集合

SADD key {userId}
查看参与抽奖所有用户

SMEMBERS key
抽取count名中奖者

SRANDMEMBER key [count] / SPOP key [count]

微信微博点赞、收藏、标签

点赞

SADD like:{消息ID} {用户ID}
取消点赞

SREM like:{消息ID} {用户ID}
检查用户是否点过赞

SISMEMBER like:{消息ID} {用户ID}
获取点赞的用户列表

SMEMBERS like:{消息ID}
获取点赞用户数

SCARD like:{消息ID}

集合操作

1SINTER set1 set2 set3 ——》 {c}
2SUNION set1 set2 set3 ——》 {a,b,c,d,e}
3SDIFF set1 set2 set3 ——》 {a}

集合操作实现微博微信关注模型

1) 诸葛关注的人:
zhugeSet-> {guojia, xushu}
2) 杨过关注的人:
yangguoSet--> {zhuge, baiqi, guojia, xushu}
3) 郭嘉关注的人:
guojiaSet-> {zhuge, yangguo, baiqi, xushu, xunyu)
4) 我和杨过共同关注:
SINTER zhugeSet yangguoSet--> {guojia, xushu}
5) 我关注的人也关注他(杨过):
SISMEMBER guojiaSet yangguo
SISMEMBER xushuSet yangguo
6) 我可能认识的人:
SDIFF yangguoSet zhugeSet->(zhuge, baiqi}

image-20210910142927757
集合操作电商商品筛选

1SADD brand:huawei P40
2SADD brand:xiaomi mi-10
3SADD brand:iPhone iphone12
4SADD os:android P40 mi-10
5SADD cpu:brand:intel P40 mi-10
6SADD ram:8G P40 mi-10 iphone12
7
8SINTER os:android cpu:brand:intel ram:8G -》  {P40，mi-10}

Zset有序集合结构

Zset常用操作

1ZADD key score member [[score member]…]     // 往有序集合key中加入带分值元素
2ZREM key member [member …]                 // 从有序集合key中删除元素
3Zscore key member                          // 返回有序集合key中元素member的分值
4ZINCRBY key increment member             // 为有序集合key中元素member的分值加上increment 
5ZCARD key                                 // 返回有序集合key中元素个数
6ZRANGE key start stop [WITHscoreS]         // 正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素
7ZREVRANGE key start stop [WITHscoreS]     // 倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

Zset集合操作

1ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key ...]     //并集计算
2ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …]        //交集计算

Zset应用场景

Zset集合操作实现排行榜

1）点击新闻
ZINCRBY hotNews:20190819 1 守护香港
2）展示当日排行前十
ZREVRANGE hotNews:20190819 0 9 WITHscoreS
3）七日搜索榜单计算
ZUNIONSTORE hotNews:20190813-20190819 7
hotNews:20190813 hotNews:20190814… hotNews:20190819
4）展示七日排行前十
ZREVRANGE hotNews:20190813-20190819 0 9 WITHscoreS

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