1、安裝Redis
Redis6.0在2020年已經發布，所以我們安裝Redis3.0。?
1.1、在Linux上安裝Redis
我們在CentOS上安裝Redis。常見的的有三種安裝方式：
- yum/apt軟體管理軟體安裝
- 原始碼的方式進行安裝
- 容器化安裝
我們這裡選擇第二種方式：
- 1）下載Redis指定版本的原始碼壓縮包到當前目錄
wget http://download.redis.io/releases/redis-3.0.7.tar.gz
- 2）解壓縮Redis原始碼壓縮包
tar xzf redis-3.0.7.tar.gz
- 3）建立一個redis目錄的軟連線，指向redis-3.0.7
ln -s redis-3.0.7 redis
- 4）進入redis目錄
cd redis
- 5）編譯（編譯之前確保作業系統已經安裝gcc）
make
- 6）安裝
make install
最後可以執行redis-cli–v檢視Redis的版本
1.2、啟動Redis
有三種方法啟動Redis：預設配置、執行配置、配置檔案啟動。
我們這裡用預設配置的方式啟動Redis：
redis-server
一般在生產環境會使用配置檔案啟動的方式。
1.3、Redis命令列客戶端
Redis服務已經啟動，現在使用redis-cli來連線。
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
2、Redis基本資料結構
Redis 有 5 種基礎資料結構，分別為：string (字串)、list (列表)、set (集合)、hash (雜湊) 和 zset (有序集合)。
2.1、字串
字串型別是Redis最基礎的資料結構。所有的鍵都是字串型別，
Redis 所有的資料結構都是以唯一的 key 字串作為名稱，然後通過這個唯一 key 值來獲取相應的 value 資料。不同型別的資料結構的差異就在於 value 的結構不一樣。
而且其他幾種資料結構都是在字串型別基礎上構建的，所以字串型別能為其他四種資料結構的學習奠定基礎。
除了上圖描述簡單的字串，字串型別的值也可以是複雜的字串（例如JSON、XML）、數字 （整數、浮點數），甚至是二進位制（圖片、音訊、視訊），但是值最大不能 超過512MB。
2.1.1、命令
- 設定值
set key value [ex seconds] [px milliseconds] [nx|xx]
下面操作設定鍵為Hello，值為World的鍵值對，返回結果為OK代表設定成功：
127.0.0.1:6379> set Hello World
OK
set命令有幾個選項：
-
ex seconds：為鍵設定秒級過期時間。
-
px milliseconds：為鍵設定毫秒級過期時間。
-
nx：鍵必須不存在，才可以設定成功，用於新增。
-
xx：與nx相反，鍵必須存在，才可以設定成功，用於更新。
-
獲取值
get key
下面操作獲取鍵Hello的值：
127.0.0.1:6379> get Hello
"World"
如果要獲取的鍵不存在，則返回nil（空）：
127.0.0.1:6379> get some
(nil)
- 批量設定值
mset key value [key value ...]
可以批量對多個字串進行讀寫，節省網路耗時開銷。
下面操作通過mset命令一次性設定4個鍵值對：
127.0.0.1:6379> mset a 1 b 2 c 3 d 4
OK
- 批量獲取值
mget key [key ...]
下面操作批量獲取了鍵a、b、c、d的值：
127.0.0.1:6379> mget a b c d
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
- 計數
incr key
incr命令用於對值做自增操作，返回結果分為三種情況：
-
值不是整數，返回錯誤。
-
值是整數，返回自增後的結果。
-
鍵不存在，按照值為0自增，返回結果為1。
127.0.0.1:6379> set age 18
OK
127.0.0.1:6379> incr age
(integer) 19
除了incr命令，Redis提供了decr（自減）、incrby（自增指定數字）、 decrby（自減指定數字）、incrbyfloat（自增浮點數）。
2.1.2、應用場景
字串可以說是Redis應用最廣泛的資料結構，我們來看一下在實際的開發中一些典型的應用場景。
2.1.2.1、快取功能
下圖示比較典型的快取使用場景，其中Redis作為快取層，MySQL作為儲存層，絕大部分請求的資料都是從Redis中獲取。由於Redis具有支撐高併發的特性，所以快取通常能起到加速讀寫和降低後端壓力的作用。
2.1.2.2、計數
許多應用都會使用Redis作為計數的基礎工具，它可以實現快速計數、 查詢快取的功能，同時資料可以非同步落地到其他資料來源。例如記錄文章的閱讀次數。
2.1.2.3、共享Session
用於分散式應用的Session共享，保證使用者登入一次即可訪問所有服務。
2.1.2.4、分散式鎖
利用setnx命令可以實現分散式鎖，由於Redis的單執行緒命令處理機制，如果有多個客戶端同時執行setnx key value， 根據setnx的特性只有一個客戶端能設定成功，所以setnx可以作為分散式鎖的一種實現方案。
以下是最簡單的Redis分散式鎖實現示意圖：
2.2、雜湊
Redis 的字典和 Java 語言裡面的 HashMap類似。在Redis中，雜湊型別是指鍵值本身又是一個鍵值對結構，形如value={{field1，value1}，...{fieldN，valueN}}
2.2.1、命令
- 設定值
hset key field value
下面為user：1新增一對field-value：
127.0.0.1:6379> hset user:1 name tom
(integer) 1
如果設定成功會返回1，反之會返回0。此外Redis提供了hsetnx命令，它們的關係就像set和setnx命令一樣，只不過作用域由鍵變為field。
- 獲取值
hget key field
獲取user：1的name域（屬性）對應的值：
127.0.0.1:6379> hget user:1 name
"tom"
- 刪除field
hdel key field [field ...]
hdel會刪除一個或多個field，返回結果為成功刪除field的個數，例如：
127.0.0.1:6379> hdel user:1 name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hdel user:1 age
(integer) 0
- 批量設定或獲取field-value
hmget key field [field ...]
hmset key field value [field value ...]
hmset和hmget分別是批量設定和獲取field-value，hmset需要的引數是key和多對field-value，hmget需要的引數是key和多個field。例如：
127.0.0.1:6379> hmset user:1 name mike age 12 city tianjin
OK
127.0.0.1:6379> hmget user:1 name city
1) "mike"
2) "tianjin"
2.2.2、應用場景
2.2.2.1、儲存物件
hash的filed-value的結構非常適合用來儲存物件，field用來儲存屬性名稱，value用來儲存屬性值。在一些客戶端裡也提供了json序列化器。
2.3、列表
Redis 的列表類似於 Java 語言裡面的 LinkedList，同樣地list 的插入和刪除操作非常快，時間複雜度為 O(1)，但是索引定位很慢，時間複雜度為O(n)。
那麼，同樣地，list也可以充當棧和佇列的角色。
例如，在list兩端的插入和彈出，可以模擬棧的操作：
列表型別有兩個特點：第一、列表中的元素是有序的，這就意味著可以通過索引下標獲取某個元素或者某個範圍內的元素列表。第二、列表中的元素可以是重複的。
2.3.1、命令
列表主要有5種操作型別：
| 操作型別 | 操作 |
|---|---|
| 新增 | rpush lpush linsert |
| 查詢 | lrange lindex llen |
| 刪除 | lpop rpop lren ltrim |
| 修改 | lset |
| 阻塞操作 | blpop brpop |
- 新增操作
從右邊插入元素
rpush key value [value ...]
下面程式碼從右向左插入元素c、b、a：
127.0.0. 1:6379> rpush listkey c b a
(integer) 3
lrange0-1命令可以從左到右獲取列表的所有元素：
127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "a"
從左邊插入元素類似，不再贅述
- 向某個元素前或者後插入元素
linsert key before|after pivot value
linsert命令會從列表中找到等於pivot的元素，在其前（before）或者後 （after）插入一個新的元素value，例如下面操作會在列表的元素b前插入 java：
127.0.0.1:6379> linsert listkey before b java
(integer) 4
返回結果為4，代表當前命令的長度，當前列表變為：
127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "c"
2) "java"
3) "b"
4) "a"
- 查詢
獲取指定範圍內的元素列表
lrange key start end
lrange操作會獲取列表指定索引範圍所有的元素。
例如想獲取列表的第2到第4個元素:
127.0.0.1:6379> lrange listkey 1 3
1) "java"
2) "b"
3) "a"
獲取列表指定索引下標的元素
lindex key index
例如當前列表最後一個元素為a：
127.0.0.1:6379> lindex listkey -1
"a"
獲取列表長度
llen key
例如，下面示例當前列表長度為4：
127.0.0.1:6379> llen listkey
(integer) 4
- 刪除
從列表左側彈出元素
lpop key
從列表右側彈出
rpop key
刪除指定元素
lrem key count value
- 修改
lset key index newValue
- 阻塞操作
阻塞式彈出如下：
blpop key [key ...] timeout
brpop key [key ...] timeout
blpop和brpop是lpop和rpop的阻塞版本，它們除了彈出方向不同，使用方法基本相同。
2.3.2、應用場景
2.3.2.1、訊息佇列
Redis的lpush+brpop命令組合即可實現阻塞佇列，生產客戶端使用lrpush從列表左側插入元素，多個消費者客戶端使用brpop命令阻塞式的“搶”列表尾部的元素，多個客戶端保證了消費的負載均衡和高可用性。
list可以靈活組合，在不同的場景使用，總結如下：
-
lpush+lpop=Stack（棧）
-
lpush+rpop=Queue（佇列）
-
lpsh+ltrim=Capped Collection（有限集合）
-
lpush+brpop=Message Queue（訊息佇列）
2.4、集合
集合類似Java語言中的HashSet，集合中不允許有重複元素，並且集合中的元素是無序的，不能通過索引下標獲取元素。
2.4.1、命令
2.4.1.1、集合內操作
- 新增元素
sadd key element [element ...]
無法新增重複元素，新增重複元素會返回0。
- 刪除元素
srem key element [element ...]
- 計算元素個數
scard key
- 從集合隨機彈出元素
spop key
2.4.1.2、集合間操作
- 求多個集合的交集
sinter key [key ...]
- 求多個集合的並集
suinon key [key ...]
- 求多個集合的差集
sdiff key [key ...]
2.4.2、應用場景
2.4.2.1、標籤
集合型別比較典型的使用場景是標籤（tag）。例如一個使用者可能對娛樂、體育比較感興趣，另一個使用者可能對歷史、新聞比較感興趣，這些興趣點就是標籤。有了這些資料就可以得到喜歡同一個標籤的人，以及使用者的共 同喜好的標籤，這些資料對於使用者體驗以及增強使用者黏度比較重要。
2.4.2.2、共同關注
可以利用交集的運算，實現社交社群使用者的“共同關注”功能。
2.5、有序集合
zset 可能是 Redis 提供的最為特色的資料結構，它類似於 Java 的 SortedSet 和 HashMap 的結合體，一方面它是一個 set，保證了內部value 的唯一性，另一方面它可以給每個 value 賦予一個 score，代表這個 value 的排序權重。
有序集合提供了獲取指定score和元素範圍查詢、計算成員排名等功能，合理的利用有序集合，能幫助
我們在實際開發中解決很多問題。
有序集合中的元素不能重複，但是score可以重複，就和一個班裡的同學學號不能重複，但是考試成績可以相同。
2.5.1、命令
2.5.1.1、集合內
- 新增成員
zadd key score member [score member ...]
下面操作向有序集合user：rank新增使用者李四和他的score250：
127.0.0.1:6379> zadd user:ranking 250 李四
(integer) 1
- 計算成員個數
zcard key
- 計算某個成員的score
zscore key member
- 計算成員的排名
zrank key member zrevrank key member
- 刪除成員
zrem key member [member ...]
2.5.1.2、集合間的操作
- 交集
zinterstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]
- 並集
zunionstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]
2.5.2、應用場景
有序集合比較適合用於需要排行的地方。
2.5.2.1、使用者點贊統計
可以用於統計部落格、視訊網站等作品的點贊數，可以根據點贊數對作品進行排行。
3、基本資料型別內部編碼
通過上面的介紹，我們已經瞭解了五種基本資料結構，既然叫資料結構，那麼一定是有內部的組成，就比如Java中的String由char或者byte陣列組成。我們這裡簡單瞭解一下Redis五種基本資料結構的內部編碼。
3.1、字串
字串型別的內部編碼有3種：
-
int：8個位元組的長整型。
-
embstr：小於等於39個位元組的字串。
-
raw：大於39個位元組的字串。
3.2、雜湊
雜湊型別的內部編碼有兩種：
-
ziplist（壓縮列表）：當雜湊型別元素個數小於hash-max-ziplist-entries 配置（預設512個）、同時所有值都小於hash-max-ziplist-value配置（預設64 位元組）時，Redis會使用ziplist作為雜湊的內部實現，ziplist使用更加緊湊的結構實現多個元素的連續儲存，所以在節省記憶體方面比hashtable更加優秀。
-
hashtable（雜湊表）：當雜湊型別無法滿足ziplist的條件時，Redis會使用hashtable作為雜湊的內部實現，因為此時ziplist的讀寫效率會下降，而hashtable的讀寫時間複雜度為O（1）。
3.3、列表
列表型別的內部編碼有兩種。
-
ziplist（壓縮列表）：當列表的元素個數小於list-max-ziplist-entries配置 （預設512個），同時列表中每個元素的值都小於list-max-ziplist-value配置時 （預設64位元組），Redis會選用ziplist來作為列表的內部實現來減少記憶體的使 用。
-
linkedlist（連結串列）：當列表型別無法滿足ziplist的條件時，Redis會使用linkedlist作為列表的內部實現。
3.4、集合
集合型別的內部編碼有兩種：
-
intset（整數集合）：當集合中的元素都是整數且元素個數小於set-max- intset-entries配置（預設512個）時，Redis會選用intset來作為集合的內部實現，從而減少記憶體的使用。
-
hashtable（雜湊表）：當集合型別無法滿足intset的條件時，Redis會使用hashtable作為集合的內部實現。
3.5、有序集合
有序集合型別的內部編碼有兩種：
-
ziplist（壓縮列表）：當有序集合的元素個數小於zset-max-ziplist- entries配置（預設128個），同時每個元素的值都小於zset-max-ziplist-value配置（預設64位元組）時，Redis會用ziplist來作為有序集合的內部實現，ziplist 可以有效減少記憶體的使用。
-
skiplist（跳躍表）：當ziplist條件不滿足時，有序集合會使用skiplist作為內部實現，因為此時ziplist的讀寫效率會下降。
這裡只是簡單地瞭解一下，未來如果有機會，會再進一步學習Redis的實現來更深入地瞭解Redsi基本資料結構的內部原理。
參考：
【1】：《Redis開發與運維》
【2】：掘金小冊 《Redis 深度歷險：核心原理與應用實踐》