目录

1.2 NoSQL 分类

  1.3 Redis 基本概念

1.4 发展历史

1.5 应用场景

二、Redis 安装

2.1 下载

2.2 安装

3.2 图形界面客户端

3.3.1 介绍

3.3.2 工程搭建

3.3.2.1 单例连接 redis

3.3.2.2 使用连接池连接 redis

3.3.2.3 Spring 整合 jedisPool

四、数据类型

4.1 String 类型

4.2 Hash 散列类型

4.2.1 使用 string 的问题

4.2.2 介绍

4.2.3 命令

4.3 List 类型

4.3.1 ArrayList 和 LinkedList 的区别

4.3.2 命令

4.4 Set 类型

4.4.1 命令

4.4.2 运算命令

4.5 Sortedset 类型

4.5.1 命令

4.5.1.1 增加元素

4.5.1.2 获取元素分数

4.5.1.3 删除元素

4.5.1.4 获得排名在某个范围的元素列表

4.5.1.5 获取元素的排名

4.5.1.6 获得指定分数范围的元素

4.5.1.7 增加某个元素的分数

4.5.1.8 获得集合中元素的数量

4.5.1.9 获得指定分数范围内的元素个数

4.5.1.10 按照排名范围删除元素

4.5.1.11 按照分数范围删除元素

4.5.1.12 应用

4.5.1.13 商品销售排行榜

五、keys 命令

5.1 常用命令

5.2 设置 key 的生存时间

六、Redis 持久化方案

6.1 Rdb 方式

6.1.1 设置持久化快照的条件

6.1.2 持久化文件的存储目录

6.1.3 Rdb 的问题

6.2 Aof 方式

七、Redis 的主从复制

7.1 什么是主从复制

7.2 主从复制设置

7.2.1 主机配置

7.2.2 从机配置

八、Redis 集群

8.1 redis-cluster 架构图

8.2 redis-cluster 投票 容错

8.3 安装 Ruby

8.4 搭建集群

8.5 连接集群

8.6 查看集群信息

8.7 jedis连接集群

8.8 使用 spring

​​​​​​ 

1.1 NoSQL 基本概念

为了解决高并发、高可用、高可扩展，大数据存储等一系列问题而产生的数据库解决方案，就是NoSql。

NoSql，叫非关系型数据库，它的全名Not only sql。它不能替代关系型数据库，只能作为关系型数据库的一个良好补充。

• 键值(Key-Value)存储数据库 相关产品：Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB 典型应用：内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。数据模型：一系列键值对 优势：快速查询 劣势：存储的数据缺少结构化

• 列存储数据库 相关产品：Cassandra, HBase, Riak 典型应用：分布式的文件系统 数据模型：以列簇式存储，将同一列数据存在一起 优势：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展 劣势：功能相对局限

• 文档型数据库 相关产品：CouchDB、MongoDB 典型应用：Web应用（与Key-Value类似，Value是结构化的） 数据模型：一系列键值对 优势：数据结构要求不严格 劣势：查询性能不高，而且缺乏统一的查询语法

• 图形(Graph)数据库 相关数据库：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph 典型应用：社交网络 数据模型：图结构 优势：利用图结构相关算法。劣势：需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案。 

• Redis是使用c语言开发的一个高性能键值数据库。Redis可以通过一些键值类型来存储数据。键值类型：String字符类型 map散列类型 list列表类型 set集合类型 sortedset有序集合类型

  2008年，意大利的一家创业公司Merzia推出了一款基于MySQL的网站实时统计系统LLOOGG，然而没过多久该公司的创始人 Salvatore Sanfilippo便 对MySQL的性能感到失望，于是他决定亲自为LLOOGG量身定做一个数据库，并于2009年开发完成，这个数据库就是Redis。不过Salvatore Sanfilippo并不满足只将Redis用于LLOOGG这一款产品，而是希望更多的人使用它，于是在同一年Salvatore Sanfilippo将Redis开源发布，并开始和Redis的另一名主要的代码贡献者Pieter Noordhuis一起继续着Redis的开发，直到今天。

  Salvatore Sanfilippo自己也没有想到，短短的几年时间，Redis就拥有了庞大的用户群体。Hacker News在2012年发布了一份数据库的使用情况调查，结果显示有近12%的公司在使用Redis。国内如新浪微博、街旁网、知乎网，国外如GitHub、Stack Overflow、Flickr等都是Redis的用户。

  VMware公司从2010年开始赞助Redis的开发， Salvatore Sanfilippo和Pieter Noordhuis也分别在3月和5月加入VMware，全职开发Redis。

  缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）。（最多使用） 分布式集群架构中的session分离。聊天室的在线好友列表。任务队列。（秒杀、抢购、12306等等） 应用排行榜。网站访问统计。数据过期处理（可以精确到毫秒）

官网地址：http://redis.io/ 下载地址：http://download.redis.io/releases/redis-3.0.0.tar.gz

redis-desktop-manager 打开如下：

选择数据库方式：select 加上数据库的下标，就可以选择指定的数据库使用，下标从0开始。

3.3.1 介绍

Redis不仅是使用命令来操作，现在基本上主流的语言都有客户端支持，比如java、C、C#、C++、php、Node.js、Go等。

在官方网站里列一些Java的客户端，有Jedis、Redisson、Jredis、JDBC-Redis、等其中官方推荐使用Jedis和Redisson。在企业中用的最多的就是Jedis，下面我们就重点学习下Jedis。

Jedis同样也是托管在github上，地址：https://github.com/xetorthio/jedis。

3.3.2 工程搭建

• 添加 jar commons-pool2-2.3.jar jedis-2.7.0.jar

3.3.2.1 单例连接 redis

3.3.2.2 使用连接池连接 redis

3.3.2.3 Spring 整合 jedisPool

添加 spring 的 jar 包 配置 spring 配置文件 applicationContext.xml

测试代码

赋值 set key value

取值 get key

取值并赋值 getset key value

设置获取多个键值 mset key value [key value...] mget key [key...]

删除 del key

数值增减

• 递增数字 当存储的字符串是整数时，Redis提供了一个实用的命令INCR，其作用是让当前键值递增，并返回递增后的值。语法：incr key

• 增加指定的整数 incrby key increment

• 递减数值 decr key

• 减少指定的数值 decryby key decrement

向尾部追加值 APPEND的作用是向键值的末尾追加value。如果键不存在则将该键的值设置为value，即相当于 SET key value。返回值是追加后字符串的总长度。语法：append key value

获取字符串长度 STRLEN命令返回键值的长度，如果键不存在则返回0。语法：strlen key

应用

• 自增主键 商品编号、订单号采用 string 的递增数字特性生成

4.2.1 使用 string 的问题

假设有User对象以JSON序列化的形式存储到Redis中，User对象有id，username、password、age、name等属性，存储的过程如下：保存、更新：User对象  json(string)  redis

如果在业务上只是更新age属性，其他的属性并不做更新我应该怎么做呢？如果仍然采用上边的方法在传输、处理时会造成资源浪费，下边讲的hash可以很好的解决这个问题。

4.2.2 介绍

hash叫散列类型，它提供了字段和字段值的映射。字段值只能是字符串类型，不支持散列类型、集合类型等其它类型。如下：

4.2.3 命令

赋值 HSET命令不区分插入和更新操作，当执行插入操作时HSET命令返回1，当执行更新操作时返回0。

• 一次只设置一个字段值 语法：hset key field value

• 一次设置多个字段值 语法：hmset key field value [field value...]

• 当字段不存在时赋值，类似hset,区别在于如果字段存在，该命令不执行任何操作。语法：hsetnx key field value

取值

• 一次获取一个字段值 语法：hget key field

• 一次可以获取多个字段值 语法：hmget key field [field...]

• 获取所有字段值 语法：hgetall key

删除字段 可以删除一个或多个字段，返回值是被删除的字段的个数。语法：hdel key field [field...]

增加数字 语法：hincrby key field increment

判断字段是否存在 语法：hexists key field

只获取字段名或字段值 语法：hkeys key hvals key

获取字段数量 语法：hlen key

应用 存储商品信息

获取商品信息

4.3.1 ArrayList 和 LinkedList 的区别

Arraylist是使用数组来存储数据，特点：查询快、增删慢

Linkedlist是使用双向链表存储数据，特点：增删快、查询慢，但是查询链表两端的数据也很快。

Redis的list是采用来链表来存储的，所以对于redis的list数据类型的操作，是操作list的两端数据来操作的。

4.3.2 命令

向列表两端增加元素

• 向列表左边增加元素 语法：lpush key value [value...]

• 向列表右边增加元素 语法：rpush key value [value...]

查看列表 LRANGE命令是列表类型最常用的命令之一，获取列表中的某一片段，将返回start、stop之间的所有元素（包含两端的元素），索引从0开始。索引可以是负数，如：“-1”代表最后边的一个元素。

语法：lrange key start stop

从列表两端弹出元素 LPOP命令从列表左边弹出一个元素，会分两步完成：

• 第一步是将列表左边的元素从列表中移除

• 第二步是返回被移除的元素值。语法：lpop key rpop key

获取列表中元素的个数 语法：llen key

删除列表中指定的值 LREM命令会删除列表中前count个值为value的元素，返回实际删除的元素个数。根据count值的不同，该命令的执行方式会有所不同：

• 当count>0时， LREM会从列表左边开始删除。

• 当count<0时， LREM会从列表后边开始删除。

• 当count=0时， LREM删除所有值为value的元素。

语法：lrem key count value

获得/设置指定索引的元素值

• 获得指定索引的元素值 语法：lindex key index

• 设置指定索引的元素值 语法：lset key index value

只保留列表指定片段 指定范围和 lrange 一致 语法：ltrim key start stop

向列表中插入元素 该命令首先会在列表中从左到右查找值为pivot的元素，然后根据第二个参数是BEFORE还是AFTER来决定将value插入到该元素的前面还是后面。语法：linsert key before | after pivot value

将元素从一个列表转移到另一个列表 语法：rpoplpush source destination

应用 在Redis中创建商品评论列表 用户发布商品评论，将评论信息转成json存储到list中。用户在页面查询评论列表，从redis中取出json数据展示到页面。

定义商品评论列表key：商品编号为1001的商品评论key【items: comment:1001】

集合类型：无序、不可重复 列表类型：有序、可重复

4.4.1 命令

增加/删除元素 语法：sadd key member [member...]

语法：srem key member [member...]

获得集合中的所有元素 语法：smembers key

判断元素是否在集合中 语法：sismember key member

4.4.2 运算命令

集合的差集运算 A-B 属于 A 并且 不属于 B 的元素构成的集合

语法：sdiff key [key...]

集合的交集运算 属于A且属于B的元素构成的集合

语法：sinter key [key...]

集合的并集运算 属于 A 或者 属于 B 的元素构成的集合

语法：sunion key [key...]

获得集合中元素的个数 语法：scard key

从集合中弹出一个元素 注意:由于集合是无序的，所有spop命令会从集合中随机选择一个元素弹出。语法：spop key

Sortedset 又叫 zset Sortedset 是有序集合，可排序的，但是唯一。Sortedset 和 set 的不同之处，会给 set 中元素添加一个分数，然后通过这个分数进行排序。

4.5.1 命令

4.5.1.1 增加元素

向有序集合中加入一个元素和该元素的分数，如果该元素已经存在则会用新的分数替换原有的分数。返回值是新加入到集合中的元素个数，不包含之前已经存在的元素。语法：zadd key score member [score member...]

4.5.1.2 获取元素分数

语法：zscore key member

4.5.1.3 删除元素

移除有序集key中的一个或多个成员，不存在的成员将被忽略。当key存在但不是有序集类型时，返回一个错误。

语法：zrem key member [member...]

4.5.1.4 获得排名在某个范围的元素列表

获得排名在某个范围的元素列表

• 按照元素分数从小到大的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素） 语法：zrange key start stop [withscores]

• 按照元素分数从大到小的顺序返回索引从start到stop之间的所有元素（包含两端的元素） 语法：zrevrange key start stop [withscores]

  如果需要获得元素的分数可以在命令末尾加上 withscores 参数 ··· 127.0.0.1:6379> zrevrange scoreboard 0 2 withscores

  1. "wangwu"

  2. "94"

  3. "zhangsan"

  4. "80" ···

4.5.1.5 获取元素的排名

• 从小到大 语法：zrank key member

• 从大到小 语法：zrevrank key member

4.5.1.6 获得指定分数范围的元素

语法：zrangebyscore key min max [withscores][limit offset count]

4.5.1.7 增加某个元素的分数

返回值是更改后的分数 语法：zincrby key increment member

4.5.1.8 获得集合中元素的数量

语法：zcard key

4.5.1.9 获得指定分数范围内的元素个数

语法：zcount key min max

4.5.1.10 按照排名范围删除元素

语法：zremrangebyrank key start stop

4.5.1.11 按照分数范围删除元素

语法：zremrangebyscore key min max

4.5.1.12 应用

4.5.1.13 商品销售排行榜

需求：根据商品销售量对商品进行排行显示 思路：定义商品销售排行榜（sorted set集合），Key为items:sellsort，分数为商品销售量。

写入商品销售量：

• 商品编号1001的销量是9，商品编号1002的销量是10 192.168.101.3:7007> ZADD items:sellsort 9 1001 10 1002

• 商品编号1001的销量加1 192.168.101.3:7001> ZINCRBY items:sellsort 1 1001

• 商品销量前10名：192.168.101.3:7001> ZRANGE items:sellsort 0 9 withscores

• keys 返回满足给定pattern 的所有key redis 127.0.0.1:6379> keys mylist*

  1. "mylist"

  2. "mylist5"

  3. "mylist6"

  4. "mylist7"

  5. "mylist8"

• exists 确认一个key 是否存在 示例：从结果来看，数据库中不存在HongWan 这个key，但是age 这个key 是存在的 redis 127.0.0.1:6379> exists HongWan (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> exists age (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379>

• del 删除一个key redis 127.0.0.1:6379> del age (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> exists age (integer) 0

• rename 重命名key 示例：age 成功的被我们改名为age_new 了 redis 127.0.0.1:6379[1]> keys *

  1. "age" redis 127.0.0.1:6379[1]> rename age age_new OK redis 127.0.0.1:6379[1]> keys *

  2. "age_new" redis 127.0.0.1:6379[1]>

• type 返回值的类型 示例：这个方法可以非常简单的判断出值的类型 redis 127.0.0.1:6379> type addr string redis 127.0.0.1:6379> type myzset2 zset redis 127.0.0.1:6379> type mylist list redis 127.0.0.1:6379>

Redis在实际使用过程中更多的用作缓存，然而缓存的数据一般都是需要设置生存时间的，即：到期后数据销毁。

例子：

Redis 默认的方式，redis 通过快照方式将数据持久化到磁盘中。

6.1.1 设置持久化快照的条件

在 redis.conf 中修改持久化快照的条件：

6.1.2 持久化文件的存储目录

在 redis.conf 中可以指定持久化文件的存储目录

6.1.3 Rdb 的问题

一旦redis非法关闭，那么会丢失最后一次持久化之后的数据。

如果数据不重要，则不必要关心。如果数据不能允许丢失，那么要使用 aof 方式。

Redis 默认是不使用该方式持久化的。Aof 方式的持久化，是操作一次 redis 数据库，则将操作的记录存储到 aof 持久化文件中。

• Aof文件存储的目录和rdb方式的一样。Aof文件存储的名称

在使用aof和rdb方式时，如果redis重启，则数据从aof文件加载。

持久化保证了即使redis服务重启也不会丢失数据，因为redis服务重启后会将硬盘上持久化的数据恢复到内存中，但是当redis服务器的硬盘损坏了可能会导致数据丢失，如果通过redis的主从复制机制就可以避免这种单点故障，如下图：

说明：

• 主redis中的数据有两个副本（replication）即从redis1和从redis2，即使一台redis服务器宕机其它两台redis服务也可以继续提供服务。

• 主redis中的数据和从redis上的数据保持实时同步，当主redis写入数据时通过主从复制机制会复制到两个从redis服务上。

• 只有一个主redis，可以有多个从redis。

• 主从复制不会阻塞master，在同步数据时，master 可以继续处理client 请求

• 一个redis可以即是主又是从，如下图：

7.2.1 主机配置

无需配置

7.2.2 从机配置

注意： 主机一旦发生增删改操作，那么从机会将数据同步到从机中 从机不能执行写操作

• 第一步：复制出一个从机 

• 第二步：修改从机的 redis.conf 语法：slaveof masterip masterport slaveof 192.168.242.137 6379

• 第三步：修改从机的 port 地址为 6380

• 第四步：清除从机的持久化文件 

• 第五步：启动从机 

• 第六步：启动6380的客户端 

 架构细节: (1)所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽. (2)节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效. (3)客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可 (4)redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上,cluster 负责维护node<->slot<->value Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。

(1)集群中所有master参与投票,如果半数以上master节点与其中一个master节点通信超过(cluster-node-timeout),认为该master节点挂掉. (2):什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?

• 如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave，则集群进入fail状态。也可以理解成集群的[0-16383]slot映射不完全时进入fail状态。

• 如果集群超过半数以上master挂掉，无论是否有slave，集群进入fail状态。

集群管理工具（redis-trib.rb)是使用 ruby 脚本语言编写的。

• 安装 ruby

• 上传 redis-3.0.0.gem 到 linux

• 安装 ruby 和 redis 接口 

• 将 redis-3.0.0 包下 src  目录中的以下文件拷贝到 redis/redis-cluster/

搭建集群最少需要 3 台主机，如果每台主机再配置一台从机的话，则最少需要6台机器。端口设计：7001-7006

1. 复制出一个7001机器 

2. 如果存在持久化文件，则删除 

3. 设置集群参数，修改redis.conf

4. 修改端口

5. 复制出7002-7006机器

1. 修改7002-7006机器端口

2. 创建文件 start-all.sh

1. 修改文件权限

1. 执行文件，启动六台机器

1. 创建集群 

-c 指定集群连接

• 查看集群信息

• 查看集群节点

配置 applicationContext.xml

测试代码