超強、超詳細Redis入門教程

1.redis是什麼
2.redis的作者何許人也
3.誰在使用redis
4.學會安裝redis
5.學會啟動redis
6.使用redis客戶端
7.redis數據結構 – 簡介
8.redis數據結構 – strings
9.redis數據結構 – lists
10.redis數據結構 – 集合
11.redis數據結構 – 有序集合
12.redis數據結構 – 哈希
13.聊聊redis持久化 – 兩種方式
14.聊聊redis持久化 – RDB
15.聊聊redis持久化 – AOF
16.聊聊redis持久化 – AOF重寫
17.聊聊redis持久化 – 如何選擇RDB和AOF
18.聊聊主從 – 用法
19.聊聊主從 – 同步原理
20.聊聊redis的事務處理
21.教你看懂redis配置 – 簡介
22.教你看懂redis配置 -通用
23.教你看懂redis配置 – 快照
24.教你看懂redis配置 – 複製
25.教你看懂redis配置 – 安全
26.教你看懂redis配置 -限制
27.教你看懂redis配置 – 追加模式
28.教你看懂redis配置 – LUA腳本
29.教你看懂redis配置 – 慢日誌
30.教你看懂redis配置 – 事件通知
31.教你看懂redis配置 – 高級配置

【redis是什麼】

redis是一個開源的、使用C語言編寫的、支持網路交互的、可基於記憶體也可持久化的Key-Value資料庫。

redis的官網地址，非常好記，是redis.io。（特意查了一下，功能變數名稱尾碼io屬於國家功能變數名稱，是british Indian Ocean territory，即英屬印度洋領地）

目前，Vmware在資助著redis項目的開發和維護。

【redis的作者何許人也】

開門見山，先看照片：

是不是出乎了你的意料，嗯，高手總會有些地方與眾不同的。

這位便是redis的作者，他叫Salvatore Sanfilippo，來自義大利的西西里島，現在居住在卡塔尼亞。目前供職於Pivotal公司。

他使用的網名是antirez，如果你有興趣，可以去他的博客逛逛，地址是antirez.com，當然也可以去follow他的github，地址是http://github.com/antirez。

【誰在使用redis】

Blizzard、digg、stackoverflow、github、flickr …

【學會安裝redis】

從redis.io下載最新版redis-X.Y.Z.tar.gz後解壓，然後進入redis-X.Y.Z文件夾後直接make即可，安裝非常簡單。

make成功後會在src文件夾下產生一些二進位可執行文件，包括redis-server、redis-cli等等：

【學會啟動redis】

啟動redis非常簡單，直接./redis-server就可以啟動服務端了，還可以用下麵的方法指定要載入的配置文件：

有關作者為什麼選擇6379作為預設埠，還有一段有趣的典故，英語好的同學可以看看作者這篇博文中的解釋。

【使用redis客戶端】

我們直接看一個例子：

【redis數據結構 – 簡介】

redis是一種高級的key:value存儲系統，其中value支持五種數據類型：

1.字元串（strings）
2.字元串列表（lists）
3.字元串集合（sets）
4.有序字元串集合（sorted sets）
5.哈希（hashes）

而關於key，有幾個點要提醒大家：

1.key不要太長，儘量不要超過1024位元組，這不僅消耗記憶體，而且會降低查找的效率；
2.key也不要太短，太短的話，key的可讀性會降低；
3.在一個項目中，key最好使用統一的命名模式，例如user:10000:passwd。

【redis數據結構 – strings】

有人說，如果只使用redis中的字元串類型，且不使用redis的持久化功能，那麼，redis就和memcache非常非常的像了。這說明strings類型是一個很基礎的數據類型，也是任何存儲系統都必備的數據類型。

我們來看一個最簡單的例子：

另外，我們還可以通過字元串類型進行數值操作：

看，在遇到數值操作時，redis會將字元串類型轉換成數值。

由於INCR等指令本身就具有原子操作的特性，所以我們完全可以利用redis的INCR、INCRBY、DECR、DECRBY等指令來實現原子計數的效果，假如，在某種場景下有3個客戶端同時讀取了mynum的值（值為2），然後對其同時進行了加1的操作，那麼，最後mynum的值一定是5。不少網站都利用redis的這個特性來實現業務上的統計計數需求。

【redis數據結構 – lists】

redis的另一個重要的數據結構叫做lists，翻譯成中文叫做“列表”。

首先要明確一點，redis中的lists在底層實現上並不是數組，而是鏈表，也就是說對於一個具有上百萬個元素的lists來說，在頭部和尾部插入一個新元素，其時間複雜度是常數級別的，比如用LPUSH在10個元素的lists頭部插入新元素，和在上千萬元素的lists頭部插入新元素的速度應該是相同的。

雖然lists有這樣的優勢，但同樣有其弊端，那就是，鏈表型lists的元素定位會比較慢，而數組型lists的元素定位就會快得多。

lists的常用操作包括LPUSH、RPUSH、LRANGE等。我們可以用LPUSH在lists的左側插入一個新元素，用RPUSH在lists的右側插入一個新元素，用LRANGE命令從lists中指定一個範圍來提取元素。我們來看幾個例子：

lists的應用相當廣泛，隨便舉幾個例子：

1.我們可以利用lists來實現一個消息隊列，而且可以確保先後順序，不必像MySQL那樣還需要通過ORDER BY來進行排序。
2.利用LRANGE還可以很方便的實現分頁的功能。
3.在博客系統中，每片博文的評論也可以存入一個單獨的list中。

【redis數據結構 – 集合】

redis的集合，是一種無序的集合，集合中的元素沒有先後順序。

集合相關的操作也很豐富，如添加新元素、刪除已有元素、取交集、取並集、取差集等。我們來看例子：

對於集合的使用，也有一些常見的方式，比如，QQ有一個社交功能叫做“好友標簽”，大家可以給你的好友貼標簽，比如“大美女”、“土豪”、“歐巴”等等，這時就可以使用redis的集合來實現，把每一個用戶的標簽都存儲在一個集合之中。

【redis數據結構 – 有序集合】

redis不但提供了無需集合（sets），還很體貼的提供了有序集合（sorted sets）。有序集合中的每個元素都關聯一個序號（score），這便是排序的依據。

很多時候，我們都將redis中的有序集合叫做zsets，這是因為在redis中，有序集合相關的操作指令都是以z開頭的，比如zrange、zadd、zrevrange、zrangebyscore等等

老規矩，我們來看幾個生動的例子：
//新增一個有序集合myzset，並加入一個元素baidu.com，給它賦予的序號是1：

【redis數據結構 – 哈希】

最後要給大家介紹的是hashes，即哈希。哈希是從redis-2.0.0版本之後才有的數據結構。

hashes存的是字元串和字元串值之間的映射，比如一個用戶要存儲其全名、姓氏、年齡等等，就很適合使用哈希。

我們來看一個例子：

有關hashes的操作，同樣很豐富，需要時，大家可以從這裡查詢。

【聊聊redis持久化 – 兩種方式】

redis提供了兩種持久化的方式，分別是RDB（Redis DataBase）和AOF（Append Only File）。

RDB，簡而言之，就是在不同的時間點，將redis存儲的數據生成快照並存儲到磁碟等介質上；

AOF，則是換了一個角度來實現持久化，那就是將redis執行過的所有寫指令記錄下來，在下次redis重新啟動時，只要把這些寫指令從前到後再重覆執行一遍，就可以實現數據恢復了。

其實RDB和AOF兩種方式也可以同時使用，在這種情況下，如果redis重啟的話，則會優先採用AOF方式來進行數據恢復，這是因為AOF方式的數據恢復完整度更高。

如果你沒有數據持久化的需求，也完全可以關閉RDB和AOF方式，這樣的話，redis將變成一個純記憶體資料庫，就像memcache一樣。

【聊聊redis持久化 – RDB】

RDB方式，是將redis某一時刻的數據持久化到磁碟中，是一種快照式的持久化方法。

redis在進行數據持久化的過程中，會先將數據寫入到一個臨時文件中，待持久化過程都結束了，才會用這個臨時文件替換上次持久化好的文件。正是這種特性，讓我們可以隨時來進行備份，因為快照文件總是完整可用的。

對於RDB方式，redis會單獨創建（fork）一個子進程來進行持久化，而主進程是不會進行任何IO操作的，這樣就確保了redis極高的性能。

如果需要進行大規模數據的恢復，且對於數據恢復的完整性不是非常敏感，那RDB方式要比AOF方式更加的高效。

雖然RDB有不少優點，但它的缺點也是不容忽視的。如果你對數據的完整性非常敏感，那麼RDB方式就不太適合你，因為即使你每5分鐘都持久化一次，當redis故障時，仍然會有近5分鐘的數據丟失。所以，redis還提供了另一種持久化方式，那就是AOF。

【聊聊redis持久化 – AOF】

AOF，英文是Append Only File，即只允許追加不允許改寫的文件。

如前面介紹的，AOF方式是將執行過的寫指令記錄下來，在數據恢復時按照從前到後的順序再將指令都執行一遍，就這麼簡單。

我們通過配置redis.conf中的appendonly yes就可以打開AOF功能。如果有寫操作（如SET等），redis就會被追加到AOF文件的末尾。

預設的AOF持久化策略是每秒鐘fsync一次（fsync是指把緩存中的寫指令記錄到磁碟中），因為在這種情況下，redis仍然可以保持很好的處理性能，即使redis故障，也只會丟失最近1秒鐘的數據。

如果在追加日誌時，恰好遇到磁碟空間滿、inode滿或斷電等情況導致日誌寫入不完整，也沒有關係，redis提供了redis-check-aof工具，可以用來進行日誌修複。

因為採用了追加方式，如果不做任何處理的話，AOF文件會變得越來越大，為此，redis提供了AOF文件重寫（rewrite）機制，即當AOF文件的大小超過所設定的閾值時，redis就會啟動AOF文件的內容壓縮，只保留可以恢複數據的最小指令集。舉個例子或許更形象，假如我們調用了100次INCR指令，在AOF文件中就要存儲100條指令，但這明顯是很低效的，完全可以把這100條指令合併成一條SET指令，這就是重寫機制的原理。

在進行AOF重寫時，仍然是採用先寫臨時文件，全部完成後再替換的流程，所以斷電、磁碟滿等問題都不會影響AOF文件的可用性，這點大家可以放心。

AOF方式的另一個好處，我們通過一個“場景再現”來說明。某同學在操作redis時，不小心執行了FLUSHALL，導致redis記憶體中的數據全部被清空了，這是很悲劇的事情。不過這也不是世界末日，只要redis配置了AOF持久化方式，且AOF文件還沒有被重寫（rewrite），我們就可以用最快的速度暫停redis並編輯AOF文件，將最後一行的FLUSHALL命令刪除，然後重啟redis，就可以恢復redis的所有數據到FLUSHALL之前的狀態了。是不是很神奇，這就是AOF持久化方式的好處之一。但是如果AOF文件已經被重寫了，那就無法通過這種方法來恢複數據了。

雖然優點多多，但AOF方式也同樣存在缺陷，比如在同樣數據規模的情況下，AOF文件要比RDB文件的體積大。而且，AOF方式的恢復速度也要慢於RDB方式。

如果你直接執行BGREWRITEAOF命令，那麼redis會生成一個全新的AOF文件，其中便包括了可以恢復現有數據的最少的命令集。

如果運氣比較差，AOF文件出現了被寫壞的情況，也不必過分擔憂，redis並不會貿然載入這個有問題的AOF文件，而是報錯退出。這時可以通過以下步驟來修複出錯的文件：

1.備份被寫壞的AOF文件
2.運行redis-check-aof –fix進行修複
3.用diff -u來看下兩個文件的差異，確認問題點
4.重啟redis，載入修複後的AOF文件

【聊聊redis持久化 – AOF重寫】

AOF重寫的內部運行原理，我們有必要瞭解一下。

在重寫即將開始之際，redis會創建（fork）一個“重寫子進程”，這個子進程會首先讀取現有的AOF文件，並將其包含的指令進行分析壓縮並寫入到一個臨時文件中。

與此同時，主工作進程會將新接收到的寫指令一邊累積到記憶體緩衝區中，一邊繼續寫入到原有的AOF文件中，這樣做是保證原有的AOF文件的可用性，避免在重寫過程中出現意外。

當“重寫子進程”完成重寫工作後，它會給父進程發一個信號，父進程收到信號後就會將記憶體中緩存的寫指令追加到新AOF文件中。

當追加結束後，redis就會用新AOF文件來代替舊AOF文件，之後再有新的寫指令，就都會追加到新的AOF文件中了。

【聊聊redis持久化 – 如何選擇RDB和AOF】

對於我們應該選擇RDB還是AOF，官方的建議是兩個同時使用。這樣可以提供更可靠的持久化方案。

【聊聊主從 – 用法】

像MySQL一樣，redis是支持主從同步的，而且也支持一主多從以及多級從結構。

主從結構，一是為了純粹的冗餘備份，二是為了提升讀性能，比如很消耗性能的SORT就可以由從伺服器來承擔。

redis的主從同步是非同步進行的，這意味著主從同步不會影響主邏輯，也不會降低redis的處理性能。

主從架構中，可以考慮關閉主伺服器的數據持久化功能，只讓從伺服器進行持久化，這樣可以提高主伺服器的處理性能。

在主從架構中，從伺服器通常被設置為只讀模式，這樣可以避免從伺服器的數據被誤修改。但是從伺服器仍然可以接受CONFIG等指令，所以還是不應該將從伺服器直接暴露到不安全的網路環境中。如果必須如此，那可以考慮給重要指令進行重命名，來避免命令被外人誤執行。

【聊聊主從 – 同步原理】

從伺服器會向主伺服器發出SYNC指令，當主伺服器接到此命令後，就會調用BGSAVE指令來創建一個子進程專門進行數據持久化工作，也就是將主伺服器的數據寫入RDB文件中。在數據持久化期間，主伺服器將執行的寫指令都緩存在記憶體中。

在BGSAVE指令執行完成後，主伺服器會將持久化好的RDB文件發送給從伺服器，從伺服器接到此文件後會將其存儲到磁碟上，然後再將其讀取到記憶體中。這個動作完成後，主伺服器會將這段時間緩存的寫指令再以redis協議的格式發送給從伺服器。

另外，要說的一點是，即使有多個從伺服器同時發來SYNC指令，主伺服器也只會執行一次BGSAVE，然後把持久化好的RDB文件發給多個下游。在redis2.8版本之前，如果從伺服器與主伺服器因某些原因斷開連接的話，都會進行一次主從之間的全量的數據同步；而在2.8版本之後，redis支持了效率更高的增量同步策略，這大大降低了連接斷開的恢覆成本。

主伺服器會在記憶體中維護一個緩衝區，緩衝區中存儲著將要發給從伺服器的內容。從伺服器在與主伺服器出現網路瞬斷之後，從伺服器會嘗試再次與主伺服器連接，一旦連接成功，從伺服器就會把“希望同步的主伺服器ID”和“希望請求的數據的偏移位置（replication offset）”發送出去。主伺服器接收到這樣的同步請求後，首先會驗證主伺服器ID是否和自己的ID匹配，其次會檢查“請求的偏移位置”是否存在於自己的緩衝區中，如果兩者都滿足的話，主伺服器就會向從伺服器發送增量內容。

增量同步功能，需要伺服器端支持全新的PSYNC指令。這個指令，只有在redis-2.8之後才具有。

【聊聊redis的事務處理】

眾所周知，事務是指“一個完整的動作，要麼全部執行，要麼什麼也沒有做”。

在聊redis事務處理之前，要先和大家介紹四個redis指令，即MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH。這四個指令構成了redis事務處理的基礎。

1.MULTI用來組裝一個事務；
2.EXEC用來執行一個事務；
3.DISCARD用來取消一個事務；
4.WATCH用來監視一些key，一旦這些key在事務執行之前被改變，則取消事務的執行。

紙上得來終覺淺，我們來看一個MULTI和EXEC的例子：

在上面的例子中，我們看到了QUEUED的字樣，這表示我們在用MULTI組裝事務時，每一個命令都會進入到記憶體隊列中緩存起來，如果出現QUEUED則表示我們這個命令成功插入了緩存隊列，在將來執行EXEC時，這些被QUEUED的命令都會被組裝成一個事務來執行。

對於事務的執行來說，如果redis開啟了AOF持久化的話，那麼一旦事務被成功執行，事務中的命令就會通過write命令一次性寫到磁碟中去，如果在向磁碟中寫的過程中恰好出現斷電、硬體故障等問題，那麼就可能出現只有部分命令進行了AOF持久化，這時AOF文件就會出現不完整的情況，這時，我們可以使用redis-check-aof工具來修複這一問題，這個工具會將AOF文件中不完整的信息移除，確保AOF文件完整可用。

有關事務，大家經常會遇到的是兩類錯誤：

1.調用EXEC之前的錯誤
2.調用EXEC之後的錯誤

“調用EXEC之前的錯誤”，有可能是由於語法有誤導致的，也可能時由於記憶體不足導致的。只要出現某個命令無法成功寫入緩衝隊列的情況，redis都會進行記錄，在客戶端調用EXEC時，redis會拒絕執行這一事務。（這時2.6.5版本之後的策略。在2.6.5之前的版本中，redis會忽略那些入隊失敗的命令，只執行那些入隊成功的命令）。我們來看一個這樣的例子：

而對於“調用EXEC之後的錯誤”，redis則採取了完全不同的策略，即redis不會理睬這些錯誤，而是繼續向下執行事務中的其他命令。這是因為，對於應用層面的錯誤，並不是redis自身需要考慮和處理的問題，所以一個事務中如果某一條命令執行失敗，並不會影響接下來的其他命令的執行。我們也來看一個例子：

好了，我們來說說最後一個指令“WATCH”，這是一個很好用的指令，它可以幫我們實現類似於“樂觀鎖”的效果，即CAS（check and set）。

WATCH本身的作用是“監視key是否被改動過”，而且支持同時監視多個key，只要還沒真正觸發事務，WATCH都會盡職盡責的監視，一旦發現某個key被修改了，在執行EXEC時就會返回nil，表示事務無法觸發。

【教你看懂redis配置 – 簡介】

我們可以在啟動redis-server時指定應該載入的配置文件，方法如下：

接下來，我們就來講解下redis配置文件的各個配置項的含義，註意，本文是基於redis-2.8.4版本進行講解的。

redis官方提供的redis.conf文件，足有700+行，其中100多行為有效配置行，另外的600多行為註釋說明。

在配置文件的開頭部分，首先明確了一些度量單位：

可以看出，redis配置中對單位的大小寫不敏感，1GB、1Gb和1gB都是相同的。由此也說明，redis只支持bytes，不支持bit單位。

redis支持“主配置文件中引入外部配置文件”，很像C/C++中的include指令，比如：

如果你看過redis的配置文件，會發現還是很有條理的。redis配置文件被分成了幾大塊區域，它們分別是：

1.通用（general）
2.快照（snapshotting）
3.複製（replication）
4.安全（security）
5.限制（limits)
6.追加模式（append only mode)
7.LUA腳本（lua scripting)
8.慢日誌（slow log)
9.事件通知（event notification）

下麵我們就來逐一講解。

【教你看懂redis配置 -通用】

預設情況下，redis並不是以daemon形式來運行的。通過daemonize配置項可以控制redis的運行形式，如果改為yes，那麼redis就會以daemon形式運行：

當一個redis-client一直沒有請求發向server端，那麼server端有權主動關閉這個連接，可以通過timeout來設置“空閑超時時限”，0表示永不關閉。