Redis介绍与使用一文搞懂

[redis 内存数据]
       |
       |（定期快照）
       v
     rdb 文件 （或 aof 日志）
       |
       |
       v
   磁盘持久化文件

客户端请求
     |
     v
+-----------+
| redis 主线程 |
+-----------+
     |
     v
处理命令（串行执行）

+-------------+
| 客户端连接池 |
+-------------+
     |
     v
[ epoll 监听 socket 事件 ]
     |
     v
[ 有请求来了 ]
     |
     v
[ 主线程按序处理请求 ]

+----------------+        +----------------------+
|   客户端请求    | -----> |   网络层（非阻塞 io）  |
+----------------+        +----------------------+
                                |
                                v
                      +------------------+
                      |   单线程命令处理   | <- redis 主线程（串行）
                      +------------------+
                                |
              +----------------+----------------+
              |                                 |
     +----------------+              +--------------------+
     | 内存数据结构区  |              | 持久化（rdb / aof） |
     +----------------+              +--------------------+

sudo apt update
sudo apt install redis-server

sudo systemctl start redis
sudo systemctl enable redis   # 开机启动
sudo systemctl status redis

# 1. 下载源码
wget https://download.redis.io/releases/redis-7.2.4.tar.gz
tar -xzf redis-7.2.4.tar.gz
cd redis-7.2.4
# 2. 编译
make -j4
# 3. 可选：执行测试（需要 tcl）
make test
# 4. 安装
sudo make install

redis-server      # 启动服务
redis-cli         # 客户端命令行

redis-server /redis.conf的path

bind 127.0.0.1  # 限制本地访问

requirepass mystrongpassword
客户端连接时输入上述步骤设置的密码：
redis-cli -a mystrongpassword

rename-command flushall ""
rename-command flushdb ""

# 设置 redis 使用的最大内存为 512mb，超出后会触发内存淘汰策略
maxmemory 512mb
# 设置内存淘汰策略为 allkeys-lru（从所有键中挑选最近最少使用的键淘汰）
maxmemory-policy allkeys-lru

save ""
appendonly no

appendonly yes
appendfsync everysec

key -> "value"

## 设置与获取
set name "alice"
# 返回: ok
# 当前键值对为：
# name -> "alice"
get name
# 返回: "alice"
# 说明: "name" 键的值为 "alice"
## 批量操作
mset age 25 city "shanghai"
# 返回: ok
# 当前键值对为：
# name -> "alice"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
mget name age city
# 返回:
# 1) "alice"
# 2) "25"
# 3) "shanghai"
# 说明: 返回 "name", "age", "city" 键的值
## 自增自减
set counter 10
# 返回: ok
# 当前键值对为：
# name -> "alice"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "10"
incr counter
# 返回: 11
# 当前键值对为：
# name -> "alice"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "11"
incrby counter 5
# 返回: 16
# 当前键值对为：
# name -> "alice"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "16"
decr counter
# 返回: 15
# 当前键值对为：
# name -> "alice"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "15"
decrby counter 2
# 返回: 13
# 当前键值对为：
# name -> "alice"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "13"
## 字符串追加与长度
append name " smith"
# 返回: 11      # 新字符串长度
# 当前键值对为：
# name -> "alice smith"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "13"
get name
# 返回: "alice smith"
# 说明: "name" 键的值已更新为 "alice smith"
strlen name
# 返回: 11
# 说明: "name" 字段的长度为 11（"alice smith"）
## 设置过期键值对
setex token 60 "abc123"
# 返回: ok
# 当前键值对为：
# name -> "alice smith"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "13"
# token -> "abc123"（将在60秒后自动过期）
get token
# 返回: "abc123"
# 说明: "token" 键的值为 "abc123"，且将在60秒后过期
## 条件设置（键不存在时才设置）
setnx city "beijing"
# 返回: 0      # 因为 city 已存在，未设置成功
# 当前键值对为：
# name -> "alice smith"
# age -> "25"
# city -> "shanghai"
# counter -> "13"
# token -> "abc123"（将在60秒后过期）
get city
# 返回: "shanghai"
# 说明: "city" 键的值仍为 "shanghai"
## 最终键值状态（执行完上述命令后）
name      -> "alice smith"
age       -> "25"
city      -> "shanghai"
counter   -> "13"
token     -> "abc123"  （将于60秒后自动失效）

key -> {
    field1: value1,
    field2: value2,
    ...
}

## 设置与获取
hset user:1001 name "bob" age "30" gender "male"
# 返回: 3    # 表示新增了3个字段
# 当前哈希表 user:1001 内容为：
# user:1001 -> {
#     "name": "bob",
#     "age": "30",
#     "gender": "male"
# }
hget user:1001 name
# 返回: "bob"
# 说明: "name" 字段值为 "bob"
## 批量设置与获取
hmset user:1001 email "bob@example.com" phone "123456789"
# 返回: ok
# 当前哈希表 user:1001 内容为：
# user:1001 -> {
#     "name": "bob",
#     "age": "30",
#     "gender": "male",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
hmget user:1001 name email phone
# 返回:
# 1) "bob"
# 2) "bob@example.com"
# 3) "123456789"
# 说明: 分别返回 "name", "email", "phone" 字段的值
## 删除字段与判断字段是否存在
hdel user:1001 gender
# 返回: 1    # 成功删除1个字段
# 当前哈希表 user:1001 内容为：
# user:1001 -> {
#     "name": "bob",
#     "age": "30",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
hexists user:1001 age
# 返回: 1    # 字段 age 存在
# 说明: "age" 字段仍然存在
## 哈希结构长度信息
hlen user:1001
# 返回: 4    # 当前哈希表中还有 4 个字段
# 当前哈希表 user:1001 内容为：
# user:1001 -> {
#     "name": "bob",
#     "age": "30",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
hstrlen user:1001 name
# 返回: 3    # name 字段的字符串长度为 3（"bob"）
# 说明: "name" 字段的值长度为 3
## 自增字段（用于数值字段）
hincrby user:1001 age 2
# 返回: 32   # 将 age 从 30 增加到 32
# 当前哈希表 user:1001 内容为：
# user:1001 -> {
#     "name": "bob",
#     "age": "32",
#     "email": "bob@example.com",
#     "phone": "123456789"
# }
## 获取全部字段和值
hgetall user:1001
# 返回:
# 1) "name"
# 2) "bob"
# 3) "age"
# 4) "32"
# 5) "email"
# 6) "bob@example.com"
# 7) "phone"
# 8) "123456789"
# 说明: 返回所有字段和值
## 最终哈希表 user:1001 的结构如下：
{
  "name":  "bob",
  "age":   "32",
  "email": "bob@example.com",
  "phone": "123456789"
}

key -> [ value1, value2, value3, ... ]

# 插入元素
lpush tasks "task3" "task2"
rpush tasks "task4"
head <--> "task2" <--> "task3" <--> "task4" <--> tail
# 查询
llen tasks    #llen tasks 返回列表的长度，结果是 3。
lrange tasks 0 -1  
#lrange tasks 0 -1 返回从索引 0 到 -1（即整个列表），结果是 ["task2", "task3", "task4"]。
lindex tasks 1
lindex tasks 1 返回索引 1 的元素，结果是 "task3"。
# 设置与移除
lset tasks 1 "task2_updated"
head <--> "task2" <--> "task2_updated" <--> "task4" <--> tail
lrem tasks 0 "task3"
head <--> "task2" <--> "task2_updated" <--> "task4" <--> tail
# 截取与弹出
ltrim tasks 0 1
head <--> "task2" <--> "task2_updated" <--> tail
lpop tasks
head <--> "task2_updated" <--> tail
rpop tasks
head <--> tail

key -> {value1,value2,value3,...}

## 添加元素
sadd tags "redis" "database" "nosql"
# 返回: 3     # 成功添加了3个新元素
# 当前集合内容（顺序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database",
#     "nosql"
# }
## 再次添加重复元素
sadd tags "redis" "backend"
# 返回: 1     # 只有 "backend" 是新元素
# 当前集合内容（顺序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database",
#     "nosql",
#     "backend"
# }
## 查看所有成员
smembers tags
# 返回:
# 1) "redis"
# 2) "nosql"
# 3) "database"
# 4) "backend"
# （集合是无序的，顺序可能不同）
## 判断元素是否存在
sismember tags "redis"
# 返回: 1     # 表示存在
sismember tags "mysql"
# 返回: 0     # 表示不存在
## 移除元素
srem tags "nosql"
# 返回: 1     # 成功移除1个元素
# 当前集合内容（顺序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database",
#     "backend"
# }
## 集合大小
scard tags
# 返回: 3
## 随机弹出一个元素
spop tags
# 返回: （例如）"backend"   # 每次随机，结果可能不同
# 当前集合内容（顺序可能不同）:
# tags -> {
#     "redis",
#     "database"
# }
## 最终集合内容
smembers tags
# 返回:
# 1) "redis"
# 2) "database"
# （假设弹出了 "backend"）

key -> {
    member1: score1,
    member2: score2,
    ...
}

# redis 有序集合操作演示（scoreboard）
# 1. 添加与查询
zadd scoreboard 100 "alice" 150 "bob" 130 "carol"
# 返回结果:
# (integer) 3    # 成功添加 3 个成员
# redis 中有序集合 scoreboard 内容为（按 score 排序）：
# scoreboard -> {
#     "alice": 100,
#     "carol": 130,
#     "bob":   150
# }
zrange scoreboard 0 -1 withscores
# 返回结果（按 score 从小到大）：
# 1) "alice"
# 2) "100"
# 3) "carol"
# 4) "130"
# 5) "bob"
# 6) "150"
zrevrange scoreboard 0 1
# 返回结果（按 score 从大到小，前两个成员）：
# 1) "bob"
# 2) "carol"
# 2. 分数与排名查询
zscore scoreboard alice
# 返回结果:
# "100"
# 说明: "alice" 的分数为 100
zrank scoreboard carol
# 返回结果:
# 1
# 说明: "carol" 排名第 2（从 0 开始）
zrevrank scoreboard bob
# 返回结果:
# 0
# 说明: "bob" 在倒序中排名第 1（最高分）
# 3. 分数修改与范围查询
zincrby scoreboard 10 alice
# 返回结果:
# "110"
# 说明: "alice" 的分数已增加 10，变为 110
zrange scoreboard 0 -1 withscores
# 返回结果（按 score 从小到大）：
# 1) "alice"
# 2) "110"
# 3) "carol"
# 4) "130"
# 5) "bob"
# 6) "150"
zcount scoreboard 120 160
# 返回结果:
# (integer) 2
# 说明: "scoreboard" 中分数在 120 到 160 之间的成员有 2 个（"carol" 和 "bob"）
zrangebyscore scoreboard 120 200
# 返回结果:
# 1) "carol"
# 2) "bob"

# 1. expire key seconds：设置键的过期时间
set mykey "hello"
# 返回: ok
expire mykey 60
# 返回: 1    # 设置成功，键 mykey 将在60秒后过期
ttl mykey
# 返回: 60   # 返回剩余过期时间为 60 秒
# 2. ttl key：查看剩余时间
ttl mykey
# 返回: 60   # mykey 剩余过期时间 60 秒
# 3. persist key：取消过期时间
persist mykey
# 返回: 1    # 表示取消了过期时间
ttl mykey
# 返回: -1   # 不再有过期时间
# 4. del key [key ...]：删除一个或多个键
del mykey
# 返回: 1    # 删除成功
ttl mykey
# 返回: (error) no such key   # 键已删除，不存在
# 5. rename key newkey：重命名键
set mykey "hello"
# 返回: ok
rename mykey newkey
# 返回: ok    # 重命名成功
get newkey
# 返回: "hello"   # 可以通过新键名获取相同的值
# 6. type key：查看键的类型
set mykey "hello"
# 返回: ok
type mykey
# 返回: string   # 表示 mykey 的类型是 string
# 7. keys pattern：通配符查询
set user1 "alice"
set user2 "bob"
set admin "charlie"
# 返回: ok
keys user*
# 返回:
# 1) "user1"
# 2) "user2"
# 8. exists key：判断键是否存在
exists mykey
# 返回: 0    # 表示 mykey 不存在
exists newkey
# 返回: 1    # 表示 newkey 存在
# 9. move key db：将键迁移到指定的数据库
set mykey "hello"
# 返回: ok
move mykey 1
# 返回: 1    # 表示成功将 mykey 从当前数据库迁移到数据库 1
select 1
# 返回: ok
get mykey
# 返回: "hello"   # 在数据库 1 中可以找到 `mykey`
# 10. object key：查看给定键的内部信息
set mykey "hello"
# 返回: ok
object encoding mykey
# 返回: "raw"    # 返回键的编码方式
object idletime mykey
# 返回: 0       # 返回 mykey 的空闲时间（单位：秒）

select 2
# 返回: ok    # 选择数据库 2

info
# 返回:
# # server
# redis_version:6.2.1
# # clients
# connected_clients:10
# # memory
# used_memory:100000

client list
# 返回:
# 1) id=1 addr=127.0.0.1:6379 fd=8 name= age=10 idle=5 flags=n db=0
# 2) id=2 addr=127.0.0.1:6380 fd=9 name= age=20 idle=15 flags=n db=1

config get maxmemory
# 返回: 
# 1) "maxmemory"
# 2) "0"

config set maxmemory 1024mb
# 返回: ok    # 将最大内存限制设置为 1024mb

config rewrite
# 返回: ok    # 配置文件重写成功

save 900 1      # 在 900 秒（15分钟）内，如果有至少 1 个键被修改，则触发 rdb 快照保存
save 300 10     # 在 300 秒（5分钟）内，如果至少有 10 个键被修改，则触发 rdb 快照保存
save 60 10000   # 在 60 秒内，如果至少有 10000 个键被修改，则触发 rdb 快照保存

bgsave

appendonly yes      # 启用 aof 持久化
appendfsync everysec    # 每秒同步一次 aof 文件

appendonly yes      # 启用 aof 持久化
appendfsync everysec    # 每秒同步一次 aof 文件

subscribe news

publish news "redis 7.0 released!"

1) "message"    表示这条数据是一个消息类型的推送。
2) "news"       这是消息来自的频道名称。
3) "redis 7.0 released!"  这是发布者发送的具体消息内容。

+-------------------+       +-------------------+
|     publisher     |       |    subscriber a   |
|-------------------|       |-------------------|
| publish news "..."|-----> | subscribe news    |
+-------------------+       +-------------------+
                            +-------------------+
                            |    subscriber b   |
                            |-------------------|
                            | subscribe news    |
                            +-------------------+
     -- 任何 publish news 的消息将同时被 a 和 b 接收到 --

multi
set user:score 100
incrby user:score 50
get user:score
exec

1) ok
2) (integer) 150
3) "150"

set balance 100

watch balance
get balance       # → "100"
multi
decrby balance 20
exec

set balance 50

(nil)

eval "if redis.call('exists', keys[1]) == 0 then 
         redis.call('set', keys[1], argv[1]) 
         return 'ok' 
      else 
         return 'exists' 
      end" 1 mykey myvalue

eval "local keys = redis.call('keys', argv[1])
      for i,k in ipairs(keys) do 
        redis.call('del', k) 
      end 
      return #keys" 0 "temp:*"

hash_slot = crc16(key) mod 16384

> cluster keyslot mykey  
(integer) 10285

node a (master) --> node a1 (slave)
node b (master) --> node b1 (slave)
node c (master) --> node c1 (slave)

redis.conf
port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

redis-server ./7000/redis.conf
redis-server ./7001/redis.conf
...
redis-server ./7005/redis.conf

redis-cli --cluster create \
127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 \
127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 \
--cluster-replicas 1
--cluster-replicas 1，意味着：每个主节点都配一个从节点
16384 个哈希槽均匀分配给3个主节点
这些节点的主从角色是 redis-cli 在执行时自动决定的，而不是你手动指定谁是主谁是从。
如果你想手动决定哪些是主哪些是从，**就不能使用这个命令，而是得用更底层的命令逐个 cluster meet、cluster addslots 等来构建集群。

redis-cli -c -p 7000 cluster info
redis-cli -c -p 7000 cluster nodes

查看集群信息
127.0.0.1:7000> cluster info
输出：
cluster_state:ok 表示集群正常。
cluster_slots_assigned:16384 表示总共分配了 16384 个槽位。
cluster_size:3 表示集群有 3 个主节点。
....
查看集群节点信息
127.0.0.1:7000> cluster nodes
07c37dfeb2352e56c38e8c801c0bb4a6b5fd64a6 127.0.0.1:7000 master - 0 1624567890 1 connected 0-5460
3c3f3f5c6b44c1a1beec77c57d56b983f56cb0a1 127.0.0.1:7003 slave 07c37dfeb2352e56c38e8c801c0bb4a6b5fd64a6 0 1624567891 2 connected
......
列出了集群中的所有节点。
每行展示一个节点的状态，包括节点 id、ip 地址、角色（master/slave）以及其负责的槽位范围。
查看哈希槽分配情况
127.0.0.1:7000> cluster slots
1) 1) (integer) 0
   2) (integer) 5460
   3) 1) "127.0.0.1"
      2) (integer) 7000
      3) "my-cluster-1"
2) 1) (integer) 5461
   2) (integer) 10922
   3) 1) "127.0.0.1"
      2) (integer) 7001
      3) "my-cluster-2"
3) 1) (integer) 10923
   2) (integer) 16383
   3) 1) "127.0.0.1"
      2) (integer) 7002
      3) "my-cluster-3"
显示了哈希槽（0-16383）的分配情况，列出了每个主节点及其负责的槽区间。
每个主节点对应的从节点会在后续的操作中自动关联。
查看某个键属于哪个哈希槽
127.0.0.1:7000> cluster keyslot mykey
(integer) 10285
mykey被分配到哈希槽10285中。
......