Redis读书笔记（一）Redis可以做什么

Redis作为目前最为火热的NoSql数据库有着非常多的优点，对于没有做过大型项目或者没有接触过Redis的程序员来说一直有一个问题，Redis这么优秀，但是他的应用到底在哪些领域那？

1.缓存
缓存机制可以说是所有大型网站必备的，缓存能够有效地缓解后端数据源的压力。Redis提供了键值过期时间的设置，提供了灵活控制最大内存和内存溢出后的淘汰策略。

2.排行榜
排行榜系统几乎存在于所有的网站，比如按照热度排名的排行榜，按照时间，以及按照各种复杂维度计算出的排行榜。Redis提供了列表和有序集合数据结构，对于排行榜非常方便。

3.计数器应用
计数器在网站中至关重要，如视频网站播放数，电商浏览数，为了保证数据实时性，这对高并发的的传统关系型数据库的性能是一种很大的挑战。Redis却非常方便。

4.社交网络
赞/踩，粉丝，共同好友/洗好，推送，下拉刷新等是社交网站的必备功能，由于社交网站的访问量比较大，传统的关系型数据库不适合保存这种类型的数据，Redis提供的数据结构可以比较容易的实现这些功能。

5.消息队列系统
消息队列也是大型网站的必备基础组件，因为其具有业务解耦，非实时业务削峰等特性。Redis也提供了这些功能。

Redis不适合做什么？
对于Redis不适合做什么，可以从数据大小和数据冷热角度进行分析。比如如果每天有几亿用户行为数据，使用redis来存储基本就是个无底洞。冷热数据是指，对于视频网站来说，视频基本信息是各个业务线都要经常操作的数据，需要存在Redis，而用户的观看记录不是经常访问的数据，所以可以放在传统数据库里。

启动Redis的三种方式：默认配置，运行配置和默认文件启动。
默认配置：redis-server，这种方式无法自定义配置。
运行启动：redis-server --configKey1 configValue1 --configKey2 configValue2
比如要用6380作为端口启动Redis，可以执行
redis-server --port 6380
配置文件启动：将配置写到指定文件中，redis -server /opt/redis/redis.conf

在客户端上停止Redis服务的命令：
redis-cli shutdown
Redis关闭的过程：断开与客户端的连接，持久化文件生成，是一种相对优雅的关闭方式。
还可以通过kill进程的方式关闭Redis，但是不要粗暴的使用kill -9强制杀死Redis，不但不会做持久化操作，还会操作缓冲区等资源不能被优雅关闭，极端情况会找成AOF和复制丢失数据的情况。
shutdown还有一个参数，代表是否在关闭Redis前，生成持久化文件：
redis-cli shutdown nosave|save

获取当前redis的键总数时有两种方式，一种是使用dbsize，dbsize在计算键总数时不会遍历所有键，而是直接获取Redis内置的键总数变量，所以dbsize的时间复杂度是o(1)。而keys命令会遍历所有键，在的时间复杂度是o（n）,当Redis保存了大量键时，线上环境禁止使用keys。

set设置键值对，del删除，exists 是否存在， exprie 设置键的过期时间，ttl可以查看键的过期时间。type key 查看键的类型。

数据结构和内部编码
type命令实际返回的就是当前键的数据类型，分别是：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合），zset（有序集合）。每个数据类型都有自己的底层实现，可以通过object encoding命令查询。比如ziplist比较节省内存，但是在列表元素较多的情况下，性能有所下降，这时Redis会根据配置的选项将列表类型的内存转换为linkedlist。

Redis使用了单线程架构和I/O多路复用的模型来实现高性能内存数据服务。
Redis每此客户端调用都经历了发送命令，执行命令和返回结果三个过程。所有命令都会进入一个队列中，然后被逐个执行，但是不会有两条命令被同时执行。

字符串类型是Redis最基础的数据结构，其他几种类型都是在字符串的基础上构建出来的。字符串类型的值可以是简单的字符串，复杂的字符串（JSON，XML），数字（整数和浮点数），甚至是二进制（图片，音频，视屏），但是不能超512M。

set方法，有一个参数选项，nx|xx，nx表示键必须不存在，才可以设置成功，用于添加，xx表示键必须存在，才可以设置成功，用于更新。
mget/mset 可以用来进行批量操作。
getset方法在set值的同时会返回上一次的值。
字符串类型的内部编码有三种，int：8个字节的长整型，embstr：小于39个字节的字符串，raw：大于39个字节的字符串。Redis会根据当前值的类型和长度决定使用哪种内部编码实现。

字符串类型的典型使用场景
1.缓存功能，Redis作为缓存层，MySQL作为存储层，绝大部分请求的数据都是从Redis中获取，Redis具有支撑高并发的特性，所以缓存通常能起到加速读写和降低后端压力的作用。

2.共享session
一个分布式web服务将用户的Session信息保存在各自服务器中，可能会有Session不同步的问题。为了解决这个问题，可以使使用Redis将用户的Session进行集中管理。每次用户更新或者查询登陆信息都直接从Redis中获取。

3.限速
为了短信接口不被频繁访问，会限制用户每分钟获取验证码的频率，这个功能可以使用Redis来实现。
SET key value EX 60 NX

哈希类型
哈希类型值的是值本身又是一个键值对结构。
hset key field value
hset user:1 name tom
hget user:1 name => tom
hdel key field 删除某个field
hlen key 计算field个数
哈希类型的内部编码方式有两种，一种是ziplist 压缩列表，一种是hashtable哈希表，压缩列表占用的内存更小，对于元素个数（512个）和值的大小（64个字节）都有限制。当超过ziplist的条件时，Redis会使用hashtable作为哈希的内部是西安。

使用场景
可以用来保存用户信息：

三种保存用户信息的方法的优缺点：
1）原生字符串类型：每个属性一个键
set user:1 name tom
set user:1 age 23
set user:1 city beijing
优点：简单直观，每个属性都支持更新操作。
缺点：占用的键过多，占用内存较大。

2）序列化字符串，将用户信息序列化后用一个键保存。
set user:1 serialize(userinfo)
优点：简化编程，如果合理化使用可以提高内存效率。
缺点：序列化和反序列化有一定的开销。

3）哈希类型：每个用户属性使用一对field-value，但是只用一个键保存。
hset user:1 name tom age 23 city beijing
优点：简单直观，如果合理使用可以减少内存空间的使用。
缺点：要控制哈希在ziplist和hashtable两种内部编码的转换，hashtable会消耗更多内存。

列表
列表类型是用来存储多个有序的字符串。a,b,c,d,e五个元素从左到右组成了一个有序的列表，列表中每个字符串称为元素。Redis中，可以对列表两端插入(push)和弹出(pop)，还可以获得指定范围的元素列表，获取指定索引下标的元素。列表的元素时有序的。
编码方式有ziplist（压缩列表）和linkedlist（链表）。当元素个数小于512个，同时每个元素的值小于64个字节时，Redis会使用ziplist来作为列表的内部实现。linkedlist：当列表无法满足ziplist的条件时，Redis会使用linkedlist作为列表的内部实现。
使用场景
1）消息队列
Redis的lpush+brpop命令组合即可实现阻塞队列，生产者客户端使用lpush从列表左侧插入元素，多个消费者客户端使用brpop命令阻塞式的从列表尾部抢元素。

2）文章列表
每个用户都有属于自己的文章列表，现在需要分页展示。此时可以考虑使用列表，因为列表不但有序，同时支持按照索引范围获取元素。

集合
集合类型也是用来保存多个的字符串元素，但和列表类型不一样的是，集合中不允许有重复元素。并且结合中的元素时无序的，不能通过索引下标获取元素。Redis除了支持集合内的增删改查，还支持多个集合取交集，并集，差集。

集合内部编码有两种：
intset（整数集合）：当结合中所有元素都是整数且个数小于512个时，Redis会选用intset作为集合内部实现。当集合类型无法满足intset条件时，会使用hashtable作为集合内部实现。

使用场景：
标签，用户的兴趣，可以计算用户共同感兴趣的标签等等。
sadd = 标签
spop/srandmember = 生成随机数，比如抽奖
add + sinter = 社交需求。

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