redis系列--你真的入門了嗎？redis4.0入門～

前言

redis作為nosql家族中非常熱門的一員，也是被大型互聯網公司所青睞，無論你是開發、測試或者運維，學習掌握它總會為你的職業生涯增色添彩。

當然，你或多或少已經了解redis，但是你是否了解其中的某些細節，本片文章將詳細介紹redis基礎，后續也會介紹其高級部分如、持久化、復制、集群等內容，希望對你有所幫助。

自redis3.0發布已經3年了，redis目前官方提供的redis穩定版本是4.0，以下示例均在4.0版本上進行。

一、redis簡介

概述

redis(REmote DIctionary Server)是一個由Salvatore Sanfilippo寫key-value存儲系統，它由C語言編寫、遵守BSD協議、支持網絡、可基於內存亦可持久化的日志型、Key-Value類型的數據庫，並提供多種語言的API。和Memcached類似，它支持存儲的value類型相對更多，包括string(字符串)、list(鏈表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希類型）。這些數據類型都支持push/pop、add/remove及取交集並集和差集及更豐富的操作，而且這些操作都是原子性的。在此基礎上，redis支持各種不同方式的排序。與memcached一樣，為了保證效率，數據都是緩存在內存中。區別的是redis會周期性的把更新的數據寫入磁盤或者把修改操作寫入追加的記錄文件，並且在此基礎上實現了master-slave(主從)同步，redis在3.0版本推出集群模式。

特點、優勢

• k、v鍵值存儲以及數據結構存儲（如列表、字典）
• 所有數據(包括數據的存儲)操作均在內存中完成
• 單線程服務(這意味着會有較多的阻塞情況)，采用epoll模型進行請求響應，對比nginx
• 支持主從復制模式，更提供高可用主從復制模式（哨兵）
• 去中心化分布式集群
• 豐富的編程接口支持，如Python、Golang、Java、php、Ruby、Lua、Node.js 
• 功能豐富，除了支持多種數據結構之外，還支持事務、發布/訂閱、消息隊列等功能
• 支持數據持久化(AOF、RDB)

對比memcache

• memcache是一個分布式的內存對象緩存系統，並不提供持久存儲功能，而redis擁有持久化功能
• memcache數據存儲基於LRU(簡單說：最近、最少使用key會被剔除)，而redis則可以永久保存(服務一直運行情況下)
• memcache是多線程的（這是memcache優勢之一），也就意味着阻塞情況少，而redis是單線程的，阻塞情況相對較多
• 兩者性能上相差不大
• memcache只支持簡單的k、v數據存儲，而redis支持多種數據格式存儲。
• memcache是多線程、非阻塞IO復用網絡模型，而redis是單線程IO復用模型

二、開始

源碼部署

yum install gcc -y  #安裝C依賴
wget http://download.redis.io/redis-stable.tar.gz  #下載穩定版本
tar zxvf redis-stable.tar.gz  #解壓
cd redis-stable
make PREFIX=/opt/app/redis install   #指定目錄編譯，也可以不用指定
make install
mkdir /etc/redis   #建立配置目錄
cp redis.conf /etc/redis/6379.conf # 拷貝配置文件
cp utils/redis_init_script /etc/init.d/redis  #拷貝init啟動腳本針對6.X系統
chmod a+x  /etc/init.d/redis  #添加執行權限
vi /etc/redis/6379.conf #修改配置文件： 
bind 0.0.0.0      #監聽地址
maxmemory 4294967296   #限制最大內存（4G）：
daemonize yes   #后台運行

####啟動與停止
/etc/init.d/redis start
/etc/init.d/redis stop

查看是否成功安裝

#執行客戶端工具
redis-cli 
#輸入命令info
127.0.0.1:6379> info
# Server
redis_version:4.0.10
redis_git_sha1:00000000
redis_git_dirty:0
redis_build_id:cf83e9c690dbed33
redis_mode:standalone
os:Linux 2.6.32-642.el6.x86_64 x86_64
arch_bits:64
multiplexing_api:epoll

二進制文件說明

redis安裝完成后會有以下可執行文件（window下是exe文件）生成，下面是各個文件的作用。

redis-server　　　　   #Redis服務器和Sentinel服務器，啟動時候可使用--sentinel指定為哨兵
redis-cli　　　　　    #Redis命令行客戶端 
redis-benchmark　     #Redis性能測試工具 
redis-check-aof      #AOF文件修復工具 
redis-check-dump     #RDB文件檢測工具 
redis-sentinel       #Sentinel服務器,4.0版本已經做了軟鏈接到redis-server

三、配置詳解

redis所有的配置參數都可以通過客戶端通過“CONFIG GET 參數名” 獲取，參數名支持通配符，如*代表所有。所得結果並按照順序分組，第一個返回結果是參數名，第二個結果是參數對應的值。

除了查看配置還可以使用CONFIG SET修改配置，寫入配置文件使用CONFIG REWRITE,使用時是需要注意某些關於服務配置參數慎重修改，如bind。

配置參數以及解釋，需要注意的是，有些配置是4.0.10新增的，有些配置已經廢除，如vm相關配置，和集群相關配置在集群篇章在進行補充。

logfile
#日志文件位置及文件名稱

bind 0.0.0.0
#監聽地址，可以有多個 如bind 0.0.0.0 127.0.0.1

daemonize yes
#yes啟動守護進程運行，即后台運行，no表示不啟用

pidfile /var/run/redis.pid 
# 當redis在后台運行的時候，Redis默認會把pid文件在在/var/run/redis.pid，也可以配置到其他地方。
# 當運行多個redis服務時，需要指定不同的pid文件和端口

port 6379
# 指定redis運行的端口，默認是6379

unixsocket 
#sock文件位置

unixsocketperm
#sock文件權限

timeout 0
# 設置客戶端連接時的超時時間，單位為秒。當客戶端在這段時間內沒有發出任何指令，那么關閉該連接， 0是關閉此設置

loglevel debug
# 指定日志記錄級別，Redis總共支持四個級別：debug、verbose、notice、warning，默認為verbose

logfile ""
# 日志文件配置,默認值為stdout，標准輸出，若后台模式會輸出到/dev/null

syslog-enabled
# 是否以syslog方式記錄日志，yes開啟no禁用，與該配置相關配置syslog-ident 和syslog-facility local0 分別是指明syslog的ident和facility

databases 16
#配置可用的數據庫個數，默認值為16，默認數據庫為0，數據庫范圍在0-（database-1）之間

always-show-logo yes #4.0以后新增配置
#是否配置日志顯示redis徽標，yes顯示no不顯示


################################ 快照相關配置 #################################

save 900 1
save 300 10
save 60 10000
#配置快照(rdb)促發規則，格式：save <seconds> <changes>
#save 900 1  900秒內至少有1個key被改變則做一次快照
#save 300 10  300秒內至少有300個key被改變則做一次快照
#save 60 10000  60秒內至少有10000個key被改變則做一次快照

dbfilename  dump.rdb
#rdb持久化存儲數據庫文件名，默認為dump.rdb

stop-write-on-bgsave-error yes 
#yes代表當使用bgsave命令持久化出錯時候停止寫RDB快照文件，no則代表繼續寫

rdbchecksum yes
#開啟rdb文件校驗

dir "/etc"
#數據文件存放目錄，rdb快照文件和aof文件都會存放至該目錄


################################# 復制相關配置參數 #################################

slaveof <masterip> <masterport>  
#設置該數據庫為其他數據庫的從數據庫，設置當本機為slave服務時，設置master服務的IP地址及端口，在Redis啟動時，它會自動從master進行數據同步

masterauth <master-password>
#主從復制中，設置連接master服務器的密碼（前提master啟用了認證）

slave-serve-stale-data yes
# 當從庫同主機失去連接或者復制正在進行，從機庫有兩種運行方式：
# 1) 如果slave-serve-stale-data設置為yes(默認設置)，從庫會繼續相應客戶端的請求
# 2) 如果slave-serve-stale-data是指為no，除了INFO和SLAVOF命令之外的任何請求都會返回一個錯誤"SYNC with master in progress"

repl-ping-slave-period 10
#從庫會按照一個時間間隔向主庫發送PING命令來判斷主服務器是否在線，默認是10秒

repl-timeout 60
#設置主庫批量數據傳輸時間或者ping回復時間間隔超時時間，默認值是60秒
# 一定要確保repl-timeout大於repl-ping-slave-period

repl-backlog-size 1mb
#設置復制積壓大小,只有當至少有一個從庫連入才會釋放。

slave-priority 100
#當主庫發生宕機時候，哨兵會選擇優先級最高的一個稱為主庫，從庫優先級配置默認100，數值越小優先級越高

min-slaves-to-write 3
min-slaves-max-lag 10
#設置某個時間斷內，如果從庫數量小於該某個值則不允許主機進行寫操作，以上參數表示10秒內如果主庫的從節點小於3個，則主庫不接受寫請求，min-slaves-to-write 0代表關閉此功能。


################################## 安全相關配置 ###################################

requirepass
#客戶端連接認證的密碼，默認為空，即不需要密碼，若配置則命令行使用AUTH進行認證

maxclients 10000
# 設置同一時間最大客戶端連接數，4.0默認10000，Redis可以同時打開的客戶端連接數為Redis進程可以打開的最大文件描述符數，
# 如果設置 maxclients 0，表示不作限制。
# 當客戶端連接數到達限制時，Redis會關閉新的連接並向客戶端返回max number of clients reached錯誤信息

maxmemory 4gb
#設置最大使用的內存大小

maxmemory-policy noeviction
#設置達到最大內存采取的策略：
# volatile-lru -> 利用LRU算法移除設置過過期時間的key (LRU:最近使用 Least Recently Used )
# allkeys-lru -> 利用LRU算法移除任何key
# volatile-random -> 移除設置過過期時間的隨機key
# allkeys->random -> remove a random key, any key
# volatile-ttl -> 移除即將過期的key(minor TTL)
# 4.0默認noeviction代表不刪除任何key，只在寫操作時候返回錯誤。

maxmemory-samples 5
#LRU，LFU等算法樣本設置，默認5個key


############################## AOF相關配置###############################

appendonly no
# 設置AOF持久化，yes開啟，no禁用，開啟后redis會把所接收到的每一次寫操作請求都追加到appendonly.aof文件中，當redis重新啟動時，會從該文件恢復出之前的狀態。
# 但是這樣會造成appendonly.aof文件過大，所以redis還支持了BGREWRITEAOF指令，對appendonly.aof 進行重寫。

appendfilename "appendonly.aof"
#設置AOF文件名

appendfsync everysec
# AOF文件寫策略，Redis支持三種同步AOF文件的策略:
# no: 不進行同步，交給操作系統去執行 ，速度較快
# always: always表示每次有寫操作都調用fsync方法強制內核將該寫操作寫入到文件，速度會慢, 但是安全，因為每次寫操作都在AOF文件中.
# everysec: 表示對寫操作進行累積，每秒同步一次，折中方案.
# 默認是"everysec"，按照速度和安全折中這是最好的。

no-appendfsync-on-rewrite no
# AOF策略設置為always或者everysec時，后台處理進程(后台保存或者AOF日志重寫)會執行大量的I/O操作
# 在某些Linux配置中會阻止過長的fsync()請求。注意現在沒有任何修復，即使fsync在另外一個線程進行處理，為了減緩這個問題，可以設置下面這個參數no-appendfsync-on-rewrite

auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
#當AOF文件增長到一定大小的時候Redis能夠調用BGREWRITEAOF對日志文件進行重寫，它是這樣工作的：Redis會記住上次進行些日志后文件的大小(如果從開機以來還沒進行過重寫，那日子大小在開機的時候確定)。
#基礎大小會同現在的大小進行比較。如果現在的大小比基礎大小大制定的百分比，重寫功能將啟動
# 同時需要指定一個最小大小用於AOF重寫，這個用於阻止即使文件很小但是增長幅度很大也去重寫AOF文件的情況
# 設置 percentage 為0就關閉這個特性
#auto-aof-rewrite-percentage 代表AOF文件每次重寫文件大小（以百分數代表），100表示百分之百，即當文件增加了1倍（100%），則開始重寫AOF文件
#auto-aof-rewrite-min-size  設置最小重寫文件大小，避免文件小而執行太多次的重寫

aof-load-truncated yes
＃當redis突然運行崩潰時，會出現aof文件被截斷的情況，Redis可以在發生這種情況時退出並加載錯誤，以下選項控制此行為。 ＃如果aof-load-truncated設置為yes，則加載截斷的AOF文件，Redis服務器啟動發出日志以通知用戶該事件。
＃否則，如果該選項設置為no，則服務器將中止並顯示錯誤並停止啟動。當該選項設置為no時，用戶需要在重啟之前使用“redis-check-aof”實用程序修復AOF文件在進行重啟


################################## 慢查詢配置 ###################################


slowlog-log-slower-than 10000
 #Redis Slow Log 記錄超過特定執行時間的命令。執行時間不包括I/O計算比如連接客戶端，返回結果等，只是命令執行時間，可以通過兩個參數設置slow log：一個是告訴Redis執行超過多少時間被記錄的參數slowlog-log-slower-than(微秒，因此1000000代表一分鍾
#另一個是slow log 的長度。當一個新命令被記錄的時候最早的命令將被從隊列中移除
 
slowlog-max-len 128
#慢查詢命令記錄隊列長度設置，該隊列占用內存，可以使用SLOWLOG RESET清空隊列



############################### 高級配置 ###############################

hash-max-zipmap-entries 512
hash-max-zipmap-value 64
# 當hash中包含超過指定元素個數並且最大的元素沒有超過臨界時，hash將以一種特殊的編碼方式（大大減少內存使用）來存儲，這里可以設置這兩個臨界值
# Redis Hash對應Value內部實際就是一個HashMap，實際這里會有2種不同實現，
# 這個Hash的成員比較少時Redis為了節省內存會采用類似一維數組的方式來緊湊存儲，而不會采用真正的HashMap結構，對應的value redisObject的encoding為zipmap,當成員數量增大時會自動轉成真正的HashMap,此時encoding為ht。

list-max-ziplist-size -2
#Lists也以特殊方式編碼，以節省大量空間。
＃可以指定每個內部列表節點允許的條目數
＃作為固定的最大大小或最大元素數。
＃對於固定的最大大小，使用-5到-1表示：
＃-5：最大大小：64 Kb < - 不建議用於正常工作負載
＃-4：最大尺寸：32 Kb < - 不推薦
＃-3：最大尺寸：16 Kb < - 可能不推薦
＃-2：最大尺寸：8 Kb < - 好
＃-1：最大尺寸：4 Kb < - 良好
＃正數意味着存儲_exactly_元素數量
＃每個列表節點。
＃性能最高的選項通常為-2（8 Kb大小）或-1（4 Kb大小）

zset-max-ziplist-entries 128
zset-max-ziplist-value 64
# list數據類型多少節點以下會采用去指針的緊湊存儲格式。
# list數據類型節點值大小小於多少字節會采用緊湊存儲格式。

activerehashing yes
# Redis將在每100毫秒時使用1毫秒的CPU時間來對redis的hash表進行重新hash，可以降低內存的使用
# 當你的使用場景中，有非常嚴格的實時性需要，不能夠接受Redis時不時的對請求有2毫秒的延遲的話，把這項配置為no。
# 如果沒有這么嚴格的實時性要求，可以設置為yes，以便能夠盡可能快的釋放內存

client-output-buffer-limit normal 0 0 0
client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
#客戶端輸出緩沖區限制可用於強制斷開客戶端，由於某種原因，沒有足夠快地從服務器讀取數據，常見的原因是Pub / Sub客戶端不能像很快的消費一條消息，可以為三種不同類型的客戶端設置不同的限制：
#normal - >普通客戶端，包括MONITOR客戶端
#subve - >從服務器客戶端
#pubsub - >客戶端訂閱了至少一個pubsub通道或模式
#設置方法：client-output-buffer-limit 軟限制大小 硬限制大小 秒數
#當客戶端達到硬限制大小則立即斷開連接，當客戶端達到軟限制時候並且在設置的秒數緩沖大小任然超了，則在設置的秒數后斷開連接

四、數據類型以及相關操作

通常使用redis不外乎使用其常用的5中數據類型：string、list、hash、set、sorted_set,在3.2版本以后新添加geo經緯度支持，以下將對其類型的常用操作做說明。

命令使用前言

通大多數據庫一樣，redis所有的命令提供了幫助，可以使用help +命令名稱查看其使用方法，幫助信息中不僅有命令用法，還有命令始於版本信息，分組等。

為了友好的使用，redis還將所有命令都進行了分組,同時使用help+@+組名進行查看每個組中所有命令，以下是所有分組信息。

上面以及介紹如何查看命令使用方法，所以在以下數據類型操作時候，只舉例常用的命令，更多命令參考https://redis.io/commands

注意：redis在3.2版本新增geo數據類型。

generic       #一般命令組，對大多數類型適用
string        #字符串類型命令組，使用所有字符串類型
list          #列表類型命令組
set           #集合類型命令組
sorted_set    #有序集合命令組
hash          #hash操作命令組
pubsub        #發布命令組
transactions  #事務操作命令組
connection    #連接相關命令組
server        #服務器相關命令組
scripting     #lua 腳本命令組
hyperloglog   #hyperloglog類型命令組，redis在 2.8.9 版本添加了 HyperLogLog 結構
cluster       #集群相關命令組
geo           #經緯度相關命令組，適用於3.2.0以后的版本

示例：查看事務操作所有命令

 

key操作

常用：

DEL key #刪除某個key
KEYS pattern  #查看符合正則的所有key
EXISTS key [key ...] #判斷某個key是否存在，可支持多個，返回存在的個數
EXPIRE key seconds #刷新某個key過期時間
MOVE key db  #移動key到某個數據庫

示例：

string操作

字符串操作中需要注意的是，redis中的整型也當作字符串處理。

常用：

SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]  #設置key為指定的字符串值。
#參數：
#EX seconds – 設置鍵key的過期時間，單位時秒
#PX milliseconds – 設置鍵key的過期時間，單位時毫秒
#NX – 只有鍵key不存在的時候才會設置key的值
#XX – 只有鍵key存在的時候才會設置key的值

APPEND key value  #如果 key 已經存在，並且值為字符串，那么這個命令會把 value 追加到原來值（value）的結尾。 如果 key 不存在，那么它將首先創建一個空字符串的key，再執行追加操作，這種情況 APPEND 將類似於 SET 操作。

GET key #獲取key值，不存在則返回nil

GETRANGE key start end #獲取指定key值的索引開始位置和結束位置所對應的值，索引從0開始

GETSET key value  #設置新的key值，並獲取設置之前的值，如果key不存在則設置，並返回nil

MGET key [key ...]   #批量獲取key的值

MSET key value [key value ...] #批量設置key的值

DECR key #數字類型的key自減操作，key類型不是數字則報錯

INCR key  #數字類型key 自加操作，與DECR相反

DECRBY key decrement  #數字類型key指定減少數值

INCRBY key increment   #數字類型key指定增加數值，與DECRBY相反

STRLEN key  #獲取key長度

示例：

list操作

列表中的元素索引從0開始，倒數的元素可以用“-”+倒數位置表示，如-2，代表倒數第二個元素，-1則代表最后一個元素。

Redis列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊。

一個列表最多可以包含 2³² - 1 個元素 (4294967295, 每個列表超過40億個元素)。

常用：

LPUSH key value [value ...]  #從列表左邊放入一個或者多個元素

LPUSHX key value  #當列表存在時，從左邊放入一個元素

RPUSH key value [value ...]  #從列表右邊放入一個或者多個元素

RPUSHX key value  #當列表存在時，從右邊放入一個元素

LSET key index value  #根據索引設置列表中元素的值,當list不存在是報錯

LINDEX key index  #根據列表索引獲取元素值，索引從0開始

LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value  #在列表中，基於某個基准點插入值，pivot代表基准點

LLEN key #獲取列表長度

LRANGE key start stop  #根據索引獲取列表中的元素，列表索引最后一個可以使用-1

LREM key count value  #從存於 key 的列表里移除前 count 次出現的值為 value 的元素
#count > 0: 從頭往尾移除值為 value 的元素
#count < 0: 從尾往頭移除值為 value 的元素
#count = 0: 移除所有值為 value 的元素

LPOP key  #從列表左邊刪除一個元素

RPOP key  #從列表右邊刪除一個元素

RPOPLPUSH source destination  #刪除source列表中的刪除最后一個元素將其追加到destination列表

LTRIM key start stop  #根據索引start和stop保留列表元素

示例：

hash操作

hash操作所有命令都以H開頭。

Redis hash 是一個string類型的field和value的映射表，hash特別適合用於存儲對象。

Redis 中每個 hash 可以存儲 2³² - 1 鍵值對（40多億）。

常用：

HDEL key field [field ...]  #刪除hash表中一個或多個字段

HEXISTS key field  #判斷hash表中字段是否存在

HGET key field  #獲取hash表中字段的值

HGETALL key  #獲取hash表中所有字段

HSET key field value  # 設置hash表中字段的值

HSETNX key field value  #只有當字段不存在時候才設置hash表中字段值，

HLEN key  #獲取hash表中字段個數

HVALS key  #獲取hash表中所有字段的值

HKEYS key  #獲取hash表中所有的字段

HSTRLEN key field #獲取hash表中指定字段的值的長度

HMSET key field value [field value ...]  #批量設置hash表中字段的值

HMGET key field [field ...]  #批量獲取hash表中字段的值

示例：

集合set操作

Redis 的 Set 是 String 類型的無序集合。集合成員是唯一的，這就意味着集合中不能出現重復的數據。

Redis 中集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的復雜度都是 O(1)。

集合中最大的成員數為 2^{32 - 1} (4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。

常用：

SADD key member [member ...]  #添加一個或多個元素到集合中

SREM key member [member ...]  #刪除一個或多個集合中的元素

SCARD key  #獲取集合中元素數量

SMEMBERS key  #返回集合中所有的元素

SINTER key [key ...] #獲取兩個或兩個以上集合的交集

SUNION key [key ...]  #獲取兩個或兩個以上集合的並集

SDIFF key [key ...]     #獲取兩個或者兩個以上集合的差集

SISMEMBER key member  #判斷元素是否是在指定集合中

SMOVE source destination member #移動一個集合中的元素到另一個集合

SPOP key [count]  #移除count個集合中元素，count可選參數，默認為1，即移除一個

有序集合操作

Redis 有序集合和集合一樣也是string類型元素的集合,且不允許重復的成員。

不同的是每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序。

有序集合的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重復。

集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的復雜度都是O(1)。 集合中最大的成員數為 2^{32 - 1} (4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。

常用：

ZADD key [NX|XX] [CH] [INCR] score member [score member ...]  #向一個有序集合添加成員（元素）
#參數：
#XX: 僅僅更新存在的成員，不添加新成員。
#NX: 不更新存在的成員。只添加新成員。
#CH: 修改返回值為發生變化的成員總數，原始是返回新添加成員的總數 (CH 是 changed 的意思)。更改的元素是新添加的成員，已經存在的成員更新分數。 所以在命令中指定的成員有相同的分數將不被計算在內。注：在通常情況下，ZADD返回值只計算新添加成員的數量。
#INCR: 當ZADD指定這個選項時，成員的操作就等同ZINCRBY命令，對成員的分數進行遞增操作。

ZCARD key  #獲取有序集合中元素個數

ZCOUNT key min max  #指定分數范圍的元素個數

ZINCRBY key increment member  #為有序集的元素的score值加上增加指定的increment

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]  #根據有序集合中分數區間獲取集合中的元素

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]  #獲取有序集合中元素的排名

ZREM key member [member ...]  #刪除有序集合中一個或多個元素

ZSCORE key member  #設置元素在集合中的分數

GEO類型操作

Redis的GEO是 3.2 版本的新特性，對GEO(地理位置)的支持。這個功能可以將用戶給定的地理位置信息儲存起來， 並對這些信息進行操作。

geo類型命令不多，總共6個所以這里全部列舉出來了。

GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member ...]  #將指定的地理空間位置（緯度、經度、名稱）添加到指定的key中

GEODIST key member1 member2 [unit]  #返回兩個給定位置之間的距離。如果兩個位置之間的其中一個不存在， 那么命令返回空值。指定單位的參數 unit 必須是以下單位的其中一個：

#m 表示單位為米
#km 表示單位為千米
#mi 表示單位為英里
#ft 表示單位為英尺

GEOPOS key member [member ...]  #從key里返回所有給定位置元素的位置（經度和緯度）

GEOHASH key member [member ...]  #返回一個或多個位置元素的 Geohash 表示。通常使用表示位置的元素使用不同的技術，使用Geohash位置52點整數編碼。由於編碼和解碼過程中所使用的初始最小和最大坐標不同，編碼的編碼也不同於標准。此命令返回一個標准的Geohash

GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]  
#以給定的經緯度為中心， 返回鍵包含的位置元素當中， 與中心的距離不超過給定最大距離的所有位置元素。

#范圍可以使用以下其中一個單位：

#m 表示單位為米。
#km 表示單位為千米。
#mi 表示單位為英里。
#ft 表示單位為英尺。
#在給定以下可選項時， 命令會返回額外的信息：

#WITHDIST: 在返回位置元素的同時， 將位置元素與中心之間的距離也一並返回。 距離的單位和用戶給定的范圍單位保持一致。
#WITHCOORD: 將位置元素的經度和維度也一並返回。
#WITHHASH: 以 52 位有符號整數的形式， 返回位置元素經過原始 geohash 編碼的有序集合分值。 這個選項主要用於底層應用或者調試， 實際中的作用並不大。
#命令默認返回未排序的位置元素。 通過以下兩個參數， 用戶可以指定被返回位置元素的排序方式：

#ASC: 根據中心的位置， 按照從近到遠的方式返回位置元素。
#DESC: 根據中心的位置， 按照從遠到近的方式返回位置元素。
#在默認情況下， GEORADIUS 命令會返回所有匹配的位置元素。 雖然用戶可以使用 COUNT <count> 選項去獲取前 N 個匹配元素， 但是因為命令在內部可能會需要對所有被匹配的元素進行處理， 所以在對一個非常大的區域進行搜索時， 即使只使用 COUNT 選項去獲取少量元素， 命令的執行速度也可能會非常慢。 但是從另一方面來說， 使用 COUNT 選項去減少需要返回的元素數量， 對於減少帶寬來說仍然是非常有用的。

#返回值：
  #在沒有給定任何 WITH 選項的情況下， 命令只會返回一個像 [“New York”,”Milan”,”Paris”] 這樣的線性（linear）列表。
  #在指定了 WITHCOORD 、 WITHDIST 、 WITHHASH 等選項的情況下， 命令返回一個二層嵌套數組， 內層的每個子數組就表示一個元素

  #在返回嵌套數組時， 子數組的第一個元素總是位置元素的名字。 至於額外的信息， 則會作為子數組的后續元素， 按照以下順序被返回：
    #以浮點數格式返回的中心與位置元素之間的距離， 單位與用戶指定范圍時的單位一致。
    #geohash 整數。
    #由兩個元素組成的坐標，分別為經度和緯度。

GEORADIUSBYMEMBER key member radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]
#這個命令和 GEORADIUS 命令一樣， 都可以找出位於指定范圍內的元素， 但是 GEORADIUSBYMEMBER 的中心點是由給定的位置元素決定的。

操作示例：

五、發布訂閱

Redis 發布訂閱(pub/sub)是一種消息通信模式：發送者(pub)發送消息，訂閱者(sub)接收消息。

Redis 客戶端可以訂閱任意數量的頻道。

下圖代表其發布訂閱之間的關系

 

運作原理

每個Redis 服務器進程都維持着一個表示服務器狀態的 redis.h/redisServer結構， 結構的pubsub_channels 屬性是一個字典， 這個字典就用於保存訂閱頻道的信息：

struct redisServer {
    // ...
    dict *pubsub_channels;
    // ...
};

其中，字典的鍵為正在被訂閱的頻道， 而字典的值則是一個鏈表， 鏈表中保存了所有訂閱這個頻道的客戶端。
比如說，在下圖展示的這個pubsub_channels示例中，client1 、 client2 和 client3 就訂閱了 channel1 ， 而client3也同時訂閱了channel2。
當客戶端調用SUBSCRIBE命令時， 程序就將客戶端和要訂閱的頻道在pubsub_channels字典中關聯起來。

 

SUBSCRIBE 命令的行為可以用偽代碼表示如下：

def SUBSCRIBE(client, channels):

    // 遍歷所有輸入頻道
    for channel in channels:

        // 將客戶端添加到鏈表的末尾
        redisServer.pubsub_channels[channel].append(client)

通過pubsub_channels字典， 程序只要檢查某個頻道是否為字典的鍵， 就可以知道該頻道是否正在被客戶端訂閱； 只要取出某個鍵的值， 就可以得到所有訂閱該頻道的客戶端的信息。

了解了pubsub_channels字典的結構之后， 解釋PUBLISH命令的實現就非常簡單了： 當調用PUBLISH channel message命令， 程序首先根據channel定位到字典的鍵， 然后將信息發送給字典值鏈表中的所有客戶端。

訂閱模式

redis的發布訂閱不僅僅提供簡單的訂閱頻道，還提供模式匹配訂閱。模式訂閱使用命令PSUBSCRIBE實現。

redisServer.pubsub_patterns屬性是一個鏈表，鏈表中保存着所有和模式相關的信息：

struct redisServer {
    // ...
    list *pubsub_patterns;
    // ...
};

鏈表中的每個節點都包含一個redis.h/pubsubPattern結構：

typedef struct pubsubPattern {
    redisClient *client;
    robj *pattern;
} pubsubPattern;

client 屬性保存着訂閱模式的客戶端，而 pattern 屬性則保存着被訂閱的模式。
每當調用 PSUBSCRIBE命令訂閱一個模式時， 程序就創建一個包含客戶端信息和被訂閱模式的pubsubPattern結構， 並將該結構添加到redisServer.pubsub_patterns鏈表中。
作為例子，下圖展示了一個包含兩個模式的 pubsub_patterns 鏈表， 其中 client123 和 client256 都正在訂閱 tweet.shop.* 模式：

通過遍歷整個pubsub_patterns鏈表，程序可以檢查所有正在被訂閱的模式，以及訂閱這些模式的客戶端。

當執行PUBLISH進行命令向channel命令發送消息時，PUBLISH除了將message 發送到所有訂閱channel的客戶端之外， 它還會將channel和pubsub_patterns中的模式進行對比， 如果channel和某個模式匹配的話， 那么也將message 發送到訂閱那個模式的客戶端，例如一個客戶端訂閱了aa.bb.*頻道，那么他會收到來自所有aa.bb開頭的所有頻道消息。

相關命令

PSUBSCRIBE pattern [pattern ...]  #使用模式訂閱一個或多個符合給定模式的頻道

PUNSUBSCRIBE [pattern [pattern ...]]  #退訂所有給定模式的頻道

SUBSCRIBE channel [channel ...]   #訂閱給定的一個或多個頻道的信息

UNSUBSCRIBE [channel [channel ...]]   #指退訂給定的頻道

PUBSUB subcommand [argument [argument ...]]  #查看訂閱與發布系統狀態

PUBLISH channel message   #將信息發送到指定的頻道

實踐

在以下示例中，將分別用SUBSCRIBE命令訂閱aa.bb和使用PSUBSCRIBE模式訂閱頻道aa.bb*。

SUBSCRIBE訂閱：

PSUBSCRIBE訂閱：

此時我們使用PUBSH向aa.bb發送消息，返回接受到的頻道數，兩個訂閱者都能收到消息。

訂閱者1:

模式訂閱者：

小結

• 訂閱信息由服務器進程維持的redisServer.pubsub_channels字典保存，字典的鍵為被訂閱的頻道，字典的值為訂閱頻道的所有客戶端。
• 當有新消息發送到頻道時，程序遍歷頻道（鍵）所對應的（值）所有客戶端，然后將消息發送到所有訂閱頻道的客戶端上。
• 訂閱模式的信息由服務器進程維持的redisServer.pubsub_patterns鏈表保存，鏈表的每個節點都保存着一個pubsubPattern結構，結構中保存着被訂閱的模式，以及訂閱該模式的客戶端。程序通過遍歷鏈表來查找某個頻道是否和某個模式匹配。
• 當有新消息發送到頻道時，除了訂閱頻道的客戶端會收到消息之外，所有訂閱了匹配頻道的模式的客戶端，也同樣會收到消息。
• 退訂頻道和退訂模式分別是訂閱頻道和訂閱模式的反操作。

六、事務

所謂事務應具有以下特效：原子性(Atomicity)， 一致性(Consistency)，隔離性(Isolation)，持久性(Durability)，簡稱ACID，但redis所提供的事務比較簡單，它通過MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH等命令實現事務。

而Redis只支持簡單的事務，將執行命令放入隊列緩存，當程序中有異常或命令出錯，執行DISCARD清空緩存隊列不執行隊列中命令，其事務過程有以下特點：

• 事務是一個單獨的隔離操作：事務中的所有命令都會序列化、按順序地執行。事務在執行的過程中，不會被其他客戶端發送來的命令請求所打斷。

• 事務是一個泛原子操作（這里我以泛原子稱呼，在某些情況redis的事務不是原子性的，后續會說明）：事務中的命令要么全部被執行，要么全部都不執行。

EXEC 命令負責觸發並執行事務中的所有命令：

• 如果客戶端在使用 MULTI 開啟了一個事務之后，卻因為斷線而沒有成功執行 EXEC ，那么事務中的所有命令都不會被執行。
• 另一方面，如果客戶端成功在開啟事務之后執行 EXEC ，那么事務中的所有命令都會被執行。

特別說明文中的泛原子操作：

• redis在開啟事務以后，若執行命令具有顯示的錯誤或者客戶端中斷則此次事務在執行EXEC命令時會調用DISCARD清空緩存隊列不執行隊列中的所有任務，此時是原子性的。
• 當執行命令過程中，命令沒有顯示的報錯（例如LSET操作設置一個不存在的list），而是在EXEC調用時候某個命令出錯，那么在這之前已經執行的命令將不會回滾，所以嚴格說來，redis並不支持原子性。

涉及命令

MULTI  #用於標記事務塊的開始。Redis會將后續的命令逐個放入隊列中，然后才能使用EXEC命令執行緩存隊列中的命令。

EXEC  #執行緩存隊列中的命令

DISCARD  #清除所有先前在一個事務中放入隊列的命令，然后恢復正常的連接狀態，如果使用了WATCH命令，那么DISCARD命令就會將當前連接監控的所有鍵取消監控。

WATCH key [key ...]   #當某個事務需要按條件執行時，就要使用這個命令將給定的鍵設置為受監控的

UNWATCH  #清除所有先前為一個事務監控的鍵，如果你調用了EXEC或DISCARD命令，那么就不需要手動調用UNWATCH命令

樂觀鎖機制

樂觀鎖：總是認為不會產生並發問題，每次去取數據的時候總認為不會有其他線程對數據進行修改，因此不會上鎖，但是在更新時會判斷其他線程在這之前有沒有對數據進行修改，一般會使用版本號機制或檢查再設置(CAS)操作實現。

redis通過WATCH命令實現樂觀鎖，作為WATCH命令的參數的鍵會受到Redis的監控，Redis能夠檢測到它們的變化。在執行EXEC命令之前，如果Redis檢測到至少有一個鍵被修改了，那么整個事務便會中止運行，然后EXEC命令會返回一個nil值，提醒用戶事務運行失敗。

注意：WATCH命令需要在MULTI之前執行，不然redis會將其一個命令放入緩存隊列中。

示例：在以下示例中通過一個客戶端開啟事務監聽name鍵，另一個客戶端在執行EXEC之前修改name鍵，此次事務將不會執行，並返回nil，如下。

 

原子性實踐

為演示redis嚴格意義上將不支持原子性，做了一些簡單實踐。

從上面的結果可以看出，在開啟事務前name 值為Rose，在開啟事務先后執行了SET命令和LSET命令，但是LSET命令是錯誤的，當我們調用EXEC執行事務完事務以后，在回頭看事務中的SET命令已經生效，並未回滾，因為在次過程中該命令沒有顯示的報錯，所以可以說redis的事務不支持原子性。

 

以上為本文所有內容，希望對你有所幫助！