【狂神说Java】redis入门

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文章目录

    • Nosql概述
      • 缓存的发展历史
        • MySQL单机时代
        • Memcached(缓存)+ MySQL + 垂直拆分
        • 分库分表+水平拆分+MySQL集群
        • 如今最近的年代
      • NoSQL
        • 为什么要用NoSQL
        • 什么是NoSQL
        • NoSQL的特点
        • 传统关系型数据库和NoSQL的区别
      • NoSQL的四大分类
        • KV键值对
        • 文档型数据库(bson格式和json一样)
        • 列存储数据库
        • 图关系数据库
    • Redis入门
      • 概述
        • Redis是什么
        • Redis能干嘛
        • Redis特性
      • windows安装
      • linux安装
        • 测试性能
        • Rides基础知识
    • 五大数据结构
      • Redis-key
      • String(字符串)
      • List(列表)
      • Set(集合)
      • Hash(哈希)
      • Zset(有序集合)
    • 三种特殊数据类型
      • geospatial地理位置
      • Hyperloglog(基数统计)
      • Bitmaps
    • 事务
      • 开启事务 multi
      • 取消事务 discurd
      • 事务错误
      • 监控watch
        • 悲观锁
        • 乐观锁

Nosql概述

缓存的发展历史

MySQL单机时代


90年代,当时一个基本的网站访问量一般不会太大,单个数据库完全够用了。
那个时候,更多使用静态网页html,服务器根本没有太大的压力。
这种情况下,整个网站的瓶颈是什么

  • 数据量如果太大,一个机器放不下了
  • 数据的索引(B+Tree)一个机器内存也放不下
  • 访问量(读写混合),一个服务器承受不了

只要出现以上三种情况之一,那么就必须要晋级了

Memcached(缓存)+ MySQL + 垂直拆分

我们发现网站80%的情况都是在读,每次都要去查询数据库的话就太麻烦了,所有我们要减轻数据的压力,我们加入了缓存来解决问题

发展过程:优化数据库的数据结构和索引→文件缓存(IO)→Memmcached(当时最热门的技术)

分库分表+水平拆分+MySQL集群

技术和业务在发展的同事,对人的要求也越来越高了
本质:数据库(读+写)

  1. 早些年MyISAM:表锁,十分影响效率
  2. 后面换Innodb:行锁,效率大大提升
  3. 慢慢就开始用分库分表来解决写的压力
  4. MySQL的集群,很好的满足了那个年代的所有需求

如今最近的年代

如今信息量井喷式增长,各种各样的数据出现(用户定位数据,图片数据等),大数据的背景下关系型数据库(RDBMS)无法满足大量数据要求。Nosql数据库就能轻松解决这些问题。
目前互联网基本架构模型

NoSQL

为什么要用NoSQL

用户的个人信息,社交网络,地理位置。用户自己产生的数据,用户日志等爆发式增长!
这时候我们就需要使用NoSQL数据库,NoSQL可以很好解决以上问题

什么是NoSQL

NoSQL=Not Only SQL(不仅仅是SQL)
关系型数据库:表,行,列
很多数据类型,用户的个人信息,社交网络,地理位置,这些数据类型的存储不需要一个固定的格式

NoSQL的特点

解耦

  1. 方便扩展(数据之间没有关系,很好扩张)
  2. 大数据量高性能(Redis一秒写8万次,读取11万次,NoSQL的缓存记录级,是一种细粒度的缓存,性能会比较高)
  3. 数据类型是多样型的(不需要事先去设计数据库,随取随用,如果是数据库量十分大的表,很多人就无法设计了)
传统关系型数据库和NoSQL的区别

传统RDBMS

  • 结构化
  • SQL
  • 数据和关系都在单独的表中
  • 难以操作,数据定义语言
  • 严格的一致性
  • 基础的事务操作

NoSQL

  • 不仅仅是数据
  • 没有固定的查询语言
  • 键值对存储,列存储,图形数据库
  • 最终一致性
  • CAP定理和BASE理论(异地多活)初级架构师
  • 高性能 高可用 高可扩

真正公司实践中,一定是NoSQL+关系型数据库一起使用的

NoSQL的四大分类

KV键值对
  • 新浪:Redis
  • 美团:Redis+Tair
  • 阿里百度:Redis+memecache
文档型数据库(bson格式和json一样)

MongoDB(一般必须要掌握)

  • 是一个基于分布式文件存储的数据库,C++编写,主要用来处理大量的文档
  • 是介于关系型数据库和非关系型数据库中间的产品,MongoDB是非关系型数据库中功能最丰富,最像关系型数据库的
列存储数据库
  • HBase
  • 分布式文件系统
图关系数据库

他不是存图形,放的是关系。比如:朋友圈设计网络,广告推荐

  • Neo4j
  • InfoGrid

image.png

Redis入门

概述

Redis是什么

Redis(Remote Dictionary Server ),即远程字典服务,是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。

Redis能干嘛
  1. 内存存储、持久化,内存是断电即失的,所有持久化很重要(rdb、aof)
  2. 效率高,可以用于高速缓存
  3. 发布订阅系统
  4. 地图信息分析
  5. 计数器、计时器(浏览量)
Redis特性
  1. 多样的数据类型
  2. 持久化
  3. 集群
  4. 事务

windows安装

直接下载解压就可以用

linux安装

  1. redis-7.2.3.tar.gz 上传到服务器
  2. tar -zxvf redis-7.2.3.tar.gz
  3. 进入解压后的文件,里面有redis.conf
  4. 因为是c++写的,所以 yum install gcc-c++
  5. 然后 make make install
  6. 默认安装路径:

image.png

  1. 将配置文件移动过来 cp redis.conf /usr/local/bin/redis-20231111.conf
  2. 开启后台启动

image.png

  1. 启动redis-server redis-20231111.conf redis-cli -p 6379
  2. 查看进程 ps -ef | grep redis
  3. 关闭redis服务 在cli里面 shutdown``exit
测试性能

**redis-benchmark:**Redis官方提供的性能测试工具,参数选项如下:

简单测试:

# 测试:100个并发连接 100000请求
redis-benchmark -h localhost -p 6379 -c 100 -n 100000

Rides基础知识

redis默认有16个数据库

默认使用的第0个;
16个数据库为:DB 0~DB 15
默认使用DB 0 ,可以使用select n切换到DB n,dbsize可以查看当前数据库的大小,与key数量相关。

127.0.0.1:6379> config get databases # 命令行查看数据库数量databases
1) "databases"
2) "16"127.0.0.1:6379> select 8 # 切换数据库 DB 8
OK
127.0.0.1:6379[8]> dbsize # 查看数据库大小
(integer) 0# 不同数据库之间 数据是不能互通的,并且dbsize 是根据库中key的个数。
127.0.0.1:6379> set name sakura 
OK
127.0.0.1:6379> SELECT 8
OK
127.0.0.1:6379[8]> get name # db8中并不能获取db0中的键值对。
(nil)
127.0.0.1:6379[8]> DBSIZE
(integer) 0
127.0.0.1:6379[8]> SELECT 0
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "counter:__rand_int__"
2) "mylist"
3) "name"
4) "key:__rand_int__"
5) "myset:__rand_int__"
127.0.0.1:6379> DBSIZE # size和key个数相关
(integer) 5

keys * :查看当前数据库中所有的key。
flushdb:清空当前数据库中的键值对。
flushall:清空所有数据库的键值对。
Redis是单线程的,Redis是基于内存操作的
所以Redis的性能瓶颈不是CPU,而是机器内存和网络带宽。
那么为什么Redis的速度如此快呢,性能这么高呢?QPS达到10W+
Redis为什么单线程还这么快?

  • 误区1:高性能的服务器一定是多线程的?
  • 误区2:多线程(CPU上下文会切换!)一定比单线程效率高!

核心:Redis是将所有的数据放在内存中的,所以说使用单线程去操作效率就是最高的,多线程(CPU上下文会切换:耗时的操作!),对于内存系统来说,如果没有上下文切换效率就是最高的,多次读写都是在一个CPU上的,在内存存储数据情况下,单线程就是最佳的方案。

五大数据结构

Redis是一个开源的,内存中的数据结构存储系统,它可以用作数据库缓存消息中间件MQ。它支持多种类型的数据结构。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合,位图,hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能,同时通过Redis Sentinel提供高可用,通过Redis Cluster提供自动分区。

Redis-key

在redis中无论什么数据类型,在数据库中都是以key-value形式保存,通过进行对Redis-key的操作,来完成对数据库中数据的操作。

  • set keyName value: 设置键值对
  • get keyName:获取值
  • exists keyName:判断键是否存在
  • del keyName:删除键值对
  • move keyName dbName:将键值对移动到指定数据库
  • expire keyName second:设置键值对的过期时间
  • type keyName:查看value的数据类型
127.0.0.1:6379> keys * # 查看当前数据库所有key
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> set name qinjiang # set key
OK
127.0.0.1:6379> set age 20
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "age"
2) "name"
127.0.0.1:6379> move age 1 # 将键值对移动到指定数据库
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS age # 判断键是否存在
(integer) 0 # 不存在
127.0.0.1:6379> EXISTS name
(integer) 1 # 存在
127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> keys *
1) "age"
127.0.0.1:6379[1]> del age # 删除键值对
(integer) 1 # 删除个数127.0.0.1:6379> set age 20
OK
127.0.0.1:6379> EXPIRE age 15 # 设置键值对的过期时间(integer) 1 # 设置成功 开始计数
127.0.0.1:6379> ttl age # 查看key的过期剩余时间
(integer) 13
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) 11
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) 9
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) -2 # -2 表示key过期,-1表示key未设置过期时间127.0.0.1:6379> get age # 过期的key 会被自动delete
(nil)
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"127.0.0.1:6379> type name # 查看value的数据类型
string

关于TTL命令
Redis的key,通过TTL命令返回key的过期时间,一般来说有3种:

  • 当前key没有设置过期时间,所以会返回-1.
  • 当前key有设置过期时间,而且key已经过期,所以会返回-2.
  • 当前key有设置过期时间,且key还没有过期,故会返回key的正常剩余时间.

关于重命名RENAME和RENAMENX

  • RENAME key newkey修改 key 的名称
  • RENAMENX key newkey仅当 newkey 不存在时,将 key 改名为 newkey 。

String(字符串)

90%的java程序员使用redis只会使用一个String类型

String类似的使用场景:value除了是字符串还可以是数字,用途举例:

  • 计数器
  • 统计多单位的数量:uid:123666:follow 0
  • 粉丝数
  • 对象存储缓存

List(列表)

Redis列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)
一个列表最多可以包含 232 - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。
首先我们列表,可以经过规则定义将其变为队列、栈、双端队列等

---------------------------LPUSH---RPUSH---LRANGE--------------------------------127.0.0.1:6379> LPUSH mylist k1 # LPUSH mylist=>{1}
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LPUSH mylist k2 # LPUSH mylist=>{2,1}
(integer) 2
127.0.0.1:6379> RPUSH mylist k3 # RPUSH mylist=>{2,1,3}
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get mylist # 普通的get是无法获取list值的
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 4 # LRANGE 获取起止位置范围内的元素
1) "k2"
2) "k1"
3) "k3"
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 2
1) "k2"
2) "k1"
3) "k3"
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 1
1) "k2"
2) "k1"
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1 # 获取全部元素
1) "k2"
2) "k1"
3) "k3"---------------------------LPUSHX---RPUSHX-----------------------------------127.0.0.1:6379> LPUSHX list v1 # list不存在 LPUSHX失败
(integer) 0
127.0.0.1:6379> LPUSHX list v1 v2  
(integer) 0
127.0.0.1:6379> LPUSHX mylist k4 k5 # 向mylist中 左边 PUSH k4 k5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "k5"
2) "k4"
3) "k2"
4) "k1"
5) "k3"---------------------------LINSERT--LLEN--LINDEX--LSET----------------------------127.0.0.1:6379> LINSERT mylist after k2 ins_key1 # 在k2元素后 插入ins_key1
(integer) 6
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "k5"
2) "k4"
3) "k2"
4) "ins_key1"
5) "k1"
6) "k3"
127.0.0.1:6379> LLEN mylist # 查看mylist的长度
(integer) 6
127.0.0.1:6379> LINDEX mylist 3 # 获取下标为3的元素
"ins_key1"
127.0.0.1:6379> LINDEX mylist 0
"k5"
127.0.0.1:6379> LSET mylist 3 k6 # 将下标3的元素 set值为k6
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "k5"
2) "k4"
3) "k2"
4) "k6"
5) "k1"
6) "k3"---------------------------LPOP--RPOP--------------------------127.0.0.1:6379> LPOP mylist # 左侧(头部)弹出
"k5"
127.0.0.1:6379> RPOP mylist # 右侧(尾部)弹出
"k3"---------------------------RPOPLPUSH--------------------------127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "k4"
2) "k2"
3) "k6"
4) "k1"
127.0.0.1:6379> RPOPLPUSH mylist newlist # 将mylist的最后一个值(k1)弹出,加入到newlist的头部
"k1"
127.0.0.1:6379> LRANGE newlist 0 -1
1) "k1"
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "k4"
2) "k2"
3) "k6"---------------------------LTRIM--------------------------127.0.0.1:6379> LTRIM mylist 0 1 # 截取mylist中的 0~1部分
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE mylist 0 -1
1) "k4"
2) "k2"# 初始 mylist: k2,k2,k2,k2,k2,k2,k4,k2,k2,k2,k2
---------------------------LREM--------------------------127.0.0.1:6379> LREM mylist 3 k2 # 从头部开始搜索 至多删除3个 k2
(integer) 3
# 删除后:mylist: k2,k2,k2,k4,k2,k2,k2,k2127.0.0.1:6379> LREM mylist -2 k2 #从尾部开始搜索 至多删除2个 k2
(integer) 2
# 删除后:mylist: k2,k2,k2,k4,k2,k2---------------------------BLPOP--BRPOP--------------------------mylist: k2,k2,k2,k4,k2,k2
newlist: k1127.0.0.1:6379> BLPOP newlist mylist 30 # 从newlist中弹出第一个值,mylist作为候选
1) "newlist" # 弹出
2) "k1"
127.0.0.1:6379> BLPOP newlist mylist 30
1) "mylist" # 由于newlist空了 从mylist中弹出
2) "k2"
127.0.0.1:6379> BLPOP newlist 30
(30.10s) # 超时了127.0.0.1:6379> BLPOP newlist 30 # 我们连接另一个客户端向newlist中push了test, 阻塞被解决。
1) "newlist"
2) "test"
(12.54s)

小结

  • list实际上是一个链表,before Node after , left, right 都可以插入值
  • 如果key不存在,则创建新的链表
  • 如果key存在,新增内容
  • 如果移除了所有值,空链表,也代表不存在
  • 在两边插入或者改动值,效率最高!修改中间元素,效率相对较低

Set(集合)

Redis的Set是string类型的无序集合。集合成员是唯一的,这就意味着集合中不能出现重复的数据。
Redis 中 集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。
集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

---------------SADD--SCARD--SMEMBERS--SISMEMBER--------------------127.0.0.1:6379> SADD myset m1 m2 m3 m4 # 向myset中增加成员 m1~m4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> SCARD myset # 获取集合的成员数目
(integer) 4
127.0.0.1:6379> smembers myset # 获取集合中所有成员
1) "m4"
2) "m3"
3) "m2"
4) "m1"
127.0.0.1:6379> SISMEMBER myset m5 # 查询m5是否是myset的成员
(integer) 0 # 不是,返回0
127.0.0.1:6379> SISMEMBER myset m2
(integer) 1 # 是,返回1
127.0.0.1:6379> SISMEMBER myset m3
(integer) 1---------------------SRANDMEMBER--SPOP----------------------------------127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER myset 3 # 随机返回3个成员
1) "m2"
2) "m3"
3) "m4"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER myset # 随机返回1个成员
"m3"
127.0.0.1:6379> SPOP myset 2 # 随机移除并返回2个成员
1) "m1"
2) "m4"
# 将set还原到{m1,m2,m3,m4}---------------------SMOVE--SREM----------------------------------------127.0.0.1:6379> SMOVE myset newset m3 # 将myset中m3成员移动到newset集合
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset
1) "m4"
2) "m2"
3) "m1"
127.0.0.1:6379> SMEMBERS newset
1) "m3"
127.0.0.1:6379> SREM newset m3 # 从newset中移除m3元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS newset
(empty list or set)# 下面开始是多集合操作,多集合操作中若只有一个参数默认和自身进行运算
# setx=>{m1,m2,m4,m6}, sety=>{m2,m5,m6}, setz=>{m1,m3,m6}-----------------------------SDIFF------------------------------------127.0.0.1:6379> SDIFF setx sety setz # 等价于setx-sety-setz
1) "m4"
127.0.0.1:6379> SDIFF setx sety # setx - sety
1) "m4"
2) "m1"
127.0.0.1:6379> SDIFF sety setx # sety - setx
1) "m5"-------------------------SINTER---------------------------------------
# 共同关注(交集)127.0.0.1:6379> SINTER setx sety setz # 求 setx、sety、setx的交集
1) "m6"
127.0.0.1:6379> SINTER setx sety # 求setx sety的交集
1) "m2"
2) "m6"-------------------------SUNION---------------------------------------127.0.0.1:6379> SUNION setx sety setz # setx sety setz的并集
1) "m4"
2) "m6"
3) "m3"
4) "m2"
5) "m1"
6) "m5"
127.0.0.1:6379> SUNION setx sety # setx sety 并集
1) "m4"
2) "m6"
3) "m2"
4) "m1"
5) "m5"

微博,A用户将所有关注的人放到set集合中,这样可以保证不会重复关注,而且可以通过并集,找到共同好友。

Hash(哈希)

类似Map
Redis hash 是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象。
Set就是一种简化的Hash,只变动key,而value使用默认值填充。可以将一个Hash表作为一个对象进行存储,表中存放对象的信息。

------------------------HSET--HMSET--HSETNX----------------
127.0.0.1:6379> HSET studentx name sakura # 将studentx哈希表作为一个对象,设置name为sakura
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET studentx name gyc # 重复设置field进行覆盖,并返回0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> HSET studentx age 20 # 设置studentx的age为20
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HMSET studentx sex 1 tel 15623667886 # 设置sex为1,tel为15623667886
OK
127.0.0.1:6379> HSETNX studentx name gyc # HSETNX 设置已存在的field
(integer) 0 # 失败
127.0.0.1:6379> HSETNX studentx email 12345@qq.com
(integer) 1 # 成功----------------------HEXISTS--------------------------------
127.0.0.1:6379> HEXISTS studentx name # name字段在studentx中是否存在
(integer) 1 # 存在
127.0.0.1:6379> HEXISTS studentx addr
(integer) 0 # 不存在-------------------HGET--HMGET--HGETALL-----------
127.0.0.1:6379> HGET studentx name # 获取studentx中name字段的value
"gyc"
127.0.0.1:6379> HMGET studentx name age tel # 获取studentx中name、age、tel字段的value
1) "gyc"
2) "20"
3) "15623667886"
127.0.0.1:6379> HGETALL studentx # 获取studentx中所有的field及其value1) "name"2) "gyc"3) "age"4) "20"5) "sex"6) "1"7) "tel"8) "15623667886"9) "email"
10) "12345@qq.com"--------------------HKEYS--HLEN--HVALS--------------
127.0.0.1:6379> HKEYS studentx # 查看studentx中所有的field
1) "name"
2) "age"
3) "sex"
4) "tel"
5) "email"
127.0.0.1:6379> HLEN studentx # 查看studentx中的字段数量
(integer) 5
127.0.0.1:6379> HVALS studentx # 查看studentx中所有的value
1) "gyc"
2) "20"
3) "1"
4) "15623667886"
5) "12345@qq.com"-------------------------HDEL--------------------------
127.0.0.1:6379> HDEL studentx sex tel # 删除studentx 中的sex、tel字段
(integer) 2
127.0.0.1:6379> HKEYS studentx
1) "name"
2) "age"
3) "email"-------------HINCRBY--HINCRBYFLOAT------------------------
127.0.0.1:6379> HINCRBY studentx age 1 # studentx的age字段数值+1
(integer) 21
127.0.0.1:6379> HINCRBY studentx name 1 # 非整数字型字段不可用
(error) ERR hash value is not an integer
127.0.0.1:6379> HINCRBYFLOAT studentx weight 0.6 # weight字段增加0.6
"90.8"

Hash变更的数据user name age,尤其是用户信息之类的,经常变动的信息!Hash更适合于对象的存储,Sring更加适合字符串存储!

Zset(有序集合)

在set的基础上,增加了一个值,set k1 v1 zest k1 score1 v1
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数(score)。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
score相同:按字典顺序排序
有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

-------------------ZADD--ZCARD--ZCOUNT--------------
127.0.0.1:6379> ZADD myzset 1 m1 2 m2 3 m3 # 向有序集合myzset中添加成员m1 score=1 以及成员m2 score=2..
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZCARD myzset # 获取有序集合的成员数
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZCOUNT myzset 0 1 # 获取score在 [0,1]区间的成员数量
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZCOUNT myzset 0 2
(integer) 2----------------ZINCRBY--ZSCORE--------------------------
127.0.0.1:6379> ZINCRBY myzset 5 m2 # 将成员m2的score +5
"7"
127.0.0.1:6379> ZSCORE myzset m1 # 获取成员m1的score
"1"
127.0.0.1:6379> ZSCORE myzset m2
"7"--------------ZRANK--ZRANGE-----------------------------------
127.0.0.1:6379> ZRANK myzset m1 # 获取成员m1的索引,索引按照score排序,score相同索引值按字典顺序顺序增加
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ZRANK myzset m2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZRANGE myzset 0 1 # 获取索引在 0~1的成员
1) "m1"
2) "m3"
127.0.0.1:6379> ZRANGE myzset 0 -1 # 获取全部成员
1) "m1"
2) "m3"
3) "m2"#testset=>{abc,add,amaze,apple,back,java,redis} score均为0
------------------ZRANGEBYLEX---------------------------------
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYLEX testset - + # 返回所有成员
1) "abc"
2) "add"
3) "amaze"
4) "apple"
5) "back"
6) "java"
7) "redis"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYLEX testset - + LIMIT 0 3 # 分页 按索引显示查询结果的 0,1,2条记录
1) "abc"
2) "add"
3) "amaze"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYLEX testset - + LIMIT 3 3 # 显示 3,4,5条记录
1) "apple"
2) "back"
3) "java"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYLEX testset (- [apple # 显示 (-,apple] 区间内的成员
1) "abc"
2) "add"
3) "amaze"
4) "apple"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYLEX testset [apple [java # 显示 [apple,java]字典区间的成员
1) "apple"
2) "back"
3) "java"-----------------------ZRANGEBYSCORE---------------------
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE myzset 1 10 # 返回score在 [1,10]之间的的成员
1) "m1"
2) "m3"
3) "m2"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE myzset 1 5
1) "m1"
2) "m3"--------------------ZLEXCOUNT-----------------------------
127.0.0.1:6379> ZLEXCOUNT testset - +
(integer) 7
127.0.0.1:6379> ZLEXCOUNT testset [apple [java
(integer) 3------------------ZREM--ZREMRANGEBYLEX--ZREMRANGBYRANK--ZREMRANGEBYSCORE--------------------------------
127.0.0.1:6379> ZREM testset abc # 移除成员abc
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYLEX testset [apple [java # 移除字典区间[apple,java]中的所有成员
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYRANK testset 0 1 # 移除排名0~1的所有成员
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE myzset 0 3 # 移除score在 [0,3]的成员
(integer) 2# testset=> {abc,add,apple,amaze,back,java,redis} score均为0
# myzset=> {(m1,1),(m2,2),(m3,3),(m4,4),(m7,7),(m9,9)}
----------------ZREVRANGE--ZREVRANGEBYSCORE--ZREVRANGEBYLEX-----------
127.0.0.1:6379> ZREVRANGE myzset 0 3 # 按score递减排序,然后按索引,返回结果的 0~3
1) "m9"
2) "m7"
3) "m4"
4) "m3"
127.0.0.1:6379> ZREVRANGE myzset 2 4 # 返回排序结果的 索引的2~4
1) "m4"
2) "m3"
3) "m2"
127.0.0.1:6379> ZREVRANGEBYSCORE myzset 6 2 # 按score递减顺序 返回集合中分数在[2,6]之间的成员
1) "m4"
2) "m3"
3) "m2"
127.0.0.1:6379> ZREVRANGEBYLEX testset [java (add # 按字典倒序 返回集合中(add,java]字典区间的成员
1) "java"
2) "back"
3) "apple"
4) "amaze"-------------------------ZREVRANK------------------------------
127.0.0.1:6379> ZREVRANK myzset m7 # 按score递减顺序,返回成员m7索引
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZREVRANK myzset m2
(integer) 4# mathscore=>{(xm,90),(xh,95),(xg,87)} 小明、小红、小刚的数学成绩
# enscore=>{(xm,70),(xh,93),(xg,90)} 小明、小红、小刚的英语成绩
-------------------ZINTERSTORE--ZUNIONSTORE-----------------------------------
127.0.0.1:6379> ZINTERSTORE sumscore 2 mathscore enscore # 将mathscore enscore进行合并 结果存放到sumscore
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZRANGE sumscore 0 -1 withscores # 合并后的score是之前集合中所有score的和
1) "xm"
2) "160"
3) "xg"
4) "177"
5) "xh"
6) "188"127.0.0.1:6379> ZUNIONSTORE lowestscore 2 mathscore enscore AGGREGATE MIN # 取两个集合的成员score最小值作为结果的
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZRANGE lowestscore 0 -1 withscores
1) "xm"
2) "70"
3) "xg"
4) "87"
5) "xh"
6) "93"

应用案例:

  • set排序 存储班级成绩表 工资表排序!
  • 普通消息,1.重要消息 2.带权重进行判断
  • 排行榜应用实现,取Top N测试

三种特殊数据类型

geospatial地理位置

geo在Redis3.2就有了,这个功能可以推算地理位置的信息,两地之间的距离,附加的人
只有六个命令
getadd 添加地理位置

有效经纬度

  • 有效的经度从-180度到180度。
  • 有效的纬度从-85.05112878度到85.05112878度。

指定单位的参数 unit 必须是以下单位的其中一个:

  • m 表示单位为米。
  • km 表示单位为千米。
  • mi 表示单位为英里。
  • ft 表示单位为英尺。

关于GEORADIUS的参数
通过georadius就可以完成 附近的人功能
withcoord:带上坐标
withdist:带上距离,单位与半径单位相同
COUNT n : 只显示前n个(按距离递增排序)

----------------georadius---------------------
127.0.0.1:6379> GEORADIUS china:city 120 30 500 km withcoord withdist # 查询经纬度(120,30)坐标500km半径内的成员
1) 1) "hangzhou"2) "29.4151"3) 1) "120.20000249147415"2) "30.199999888333501"
2) 1) "shanghai"2) "205.3611"3) 1) "121.40000134706497"2) "31.400000253193539"------------geohash---------------------------
127.0.0.1:6379> geohash china:city yichang shanghai # 获取成员经纬坐标的geohash表示
1) "wmrjwbr5250"
2) "wtw6ds0y300"

Hyperloglog(基数统计)

Redis HyperLogLog 是用来做基数统计的算法,HyperLogLog 的优点是,在输入元素的数量或者体积非常非常大时,计算基数所需的空间总是固定的、并且是很小的。
花费 12 KB 内存,就可以计算接近 2^64 个不同元素的基数。
因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数,而不会储存输入元素本身,所以 HyperLogLog 不能像集合那样,返回输入的各个元素。
其底层使用string数据类型
什么是基数?
数据集中不重复的元素的个数。
应用场景:
网页的访问量(UV):一个用户多次访问,也只能算作一个人。
传统实现,存储用户的id,然后每次进行比较。当用户变多之后这种方式及其浪费空间,而我们的目的只是计数,Hyperloglog就能帮助我们利用最小的空间完成。

----------PFADD--PFCOUNT---------------------
127.0.0.1:6379> PFADD myelemx a b c d e f g h i j k # 添加元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> type myelemx # hyperloglog底层使用String
string
127.0.0.1:6379> PFCOUNT myelemx # 估算myelemx的基数
(integer) 11
127.0.0.1:6379> PFADD myelemy i j k z m c b v p q s
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PFCOUNT myelemy
(integer) 11----------------PFMERGE-----------------------
127.0.0.1:6379> PFMERGE myelemz myelemx myelemy # 合并myelemx和myelemy 成为myelemz
OK
127.0.0.1:6379> PFCOUNT myelemz # 估算基数
(integer) 17

如果允许容错,那么一定可以使用Hyperloglog !
如果不允许容错,就使用set或者自己的数据类型即可 !

Bitmaps

在开发中,十分多应用到,可以优化程序
位存储
统计:疫情阴性/阳性、登录/未登录、打卡/未打卡
Bitmaps位图,数据结构! 都是操作二进制位来进行记录,就只有0和1两个状态

------------setbit--getbit--------------
127.0.0.1:6379> setbit sign 0 1 # 设置sign的第0位为 1 
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 2 1 # 设置sign的第2位为 1  不设置默认 是0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 3 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 5 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> type sign
string127.0.0.1:6379> getbit sign 2 # 获取第2位的数值
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit sign 3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit sign 4 # 未设置默认是0
(integer) 0-----------bitcount----------------------------
127.0.0.1:6379> BITCOUNT sign # 统计sign中为1的位数
(integer) 4

事务

Redis事务本质:一组命令的集合,一个事务中的所有命令都会被序列化,在事务执行过程中,会按照顺序执行,一次性,顺序性,排他性

  • Redis事务没有隔离级别的概念,只有发起执行命令的时候才会执行
  • Redis单条命令是保证原子性的,但事务不保证原子性。

开启事务 multi

  1. 开启事务(multi)
  2. 命令入队
  3. 执行事务(exec)

所以事务中的命令在加入时都没有被执行,直到提交时才会开始执行(Exec)一次性完成。

127.0.0.1:6379> multi # 开启事务
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1 # 命令入队
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2 # ..
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> keys *
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 事务执行
1) OK
2) OK
3) "v1"
4) OK
5) 1) "k3"2) "k2"3) "k1"

取消事务 discurd

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> DISCARD # 放弃事务
OK
127.0.0.1:6379> EXEC 
(error) ERR EXEC without MULTI # 当前未开启事务
127.0.0.1:6379> get k1 # 被放弃事务中命令并未执行
(nil)

事务错误

编译型异常(代码有问题!命令有错)事务中所有的命令都不会执行

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> error k1 # 这是一条语法错误命令
(error) ERR unknown command `error`, with args beginning with: `k1`, # 会报错但是不影响后续命令入队 
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors. # 执行报错
127.0.0.1:6379> get k1 
(nil) # 其他命令并没有被执行

运行时异常(1/0)如果是事务队列中存在运法性,那么执行命令的时候,其他命令是可以正常执行的,错误的命令会抛出异常, 此时事务原子性不能保证

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCR k1 # 这条命令逻辑错误(对字符串进行增量)
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
3) (error) ERR value is not an integer or out of range # 运行时报错
4) "v2" # 其他命令正常执行# 虽然中间有一条命令报错了,但是后面的指令依旧正常执行成功了。
# 所以说Redis单条指令保证原子性,但是Redis事务不能保证原子性。

监控watch

悲观锁
  • 很悲观,认为什么时候都会出问题,无论什么时候都会加锁
乐观锁
  • 很乐观,认为什么时候都不会出问题,所有不会上锁,更新数据的时候去判断一下,在此期间是否有人修改过这个数据
  • 获取version
  • 更新的时候比较version
127.0.0.1:6379> set money 100 # 设置余额:100
OK
127.0.0.1:6379> set use 0 # 支出使用:0
OK
127.0.0.1:6379> watch money # 监视money (上锁)
OK
127.0.0.1:6379> multi #开启事务
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20 #增加20
QUEUED 
127.0.0.1:6379> INCRBY use 20 #减少20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 监视值没有被中途修改,事务正常执行
1) (integer) 80
2) (integer) 20

测试多线程修改值,使用watch可以当做redis的乐观锁操作
线程1

127.0.0.1:6379> watch money # money上锁
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY use 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> 	# 此时事务并没有执行

模拟线程插队,线程2:

127.0.0.1:6379> INCRBY money 500 # 修改了线程一中监视的money
(integer) 600

回到线程1,执行事务:

127.0.0.1:6379> EXEC # 执行之前,另一个线程修改了我们的值,这个时候就会导致事务执行失败
(nil) # 没有结果,说明事务执行失败127.0.0.1:6379> get money # 线程2 修改生效
"600"
127.0.0.1:6379> get use # 线程1事务执行失败,数值没有被修改
"0"

解锁获取最新值,然后再加锁进行事务。
unwatch进行解锁。
注意:每次提交执行exec后都会自动释放锁,不管是否成功

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