Redis入门笔记（一）：Redis在Linux下安装和八大数据类型

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、什么是Redis

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由 Salvatore Sanfilippo 写的 key-value 存储系统，是跨平台的非关系型数据库。
Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议、支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值对(Key-Value)存储数据库
单线程+多路IO复用，支持持久化，支持多种数据类型
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• Redis官网：https://redis.io/
• GitHub地址：https://github.com/redis/redis
• 命令参考官网：https://redis.io/docs/data-types/
  -命令参考文档中文： http://redisdoc.com/hash/index.html

二、Redis在Linux下的安装

1.Redis 和 Redis Stack的关系

当我们点击官网的Download我们会进入下载界面:出现Redis Stack，那么Redis 和 Redis Stack是什么关系呢

Redis Stack 是什么？

Redis Stack 是一组软件套件，它主要由三部分组成。一个是 Redis Stack Server，一个是 RedisInsight，一个是 Redis Stack 客户端 SDK。
其中 Redis Stack Server 由 Redis，RedisSearch，RedisJSON，RedisGraph，RedisTimeSeries 和 RedisBloom 组成。
其目的：基于Redis的搜索、文档、图和时间序列功能整合到一个扩展Redis Stack中，以使开发人员能够轻松构建实时应用程序。
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总结：Redis Stack 更强调它的目的是构建实时应用程序，它不是 redis 的替代品，它和 redis 将会一同发展。

2.Redis 的安装

2.1 下载Redis

在官网下载的是Linux版的
官网下载https://redis.io/download/
下载后通过winscp上传到linux的 /opt目录下

2.2 安装和编译

Redis是C语言编写的，所以需要gcc编译环境
查看gcc的版本：

如果没有gcc编译器，需要进行安装通过 yum install gcc命令
并且Redis 6需要gcc版本至少是gcc7以上

解压文件：

解压成功

通过make命令进行编译

通过make install命令进行安装

安装成功后，会自动默认安装到 /usr/local/bin路径下

• redis-benchmark 用于进行redis性能测试的工具
• redis-check-dump 用于修复出问题的dump.rdb文件
• redis-cli redis的客户端
• redis-server redis的服务端
• redis-check-aof 用于修复出问题的AOF文件
• redis-sentinel 用于集群管理

2.3 前台启动

redis的启动分为两种方式：前台启动和后台启动。
由于前台启动后，命令行界面不能再执行其他操作，且命令行界面关闭后，redis也会随即关闭，所以不推荐使用。

redis前台启动，直接输入redis-server

按Ctrl +c退出

2.4 后台启动

配置文件redis.conf 文件

复制文件到etc/下

查看文件是否存在

修改配置文件（让服务可以在后台启动）

2.5 redis的三种关闭方式

单实例关闭

也可直接杀死进程

进入终端关闭

三、Redis的数据类型

1.Redis的key操作

默认端口号6379
默认16个数据库，初始默认使用0号库（所有库同样密码）

安装成功后，默认配置此环境变量

常用的key操作命令：

 set key value 设置key，及对应的value
 keys * 查看库中所有的key
 exists key 查看库中是否存在该key
 type key 查看key所属的类型
 del key 删除指定的key
 unlink key 根据value选择非阻塞删除（仅在keys从keyspace元数据中删除，真正的删除在后续的异步操作）
 ttl 返回key的过期时间（-1表示永不过期，-2表示已过期）
 dbsize 查看库中有多少个key
 flushdb 清空当前库
 flushall 通杀全部库
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2.Redis的五大数据类型

2.1 String（字符串）

String是redis最基本的数据类型，一个redis中的字符串value最多可以是512m
String类型是二进制安全的，jpg图片，序列化对象
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set 和get命令

append追加

strlen 得到value的长度

setnx指定的 key 不存在时，为 key 设置指定的值（返回值为1被设置，0则未设置）

incr 和decr
将 key 中储存的数字值增一（减一）

incr 原子操作
所谓的原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作
（1）在单线程中，能够在单条指令中完成的操作都可以认为是原子操作，因为中断只能发生于指令之间。
（2）在多线程中，不能被其他进程（线程）打断的操作就叫做原子操作。
redis单命令的原子性主要得益于redis的单线程

incrby 和 decrby
将 key 中储存的数字加上（减上）指定的增量值

mget/mset/msetnx

字符串的截取、替换

setex将键 key 的值设置为 value ， 并将键 key 的生存时间设置为 seconds 秒钟。

getset得到旧值，设置新值

String 的数据结构为简单动态字符串(SDS) 内部结构实现类似于Java的ArrayList，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。

2.2 List（列表）

list 单键多值
redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序，它的底层实际上是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能较差


从列表右边吐出一个值，插到列表右边

lrem 从左边删除n个value
lset 将key下标为index的值替换成value

list的数据结构为快速链表 quickList
首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist压缩列表，它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存
当数据量比较多的时候才会改成quicklist
因为普通的链表需要的附加指针空间太大，会比较浪费空间。（比如这个列表只存的是int类型的数据，结构上还需要两个额外的指针prev和next）

将多个ziplist使用双向指针串起来使用，既满足了快速的插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余。

2.3 Set（集合）

set和list类似，只不过set是可以自动排重的，并且提供了判断某个成员是否在一个set集合内
set是string类型的无序集合，它的底层其实是个value为null的hash表，添加等的复杂度都是o(1)
一个算法，随着数据的增加，执行时间的长短，如果是o（1）s数据增加，查找数据的时间不变。


set的数据结构是dict字典，字典是用哈希表实现的

2.4 Hash（哈希）

hash是一个键值对集合，是一个string类型的field和value的映射表，特别适合用于存储对象
类似于Java里面的Map

hash类型对应的数据结构是两种：ziplist（压缩列表） hashtable（哈希表）
当field-value长度较短且个数较少时，使用ziplist，否则使用hashtable

2.5 Redis有序集合 Zset(sorted set)

Redis有序集合 Zset与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。
不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分（score），这个评分被用来按照从低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复的。
因为元素是有序的，所以你可以根据评分或者次序来获取一个范围的元素

实例：

zset 底层使用了两个数据结构

• hash，作用就是关联元素value 和权重score，保障元素value的唯一性
• 跳跃表（跳表），目的在于给元素value排序，根据score的范围获取元素列表
  

3.Redis的三大特殊数据类型

3.1 Bitmaps：位存储

可以看做成一个以位为单位的数组，数组的每一个单元只能存储0和1，数组的下标在Bitmaps中叫做偏移量

如果用户的id以一个指定的数字（例如1000）开头，直接将用户的id和Bitmaps的偏移量对应势必会造成一定的浪费，通常是每次做setbit操作时将用户id减去这个指定的数字
在第一次初始化Bitmaps时，假如偏离量非常大，那么整个初始化过程执行会比较慢，可能会造成Redis的阻塞
实例操作：

注意：redis的setbit设置或清除的是bit的位置，而bitcount计算的是byte位置

bitop operation destkey key [key…] 对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作，并将结果保存到 destkey 上。
operation 可以是 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种：

• BITOP AND destkey key [key …] ，对一个或多个 key 求逻辑并，并将结果保存到 destkey
• BITOP OR destkey key [key …] ，对一个或多个 key 求逻辑或，并将结果保存到 destkey
• BITOP XOR destkey key [key …] ，对一个或多个 key 求逻辑异或，并将结果保存到 destkey
• BITOP NOT destkey key ，对给定 key 求逻辑非，并将结果保存到 destkey

3.2 HyperLogLog：基数统计

HyperLogLog是用来做基数统计的算法，在输入元素的数量或者体积非常大时，计算基数所需的空间是固定的，并且是很小的。在redis中，每个HyperLogLog键只需要花费12kb内存就可以计算接近2^64个不同元素的基数。
但是，HyperLogLog只会根据输入元素来计算基数，并不储存输入元素本身，所以HyperLogLog不能像集合那样，返回输入的各个元素

3.3 Geospatial：地理位置

Redis在3.2中增加了对GEO（Geographic地理信息）类型的支持，就是元素的二维坐标，在地图中就是经纬度。
有效的经度从-180度到180度，有效的纬度从-85.05002878度到85.05112878度，当坐标位置超出指定范围时，该命令将会返回一个错误。已经添加的数据是无法再次往里面添加的。两级无法直接添加。
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• m表示单位米【默认值】
• km表示千米
• mi表示英里
• ft表示英尺