十二、Redis -1

简介

Redis 是BSD 协议开源的高性能 key‑value 内存数据库。 三大核心特点：

Redis 优势

Redis 与其他 key‑value 存储有什么不同

哈希槽的基本概念（Redis‑Cluster 集群）

Redis 常见应用场景

Redis 特性

缓存相关要点

• 存储层级：CPU 缓存→内存→磁盘，速度递减，容量递增。
• 缓存两大特征：高速介质加速访问；缓存容量小于后端存储，存在数据淘汰。
• 旁路缓存：读写逻辑写业务代码，Redis 只被动接收请求。
• 只读缓存：写操作直接操作数据库，修改数据后删除缓存。
• 读写缓存：同步直写（同时写缓存 + 数据库，安全，性能差）；异步写回（先写缓存，淘汰时回写数据库，性能高，存在丢数据风险）。
• 缓存三大问题
  • 缓存雪崩：大量 key 同时过期 / Redis 宕机，请求全部打数据库；解决：过期增加随机偏移、高可用、限流、多级缓存。
  • 缓存穿透：查询不存在的数据；解决：参数校验、缓存空值、布隆过滤器。
  • 缓存击穿：单个热点 key 过期，大量并发打数据库；解决：互斥锁、热点 key 永不过期业务主动更新。

Pipeline 流水线

redis 的安装

源码编译（CentOS7）

yum install tcl gcc gcc‑c++ -y
tar zxvf redis‑6.2.14.tar.gz -C /usr/local
cd /usr/local/redis‑6.2.14
make && make install
redis‑server redis.conf &
redis‑cli

yum/dnf 安装（CentOS Stream8）

dnf install -y redis
systemctl enable redis –now
redis‑cli
ping #返回PONG代表服务正常

Redis 多实例：不同端口启动多个进程

redis‑server –port 6380
redis‑cli -p 6380

Redis 配置文件说明 redis.conf

bind 127.0.0.1 #监听绑定IP，0.0.0.0允许所有IP访问
protected‑mode yes #保护模式，无密码且bind非127.0.0.1拒绝外部访问
port 6379 #服务端口
tcp‑backlog 511 #TCP半连接队列
timeout 0 #空闲连接超时，0代表不超时
tcp‑keepalive 300 #TCP保活探测周期
daemonize no #是否后台守护进程
pidfile /var/run/redis_6379.pid
loglevel notice
logfile /var/log/redis/redis.log
databases 16 #默认16个逻辑数据库，select切换db

#RDB持久化快照
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
stop‑writes‑on‑bgsave‑error yes
rdbcompression yes
rdbchecksum yes
dir /var/lib/redis
dbfilename dump.rdb

#AOF持久化追加日志
appendonly no
appendfilename "appendonly.aof"
appendfsync everysec

#安全配置
requirepass 123456 #设置访问密码
maxclients 10000 #最大客户端连接数

#慢查询日志，单位微秒，1ms=1000us
slowlog‑log‑slower‑than 10000
slowlog‑max‑len 128

#复制相关
replica‑serve‑stale‑data yes
replica‑read‑only yes
replica‑priority 100 #哨兵选主优先级，0永不选为master

config 命令实现动态修改配置以及慢查询

CONFIG GET * #查看全部运行时配置
CONFIG SET requirepass 123456 #内存动态修改配置
SLOWLOG LEN #查看慢日志总条数
SLOWLOG GET #获取慢查询详情

注意：CONFIG SET仅修改内存，重启服务失效，不会写入 redis.conf，部分参数不支持动态修改。

RDB（Redis DataBase）& AOF（Append-only File）持久化

Redis 是内存数据库，断电内存数据丢失；持久化把内存数据保存到磁盘，重启恢复数据，两种持久化可以同时开启。

RDB 快照持久化

把某一时刻全部内存数据生成二进制快照 dump.rdb 保存磁盘。

• 自动触发：配置save 秒数 key变更数量条件。
• 手动触发：SAVE主线程阻塞；BGSAVE fork 子进程后台执行，生产推荐。

✅优点：二进制文件体积小，适合备份迁移；重启恢复速度快。 ❌缺点：两次快照之间的数据存在丢失风险；fork 会消耗内存。

AOF 追加日志持久化

记录每一条写操作命令，追加写入 appendonly.aof 日志；重启重放日志恢复数据。 appendfsync三种刷盘策略：

• AOF rewrite 重写：AOF 文件持续膨胀，rewrite 基于当前内存状态生成全新 AOF，剔除无效历史命令，压缩文件体积。
• 混合持久化 aof‑use‑rdb‑preamble yes：rewrite 头部写入 RDB 快照，后面追加 AOF 日志，兼顾恢复速度和安全性。

✅优点：数据安全性高，最多丢失 1 秒数据。 ❌缺点：AOF 文件体积更大；重启重放命令恢复速度比 RDB 慢。

生产最佳实践：RDB + AOF 混合开启。

客户端连接 Redis

• redis‑cli官方自带命令行

redis‑cli -h IP -p 端口 -a 密码
redis‑cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456

• 编程语言客户端：Java (Jedis、Lettuce)、python (redis‑py)、Go、PHP。
• GUI 图形工具：Redis‑Desktop‑Manager。

INFO #显示当前节点redis运行状态信息
SELECT 0~15 #切换逻辑数据库，0‑15；集群模式仅允许db0
KEYS * #查看当前库下所有key，此命令慎用，数据量太大可能导致死机
DBSIZE #返回当前库下所有key数量
FLUSHDB/FLUSHALL #强制清空当前库/所有库中所有key，此命令一般不要用，数据丢失
SHUTDOWN #关闭redis服务，不要用，防止数据丢失

Redis 数据类型（命令模板）

  1.String 字符串（二进制安全）

SET testkey value # 设置key‑value，key存在会覆盖原有值
GET testkey # 获取key对应的value值
SETNX testkey val # key不存在才设置；key已存在不做任何操作（分布式锁基础）
INCR testkey # 对key数字值原子+1，key不存在自动初始化为0
DECR testkey # 对key数字值原子‑1，key不存在自动初始化为0
EXPIRE testkey 30 # 设置key过期时间，单位：秒，30秒后key自动删除
TTL testkey # 查看key剩余存活过期时间；‑1永不过期，‑2key不存在
DEL testkey # 删除指定key，不管什么数据类型都可以删除

  2.List 双向链表，允许重复元素，用于消息队列

LPUSH queue a b c # 从链表【左侧头部】插入一个或多个元素
RPUSH queue d e f # 从链表【右侧尾部】插入一个或多个元素
LPOP queue # 从链表左侧头部弹出一个元素，弹出后该元素从列表移除
RPOP queue # 从链表右侧尾部弹出一个元素，弹出后该元素从列表移除
BRPOP queue 10 # 阻塞式尾部弹出；队列无消息则阻塞等待最多10秒，有消息立刻返回，用于消费消息队列
LRANGE queue 0 -1 # 查看列表指定下标区间元素；0代表第一个，‑1代表最后一个，0‑1查看全部元素

  3.Set 集合，无序、自动去重，支持交并差集

SADD myset a b c # 向集合添加元素，自动去重；重复元素不会重复存入
SMEMBERS myset # 返回集合里面全部的成员元素
SISMEMBER myset a # 判断a元素是否存在集合中；返回1存在，0不存在
SREM myset b # 删除集合中指定成员元素
SINTER set1 set2 # 求两个集合【交集】，返回同时存在于两个集合的元素
SUNION set1 set2 # 求两个集合【并集】，返回两个集合全部不重复元素
SDIFF set1 set2 # 求两个集合【差集】，返回存在set1、但是不存在set2的元素

  4.ZSet 有序集合，score 分数排序，用于排行榜

ZADD rank 100 user1 95 user2 88 user3 # 添加有序集合成员；格式 ZADD key score member，score决定排序权重
ZRANGE rank 0 -1 WITHSCORES # 按score【从小到大升序】输出成员，WITHSCORES同时打印对应分数
ZREVRANGE rank 0 -1 WITHSCORES # 按score【从大到小降序】输出成员，做排行榜常用
ZREM rank user2 # 删除有序集合中指定member成员
ZSCORE rank user1 # 查询指定成员对应的score分数值

  5.Hash 哈希，适合存储对象，field‑value

HSET user:100 name zhangsan age 18 # 设置hash字段，user:100为hash键；设置name、age字段
HGET user:100 name # 获取hash中单个field字段的值
HGETALL user:100 # 获取hash内全部field和value，返回所有字段与对应值
HKEYS user:100 # 只获取hash中所有的字段名(field)
HVALS user:100 # 只获取hash中所有字段对应的value数值
HDEL user:100 age # 删除hash内部指定的一个field字段，不会删除整个hash键