摘要：它是內(nèi)存存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器，可用作數(shù)據(jù)庫高速緩存和消息隊(duì)列代理。支持字符串哈希表列表集合有序集合位圖等數(shù)據(jù)類型。最為常用的數(shù)據(jù)類型。類型經(jīng)常會被用于消息隊(duì)列的服務(wù)，以完成多程序之間的消息交換。應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)最新消息排行等功能，還有消息隊(duì)列。

redis是一個開源的使用ANSI C語言編寫、支持網(wǎng)絡(luò)、可基于內(nèi)存、亦可持久化的日志型、key-value數(shù)據(jù)庫，并提供多種語言的API。

它是內(nèi)存存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器，可用作數(shù)據(jù)庫、高速緩存和消息隊(duì)列代理。

通過數(shù)據(jù)全部in-momery的方式保證高速訪問，同時提供數(shù)據(jù)落地的功能，這是redis最主要的適用場景。

reids內(nèi)置復(fù)制、Lua腳本、LRU收回、事物以及不同級別磁盤持久化功能，同時通過redis Sentinel提供高可用，通過Redis Cluster提供自動分區(qū)。

redis支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合、位圖、hyperloglogs等數(shù)據(jù)類型。

redis最為常用的數(shù)據(jù)類型：stirng、hash、list、set、sorted set、pub/sub、transactions。

string類型就是簡單的key-value類型，value不僅僅是string，也可以是數(shù)字。

常用命令：set、get、decr、incr、mget等。

除了提供與memcached一樣的get、set、incr、decr 等操作外，redis還提供了下面的一些操作：

（1）獲取字符串長度；
（2）往字符串a(chǎn)ppend內(nèi)容；
（3）設(shè)置和獲取字符串的某一段內(nèi)容；
（4）設(shè)置及獲取字符串的某一位(bit)；
（5）批量設(shè)置一系列字符串的內(nèi)容；

hash特別適合用于存儲對象。

常用命令：hget、hset、hgetall等。

應(yīng)用場景：存儲一些結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如用戶的昵稱、年齡、性別、積分等，存儲一個用戶信息對象數(shù)據(jù)。

我們舉個簡單的實(shí)例來描述下Hash的應(yīng)用場景，比如我們存儲一個用戶信息對象數(shù)據(jù)，包含以下信息：

（1）用戶id為查找的key；
（2）存儲的value包括姓名、年齡、生日等信息

實(shí)例解析：

（1）key是用戶id，value是一個Map。
（2）這個Map的key是成員的屬性名，value是屬性值；
（3）這樣對數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過其內(nèi)部的Map的key（redis里稱內(nèi)部Map的key為field），也就是key(用戶名id)+field(屬性名)就可以操作對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了。

注意：

（1）redis提供了接口（hgetall）可以直接取到全部的屬性數(shù)據(jù)，但是如果內(nèi)部Map的成員很多，那么涉及到遍歷整個Map的操作。
（2）由于redis單線程模型的緣故，這個遍歷操作可能會比較耗時，而令其他客戶端的請求完全響應(yīng)不到，這點(diǎn)需要注意。

list類型實(shí)質(zhì)是一個每個元素都是string類型的雙向鏈表，這使得list既可以用作棧，也可以用作隊(duì)列。

list類型經(jīng)常會被用于消息隊(duì)列的服務(wù)，以完成多程序之間的消息交換。

常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、lrange等。

lpush是插入到鏈表的左邊，也就是頭部;rpush是插入到鏈表的右邊，也就是尾部;lrange(key,start,end)返回指定區(qū)間內(nèi)的元素，從頭部（左端）start開始到尾部（右端）區(qū)間內(nèi)。

應(yīng)用場景：實(shí)現(xiàn)最新消息排行等功能，還有消息隊(duì)列。

簡單消息隊(duì)列舉例分析：

（1）假設(shè)一個應(yīng)用程序執(zhí)行l(wèi)push向鏈表中添加新的元素，我們通常將這樣的程序稱之為“生產(chǎn)者(producer)”；
（2）而另外一個應(yīng)用程序正在執(zhí)行rpop操作從鏈表中取出元素，我們稱這樣的程序?yàn)椤跋M(fèi)者(consumer)”；
（3）在消費(fèi)者消費(fèi)消息的過程中，需要不停調(diào)用rpop查看list中是否有待處理消息。每調(diào)用一次都會發(fā)起一次鏈接，造成不必要的浪費(fèi)。
（4）另外，如果生產(chǎn)者速度大于消費(fèi)者速度，消息隊(duì)列長度會一直增大，時間久了會占用大量內(nèi)存空間；
（5）所以，可以使用brpop命令，這個命令只有在有元素時返回，沒有則會阻塞直到超時返回null。

set類型是string類型的無序集合。

set集合的概念就是一堆不重復(fù)值的組合。

set元素最大可以包含（2的32次方-1）個元素。

set內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個value永遠(yuǎn)為null的HashMap。

set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能，特殊之處在于set時可以自動排重的。

常用命令：sadd、spop、smembers、sunion等。

當(dāng)你需要存儲一個列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時，set是一個很好的選擇。

并且set提供了判斷某個成員是否在一個set集合內(nèi)的重要接口，這個是list不能提供的。

利用set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存儲一些集合性的數(shù)據(jù)，比如在微博應(yīng)用中，可以將一個用戶所有的關(guān)注人存在一個集合中，將其所有粉絲存在一個集合。

redis還為集合提供了求交集、并集、差集等操作，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)如共同關(guān)注、共同喜好、二度好友等功能。

和set一樣，sorted set也是stirng類型元素的集合。不同的是每個元素都會關(guān)聯(lián)一個double類型的score，元素順序由score決定。

sorted set是插入有序的，即自動排序。

常用命令：zadd、zrange、zrem、zcard等。

zRange(key,start,end)返回指定范圍內(nèi)的score從低到高順序的所有元素；zRevRange(key,start,end)返回key對應(yīng)的有序集合中指定區(qū)間的按照score從高到低的順序的所有元素。

當(dāng)你需要一個有序的并且不重復(fù)的集合列表時，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用舉例：

（1）例如存儲全班同學(xué)的成績，其集合value可以是同學(xué)的學(xué)號，而score就可以是成績。
（2）排行榜應(yīng)用，根據(jù)得分列出topN的用戶等。

subscribe、unsubscribe和publish三個命令實(shí)現(xiàn)了發(fā)布與訂閱泛型。

發(fā)送者（發(fā)送信息的客戶端）不是直接將信息發(fā)給特定的接收者（接受信息的客戶端），而是將信息發(fā)給頻道（channel），然后由頻道將信息轉(zhuǎn)發(fā)給所有對這個頻道感興趣的訂閱者。

發(fā)送者無需知道任何關(guān)于訂閱者的信息，而訂閱者也無需知道是哪個客戶端給它發(fā)送信息，它只要關(guān)注自己感興趣的頻道即可。

發(fā)布／訂閱在redis中，被設(shè)計(jì)的非常輕量級和簡潔，它做到了消息的發(fā)布和訂閱的基本能力；但是尚未提供關(guān)于消息持久化等各種企業(yè)級的特性。

一個redis client發(fā)布消息，其他多個redis client訂閱消息，發(fā)布的消息即發(fā)即失，redis不會持久保存發(fā)布的消息；消息訂閱者也只能得到訂閱后的消息，通道中此前的消息無從獲得。

消息發(fā)布者，即publish客戶端，無需獨(dú)占鏈接，你可以在publish消息的同時，使用同一個redis-client鏈接進(jìn)行其他操作（如incr等）；

消息訂閱者，即subscribe客戶端，需要獨(dú)占鏈接，即進(jìn)行subscribe期間，redis-client無法穿插其他操作。

此時client以阻塞的方式等待publish端的消息，因此subscribe需要使用多帶帶的鏈接，甚至需要在額外的線程中使用。

tcp默認(rèn)連接時間固定，如果在這世間內(nèi)sub端沒有接收到pub端消息，或pub端沒有消息產(chǎn)生，sub端的連接都會強(qiáng)制回收。

這就需要特殊手段解決，用定時器來模擬pub和sub之間的保活機(jī)制，定時器時間不能超過tcp最大連接時間。

一旦subscribe端斷開鏈接，將會失去部分消息，即鏈接失效期間的消息將會被丟失，所以，這里需要考慮redis的list來持久化；

如果你非常關(guān)注每個消息，那么你應(yīng)該基于redis做一些額外的補(bǔ)充工作，如果你希望訂閱是持久的，那么如下設(shè)計(jì)思路可以借鑒：

（1）subscribe端：首先向一個set集合中增加“訂閱者id”，此set集合保存了“活躍訂閱”者；訂閱者id標(biāo)記每個唯一的訂閱者，此set為“活躍訂閱者集合”。
（2）subscribe端開啟訂閱操作，并基于redis創(chuàng)建一個以訂閱者id為key的list數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此list中存儲了所有的尚未消費(fèi)的消息，此list稱為“訂閱者消息隊(duì)列”；
（3）publish端：每發(fā)布一條消息之后，publish端都需要遍歷活躍訂閱者集合，并依次向每個“訂閱者消息隊(duì)列”尾部追加此次發(fā)布的消息；
（4）到此為止，我們基本可以保證，發(fā)布的每一條消息，都會持久的保存在每個“訂閱者消息隊(duì)列”中；
（5）subscribe端，每接收到一個訂閱消息，在消費(fèi)周后，必須刪除自己的“訂閱者消息隊(duì)列”頭部的一條消息；
（6）subscribe端啟動時，如果發(fā)現(xiàn)自己的“訂閱者消息隊(duì)列”中有殘存記錄，那么將會首先消費(fèi)這些消息，然后再去訂閱。

以上方法可以保證成功到達(dá)的消息必消費(fèi)不丟失

redis事務(wù)可以一次執(zhí)行多個命令。

一個事務(wù)從開始到執(zhí)行會經(jīng)歷三個階段：

（1）開始事務(wù)
（2）命令入隊(duì)
（3）執(zhí)行事務(wù)

事務(wù)是一個多帶帶的隔離操作：事務(wù)中的所有命令都會序列化、按順序執(zhí)行。

事務(wù)在執(zhí)行的過程中，不會被其他客戶端發(fā)送來的命令請求所打斷。

單個redis命令的執(zhí)行時原子性的，但redis沒有在事務(wù)上增加任何維持原子性的機(jī)制，所以redis事務(wù)的執(zhí)行并不是原子性的。

事務(wù)可以理解為一個打包的批量執(zhí)行腳本，但批量指令并非原子化的操作，中間某條指令的失敗不會導(dǎo)致前面已做指令的回滾，也不會造成后續(xù)的指令不做。

multi、exec、discard和watch命令是redis事務(wù)的基礎(chǔ)。

multi：

（1）multi命令用于開啟一個事務(wù)，它總是返回ok。
（2）multi命令執(zhí)行之后，客戶端可以繼續(xù)向服務(wù)器發(fā)送任意多條命令；
（3）這些命令不會立即被執(zhí)行，而是被放到一個隊(duì)列中；
（4）當(dāng)exec命令被調(diào)用時，所有隊(duì)列中的命令才會被執(zhí)行。

exec：

（1）exec命令負(fù)責(zé)觸發(fā)并執(zhí)行事務(wù)中的所有命令；
（2）如果客戶端在使用multi開啟了一個事務(wù)后，卻因?yàn)閿嗑€而沒有成功執(zhí)行exec命令，那么事務(wù)中所有的命令都不會被執(zhí)行。
（3）另一方面，如果客戶端成功在開啟事務(wù)之后執(zhí)行exec命令，那么事務(wù)中的所有命令都會被執(zhí)行。

discard：

（1）通過調(diào)用discard，客戶端可以清空事務(wù)隊(duì)列，并放棄執(zhí)行事務(wù)。

watch：

（1）watch命令可以為redis事務(wù)提供check-and-set （CAS）行為。 
（2）watch使得exec命令有條件的執(zhí)行：事務(wù)只能在所有被監(jiān)控健都沒有被修改的前提下執(zhí)行，如果這個前提不能滿足，事務(wù)就不會執(zhí)行。
（3）如果你用watch監(jiān)視來一個帶過期時間的健，那么即使這個健過期了，事務(wù)仍然可以執(zhí)行。
（4）watch可以被調(diào)用多次，對健的監(jiān)視從watch被執(zhí)行之后就生效，直到調(diào)用exec為止。
（5）當(dāng)exec被調(diào)用時，不管事務(wù)是否被成功執(zhí)行，對所有健的監(jiān)視都會被取消。
（6）當(dāng)客戶端斷開鏈接時，該客戶端對健的監(jiān)視也會被取消。