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2023-12-01

1. Redis是什么、特点、优势

Redis是一个开源的使用C语言编写、开源、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、高性能的Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

它通常被称为 数据结构服务器 ，因为值（value）可以是字符串(String)、哈希(Map)、列表(list)、集合(sets) 和有序集合(sorted sets)等类型。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis优势

性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

2. redis安装（Linux）、启动、退出、设置密码、远程连接

2.1 安装redis

下载redis安装包（如： redis-2.8.17.tar.gz ）

tar -zxvf redis-2.8.17.tar.gz
cd redis-2.8.17
make
sudo make install

2.2 后台启动服务端

nohup redis-server &

注：redis-server默认启动端口是6379，没有密码

如果不使用默认配置文件，启动时可以加上配置文件

nohup redis-server  ~/soft/redis-2.8.17/redis.conf &

2.3 启动客户端、验证

127.0.0.1:6379> ping
PONG

127.0.0.1:6379> set var "hello world"
OK
127.0.0.1:6379> get var
"hello world"

2.4 退出

关闭redis-server

redis-cli shutdown

例子

$ps -ef | grep redis
root     23422 19813  0 10:59 pts/5    00:00:08 redis-server *:6379

$sudo redis-cli  shutdown
[23422] 05 Mar 12:11:29.301 # User requested shutdown...
[23422] 05 Mar 12:11:29.301 * Saving the final RDB snapshot before exiting.
[23422] 05 Mar 12:11:29.314 * DB saved on disk
[23422] 05 Mar 12:11:29.314 # Redis is now ready to exit, bye bye...
[1]+  Done                    sudo redis-server  (wd: ~/soft/redis-2.10.3)
(wd now: ~/soft/redis-2.8.17)

$ps -ef | grep redis
wzh94434 30563 19813  0 12:11 pts/5    00:00:00 grep redis

注：如果设置上密码后，单纯的redis-cli是关不掉的，必须加上ip、port、passwd

sudo redis-cli -h host -p port -a passwd shutdown

退出客户端

localhost:6379> QUIT

2.5 设立密码

打开redis.conf找到requirepass，去掉默认，修改

requirepass yourpassword

验证密码的正确性

localhost:6379> auth jihite
OK

2.6 远程连接

需要已经安装redis，可以使用redis-cli命令

redis-cli -h host -p port -a password

2.7 查看redis-server统计信息

4. Redis数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

4.1 String（字符串）

是Redis最基本的数据类型，可以理解成与Memcached一模一样的类型，一个key对应一个value
二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象
一个键最大能存储 512MB

例子

127.0.0.1:6379> set var "String type"
OK
127.0.0.1:6379> get var
"String type"

说明：利用set给变量var赋值“String type”；利用get获得变量var的值

4.2 Hash（哈希）

是一个键值对集合
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

例子

127.0.0.1:6379> HMSET var:1  name jihite school pku
OK

127.0.0.1:6379> HGETALL var:1
1) "name"
2) "jihite"
3) "school"
4) "pku"

说明

var:1是键值，每个 hash 可以存储 2 ^{32 - 1} 键值对（40多亿）

HMSET用于建立hash对象，HGETALL用于获取hash对象

4.3 LIST（列表）

例子

127.0.0.1:6379> lpush lvar 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush lvar a
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush lvar ab
(integer) 3

127.0.0.1:6379> lrange lvar 0 1
1) "ab"
2) "a"
127.0.0.1:6379> lrange lvar 0 10
1) "ab"
2) "a"
3) "1"
127.0.0.1:6379> lrange lvar 2 2
1) "1"

说明

lpush往列表的前边插入；lrange后面的数字是范围（闭区间）

列表最多可存储 2 ^{32 - 1} 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

4.4 Set(集合)

Redis的Set是string类型的无序集合。

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)

例子

127.0.0.1:6379> sadd setvar redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd setvar mongodb
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd setvar mongodb
(integer) 0
127.0.0.1:6379> sadd setvar rabbitmq
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers setvar
1) "rabbitmq"
2) "redis"
3) "mongodb"

说明

set往集合中插入元素，smembers列举出集合中的元素

成功插入返回1；错误插入返回0，例子中mongodb第二次插入时，因已经存在，故插入失败。

4.5 zset(sorted sete：有序集合)

zset和set一样也是String类型的集合，且不允许元素重复

zset和set不同的地方在于zset关联一个double类型的分数，redis通过分数对集合中的元素排序

zset的元素是唯一的，但是分数是可以重复的

例子

127.0.0.1:6379> zadd zvar 1 redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd zvar 1 redis
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zadd zvar 2 redis
(integer) 0
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> zadd zvar 2 mongo
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd zvar 0 rabbitmq
(integer) 1
127.0.0.1:6379>  
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE zvar 0 1000
1) "rabbitmq"
2) "mongo"
3) "redis"
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> zadd zvar -2 celery
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE zvar 0 1000
1) "rabbitmq"
2) "mongo"
3) "redis"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE zvar -3 1000
1) "celery"
2) "rabbitmq"
3) "mongo"
4) "redis"

说明

成功插入返回1，否则返回0。插入已存在元素失败--返回0

分数为float（可正、负、0）

5. Redis HyperLogLog

Redis HyperLogLog是用来做基数统计的算法。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。

在 Redis 里面，每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基数。这和计算基数时，元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。

注：因为HyperLogLog只会根据输入元素来计算基数，而不会存储输入元素本身，因此不会返回输入的各个元素。

基数是什么？对于["abc", "abc", "2", "3"]，基数是["abc", "2", "3"]，个数是3.

例子

localhost:6379> pfadd jsh redis
(integer) 1
localhost:6379> pfadd jsh redis
(integer) 0
localhost:6379> pfadd jsh mongodb
(integer) 1
localhost:6379> pfadd jsh rabbitmq
(integer) 1
localhost:6379> pfcount jsh
(integer) 3
localhost:6379> pfadd jsh2 redis
(integer) 1
localhost:6379> pfadd jsh2 a
(integer) 1
localhost:6379> pfcount jsh2
(integer) 2

localhost:6379> pfmerge jsh jsh2
OK
localhost:6379> pfcount jsh
(integer) 4
localhost:6379> pfcount jsh2
(integer) 2

说明：

pfadd key ele [ele2 ...]：添加指定元素到HyperLogLog中，
pfcount key: 返回给定HyperLogLog的基数估算值
pfmerge destkey srckey [srckey2....]：讲多个HyperLogLog合并到一个第一个HyperLogLog中

6. Redis 发布订阅

Redis 发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式：发送者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息。

Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。

原理：下图展示了三个客户端client1, client2, client5订阅了频道channel1

当有新消息通过PUBLISH发送给channel1时，这时候channel1就会把消息同时发布给订阅者

例子

创建订阅频道redisChat

localhost:6379> subscribe redisChat
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "redisChat"
3) (integer) 1

打开几个客户端，订阅channel redisChat

localhost:6379> psubscribe redisChat
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "psubscribe"
2) "redisChat"
3) (integer) 1

然后给channel redisChat发送消息“Hello World”

localhost:6379> publish redisChat "Hello World"
(integer) 1

客户端会收到消息

Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "pmessage"
2) "redisChat"
3) "redisChat"
4) "Hello World"

7. Redis事务

事务是一个单独的操作集合，事务中的命令有顺序，是一个原子操作（事务中的命令要么全部执行，要么全部不执行），执行一个事务中的命令时不会被其他命令打断。

一个事务从开始到结束经过以下三个阶段：

开始事务
命令入队
执行事务

例子

localhost:6379> MULTI
OK
localhost:6379> set name jihite
QUEUED
localhost:6379> get name
QUEUED
localhost:6379> sadd language "c++" "python" "java"
QUEUED
localhost:6379> smembers language
QUEUED
localhost:6379> exec
1) OK
2) "jihite"
3) (integer) 3
4) 1) "java"
   2) "python"
   3) "c++"

说明：事务以MULTI开始，以EXEC结束

8. Redis脚本

Redis 脚本使用 Lua 解释器来执行脚本。执行脚本的常用命令为 EVAL 。基本语法

EVAL script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

例子

localhost:6379> EVAL "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2 key1 key2 first second
1) "key1"
2) "key2"
3) "first"
4) "second"

9. 数据备份与恢复

数据备份

localhost:6379> save
OK

改命令会在redis的安装目录中创建文件dump.rdb，并把数据保存在该文件中。

查看redis的安装目录

localhost:6379> config get dir
1) "dir"
2) "/home/jihite/soft/redis-2.8.17"

数据恢复

只需将备份文件dump.rdb拷贝到redis的安装目录即可。

10. 数据库操作

Redis中，一共有16个数据库，分别是0~15，一般情况下，进入数据库默认编号是0，如果我们要进入指定数据库，可以用select语句

切换到编号为3的数据库

localhost:6379> select 3
OK
localhost:6379[3]>

查看数据库中所有的键值

localhost:6379[1]> set a 1
OK
localhost:6379[1]> set  b 2
OK
localhost:6379[1]> keys *
1) "b"
2) "a"

返回当前数据库中所有key的数目: dbsize

删除当前数据库中的所有key: flushdb

清空所有数据库中的所有key: flushall

把当前数据库中的key转移到指定数据库：move a aim_db，例：

localhost:6379[1]> set z sss
OK
localhost:6379[1]> move z 0
(integer) 1
localhost:6379[1]> select 0
OK
localhost:6379> get z
"sss"

请用Redis和任意语言实现一段恶意登录保护的代码，限制1小时内每用户Id最多只能登录5次。具体登录函数或功能用空函数即可，不用详细写出。

用列表实现:列表中每个元素代表登陆时间,只要最后的第5次登陆时间和现在时间差不超过1小时就禁止登陆.用Python写的代码如下：

#!/usr/bin/env python3

import redis  
import sys  
import time

r = redis.StrictRedis(host=’127.0.0.1′, port=6379, db=0)  

try:  

    id = sys.argv[1]

except:  

    print('input argument error')

    sys.exit(0)

if r.llen(id) >= 5 and time.time() – float(r.lindex(id, 4)) <= 3600:  

    print('you are forbidden logining')

else:  

    print('you are allowed to login')

    r.lpush(id, time.time())

    # login_func()