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Redis:内存数据结构存储终极指南

strong redis li 可以 525    来源:    2024-10-20

redis 是不断发展的数据管理和存储领域中广泛使用的技术。 redis 被公认为内存中数据结构存储,它提供了广泛的功能,使其成为从缓存到实时分析等各种应用程序的标准基础。这个综合教程将介绍 redis 是什么、它的核心功能、用例以及如何开始。

什么是redis?

redis代表远程字典服务器;它是一个内存中的开源数据结构存储,可以用作键值数据库,但提供其他类型来满足不同用例的需求:字符串、散列、列表、集合和排序集合。 redis 的优势包括性能、持久性选项以及与多种语言的兼容性。

redis的核心特性

  1. 内存存储:redis 将数据保存在 ram 中,因此允许它以令人难以置信的速度执行读取和写入。因此,它非常适合需要低延迟和高吞吐量的应用程序。

  2. 丰富的数据结构:redis 原生支持除简单键值对之外的各种数据类型。它们包括:

    • strings:基本数据类型;一串文本。
    • 哈希:对于具有多个字段的对象非常方便。 列表:有序的字符串集合,适用于队列处理等事情。集合:独特元素的无序集合;非常适合需要执行成员资格测试时。 sorted sets:与集合类似,但有分数;可以根据分数对元素进行排序。持久化 虽然 redis 是内存存储,但有多种持久化选项:
  3. rdb(redis 数据库备份):数据集在某个时间点的快照被保存到磁盘上。

    • aof(仅附加文件):写入操作附加到可以重放以重建数据集的日志中。
  4. 复制和高可用性:redis 支持主从复制和自动故障转移。 redis sentinel,为了实现高可用性,提供监控、通知和故障转移功能。

  5. 发布/订阅消息传递:redis 支持发布/订阅消息传递。这使得它能够在应用程序的不同部分之间进行实时消息传递和通信。

  6. 事务:redis 通过 multi、exec、watch 和 discard 命令提供事务支持。这样做是为了确保原子性。

  7. lua 脚本:redis 允许您直接在服务器上编写和运行 lua 脚本。因此可以以原子方式执行复杂的操作。

  8. 分区:redis 允许分区,即跨多个服务器对数据进行分片,以实现高度可扩展的性能。

redis 用例

  1. 缓存:这是 redis 最流行的用途之一:提供快速缓存层,将经常访问的数据存储在内存中。它可用于缓存数据库查询结果、会话数据或 api 响应。

  2. 实时分析:由于高性能以及支持的数据结构(如排序集),redis 非常适合实时分析和指标聚合。

  3. 会话管理:redis 的内存特性,除了支持过期之外,还使其非常适合 web 应用程序中的用户会话管理。

  4. 消息队列:redis 列表及其发布/订阅功能允许在分布式系统中实现高效的消息队列和实时消息传递。

  5. 排行榜系统:排序集数据结构非常适合创建排行榜和排名系统。

  6. 地理空间索引:redis 支持地理空间查询,因此您可以高效地存储和查询基于位置的数据。

redis 入门

安装

redis可以安装在linux、macos、windows等不同平台上。使用包管理器在 linux 上安装 redis 是最简单的:

# on ubuntu/debian
sudo apt-get update
sudo apt-get install redis-server

# on centos/rhel
sudo yum install redis

对于 macos,请随意使用 homebrew:

brew install redis

对于 windows,一种选择是使用 wsl,或者您可以从 redis 网站下载预编译的二进制文件。

基本命令

以下是一些可帮助您入门的基本 redis 命令:

  • 设置和获取值
  set key "value"
  get key
  • 使用列表
  lpush mylist "item1"
  rpush mylist "item2"
lrange mylist 0 -1
  • 哈希值
  hset myhash field1 "value1"
  hget myhash field1
  hgetall myhash
  • 排序集
  ZADD myzset 1 "member1"
  ZADD myzset 2 "member2"
  ZRANGE myzset 0 -1 WITHSCORES

配置与优化

redis 的配置是在文件 redis.conf 中完成的。以下是一些关键配置参数:

  • maxmemory:这基本上设置了 redis 可以使用的内存量上限,并在达到此上限时开放用户可配置的驱逐策略。
  • appendonly:打开或关闭 aof 持久化。
  • 保存:您可以配置 rdb 快照以您选择的时间间隔进行。

可以在以下位置进行优化:

内存使用情况:如果需要,应该对内存使用情况进行分析并修改驱逐策略。
持久化:根据需要在持久性和性能之间进行权衡,可以选择 rdb 和 aof。

  • 复制:用于冗余和扩展读取的主副本复制。