本文是對Redis基礎知識的一個學習總結，共包括如下章節(jié)內(nèi)容：
- Redis是什么
- 安裝和部署
- 數(shù)據(jù)庫操作
- Java API
- 小結
一、Redis是什么
Redis是一個開源的使用ANSI C語言編寫、支持網(wǎng)絡、可基于內(nèi)存亦可持久化的Nosql（Key-Value）分布式數(shù)據(jù)庫，并提供多種語言的API。從2010年3月15日起，Redis的開發(fā)工作由VMware主持。從2013年5月開始，Redis的開發(fā)由Pivotal贊助。
Redis最常見的應用是被用作應用系統(tǒng)中的緩存系統(tǒng)，是當前最熱門的緩存系統(tǒng)之一。Redis 與其他 key - value 緩存產(chǎn)品相比，有如下特點：
1、Redis支持數(shù)據(jù)的持久化，可以將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存在磁盤中，重啟的時候可以再次加載進行使用。
2、Redis不僅僅支持簡單的key-value類型的數(shù)據(jù)，同時還提供list，set，zset，hash等數(shù)據(jù)結構的存儲。
3、Redis支持數(shù)據(jù)的備份，即master-slave模式的數(shù)據(jù)備份。
4、Redis性能極高，其能讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s 。
5、Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功執(zhí)行要么失敗完全不執(zhí)行。單個操作是原子性的。多個操作也支持事務。
6、Redis支持分布式部署，支持大數(shù)據(jù)量的處理。
二、安裝和部署
Redis的官網(wǎng)是https://redis.io，目前最新的穩(wěn)定版本是5.0.3，下載的壓縮包文件是redis-5.0.3.tar.gz。另外Redis的官網(wǎng)還提供了含Redis的Docker鏡像的下載。
需要說明的是，Redis項目只正式提供linux下的Redis版本，沒有提供windows下的Redis版本，但是Microsoft開放技術小組開發(fā)和維護了可在Windows下運行的Redis版本，可以到 https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases 這個地址去下載，不過最新的windows下的Redis版本（最新的是2016.7月發(fā)布的）只是基于redis3.2.1，可以看出已經(jīng)很老了。
本文的介紹是基于 Redis在linux下的運行，使用的版本是最新的5.0.3。使用的linux系統(tǒng)CentOS 7.2。
下面我們來介紹如何在linux進行Redis運行環(huán)境搭建。
（一）編譯
Redis官方提供下載后的版本是源碼包，需要使用make命令進行編譯。具體步驟如下：
1、解壓redis-5.0.3.tar.gz文件
將下載得到的redis-5.0.3.tar.gzti壓縮文件拷貝到想要安裝Redis的目錄下，執(zhí)行如下命令，解壓到當前目錄下。
tar -xvzf redis-5.0.3.tar.gz
這時我們會發(fā)現(xiàn)當前目錄下多了一個redis-5.0.3目錄，這時redis-5.0.3.tar.gz文件不需要了，可以刪除。
2、進入解壓出來的目錄
cd redis-5.0.3
3、執(zhí)行make命令，編譯源碼包
make
運行make命令，會看到很多信息輸出，不用管它，等待執(zhí)行結束。最后得到的目錄結構如下：
$ cd redis-5.0.3/
$ ls -l
總用量 256
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 92434 12月 12 20:25 00-RELEASENOTES
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 53 12月 12 20:25 BUGS
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 1894 12月 12 20:25 CONTRIBUTING
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 1487 12月 12 20:25 COPYING
drwxrwxr-x 6 hadoop hadoop 4096 3月 12 15:42 deps
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 11 12月 12 20:25 INSTALL
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 151 12月 12 20:25 Makefile
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 4223 12月 12 20:25 MANIFESTO
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 20555 12月 12 20:25 README.md
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 62155 12月 12 20:25 redis.conf
-rwxrwxr-x 1 hadoop hadoop 275 12月 12 20:25 runtest
-rwxrwxr-x 1 hadoop hadoop 280 12月 12 20:25 runtest-cluster
-rwxrwxr-x 1 hadoop hadoop 281 12月 12 20:25 runtest-sentinel
-rw-rw-r-- 1 hadoop hadoop 9710 12月 12 20:25 sentinel.conf
drwxrwxr-x 3 hadoop hadoop 8192 3月 13 11:23 src
drwxrwxr-x 10 hadoop hadoop 4096 12月 12 20:25 tests
drwxrwxr-x 8 hadoop hadoop 4096 12月 12 20:25 utils
編譯后的Redis的可執(zhí)行程序（如啟動Redis實例的程序、命令行客戶端程序、一些腳本）在redis-5.0.3目錄的子目錄src下。如果想方便后續(xù)的執(zhí)行，也可以把一些可執(zhí)行程序從src中拷貝到別的地方，比如新建一個bin目錄。
（二）配置
在redis-5.0.3目錄下有一個redis.conf配置文件，啟動Redis服務時可以指定該配置文件，這樣Redis服務的一些參數(shù)設置就從該配置文件中獲取。如果啟動時，不指定配置文件，則使用默認值?？梢詫edis.conf文件不做任何修改，這樣使用默認值啟動Redis服務。
可以不需要修改redis.conf文件中的任何默認配置就可以正常啟動Redis。
下面介紹一些常用的配置項修改信息：
1、端口號
配置文件默認的配置信息如下
port 6379
6379是Redis實例默認使用的端口。如果需要用別的端口，需要修改這個值。特別是當在一臺機器上啟動多個redis實例時，每個實例需要有不同的端口。
2、支持Redis客戶端遠程訪問Redis服務器
默認情況下，啟動Redis服務后，只允許在服務器上訪問Redis服務，可以改成允許遠程Redis客戶端來連接Redis服務。方法是：
在配置文件中找到
bind 127.0.0.1
這行信息，改為
# bind 127.0.0.1
3、采用后臺方式啟動Redis服務
默認情況下，啟動Redis服務時，是在前臺啟動的，即一旦啟動服務的控制臺被關閉，則Redis服務也終止了，可以修改成采用后臺方式啟動。方法是：
在配置文件中找到
daemonize no
這行信息，改為
daemonize yes
4、設置密碼
默認情況下，Redis客戶端連接Redis服務器是不需要密碼的，可以改成需要密碼的方式。方法是：
在配置文件中找到
# requirepass foobared
這行信息，改為
requirepass 需要設置的密碼
（三）啟動Redis服務
當前目錄是redis-5.0.3，執(zhí)行Redis服務器啟動程序，如下面操作：
src/redis-server redis.conf
說明：如果不帶redis.conf參數(shù)，則使用默認配置值。
可以通過執(zhí)行如下的操作系統(tǒng)命令來檢查Redis是否正常啟動：
netstat -nlpt
這時從輸出信息中可以查看是否有6379 端口在偵聽，有的話說明服務啟動成功。
（四）啟動Redis命令行客戶端
Redis自帶了一個命令行客戶端可執(zhí)行程序（文件名為redis-cli），可以用來連接到Redis服務器，然后執(zhí)行相關操作。
執(zhí)行客戶端程序，啟動客戶端，如：
src/redis-cli
這樣就出現(xiàn)一個交互式命令行界面，可以輸入各種命令，如：
$ src/redis-cli
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> info
# Server
redis_version:5.0.3
redis_git_sha1:00000000
......
其中的ping命令用來測試與服務器是否連接正常，info命令顯示Redis服務器和客戶端的各種信息，信息很多，上面只是給出了少量信息。
執(zhí)行exit命令可以退出交互式命令行。
如果我們要用Redis命令行程序連接到遠程的Redis服務器，方法如：
src/redis-cli -h 服務器IP地址 -p 6379
（五）停止Redis服務
如果Redis服務是采用前臺方式啟動，則只需在相應的控制臺ctrl+c即可。
如果沒有界面可操作，比如Redis服務是采用后臺方式啟動的，則可以這樣停止服務:
方法一：利用redis-cli程序停止服務，在命令行下執(zhí)行如下命令
src/redis-cli shutdown
這種方式實際是給Redis服務器發(fā)送一個停止服務的消息，Redis服務收到此消息后，就會自動停止。
方法二：強制停止
如果采用上面的方式無法停止，可使用操作系統(tǒng)的kill命令強制殺死Redis服務對應的進程。
首先得找到Redis服務對應的進程的進程號，可以執(zhí)行如下操作系統(tǒng)命令：
ps -ef|grep redis
輸出的信息會顯示redis服務進程的進程號，然后執(zhí)行：
kill -9 進程號
這樣就強制停止Redis服務，強制停止可能導致正在持久化的信息丟失。所以正常情況下應該采用上一種方式。
三、數(shù)據(jù)庫操作
Redis是key-value格式數(shù)據(jù)庫，其值（value）可以是 字符串(String), 哈希(Hash), 列表(list), 集合(sets) 和 有序集合(sorted sets)等類型。下面我們來介紹如何在命令行下進行數(shù)據(jù)庫的相關操作。
（一）字符串數(shù)據(jù)
最簡單的數(shù)據(jù)是字符串數(shù)據(jù)，常見的操作如下：
1、保存數(shù)據(jù)
語法格式：set key value
set是命令，key和value是要保存數(shù)據(jù)的鍵名和字符串值
舉例：set mykey good
上面例子的mykey是key名，good是該key對應值。
說明：
1）如果設置的key不存在，則創(chuàng)建新的鍵值對，如果已經(jīng)存在，則更新值。
2）如果字符串字符之間有空格，需要引號括起來。如set mykey "hello world"
2、獲取數(shù)據(jù)
語法格式：get key
舉例：get mykey
說明：如果指定的key不存在，則返回(nil)信息。
3、刪除數(shù)據(jù)
語法格式：del key
舉例：del mykey
說明：如果刪除成功，輸出 (integer) 1，否則輸出(integer) 0
下面是操作示例，如下：
127.0.0.1:6379> set mykey good
OK
127.0.0.1:6379> get mykey
"good"
127.0.0.1:6379> set mykey 12
OK
127.0.0.1:6379> get mykey
"12"
127.0.0.1:6379> del mykey
(integer) 1
127.0.0.1:6379> del mykey
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get mykey
(nil)
（二）hash數(shù)據(jù)
redis支持存儲hash數(shù)據(jù)，也就是value是一個map，hash特別適合用于存儲對象。下面介紹一些常見的操作。
1、保存數(shù)據(jù)
語法格式：hset key field1 value1 [field2 value2 ]
含義：將一對或多對field/value值保存到key對應的hash值中。
舉例：hset user id 10 name tom
說明：
1）如果對應的key不存在，則創(chuàng)建一個新的鍵值對，這個值就是一個hash，該hash的內(nèi)容就是命令中的一對或多對filed/value。
2）如果對應的key已經(jīng)存在，但key對應的value不是hash類型，則會用命令中的hash值覆蓋該key的值，相當于該key的值變?yōu)橐粋€hash類型。
3）如果對應的key已經(jīng)存在，且key對應的value是hash類型，則就會往該hash值添加或覆蓋新的field/value值。
2、獲取數(shù)據(jù)（獲取整個Hash值）
語法格式：hgetall key
舉例：hgetall user
說明：該命令會返回指定的key對應的hash值，注意如果該key對應的值類型不是hash會報錯。
3、獲取數(shù)據(jù)（獲取Hash中指定的filed的value）
語法格式：hget key field
舉例：hget user id
4、檢查hash值中指定的鍵值對是否存在
語法格式：hexists key field
舉例：hexists user name
說明：如果存在，返回(integer) 1，否則返回(integer) 0
5、檢查hash值中鍵值對的數(shù)量
語法格式：hlen key
舉例：hlen user
說明：如果存在，返回(integer) 1，否則返回(integer) 0
6、刪除數(shù)據(jù)
如果刪除整個鍵值對，使用上面對字符串值操作中的del命令即可。如果只是刪除hash值中指定的鍵值對，則使用如下命令。
語法格式：hdel key field
舉例：hdel user id
（三）列表數(shù)據(jù)
redis支持value值為列表，即一個有序的字符串列表。列表是按照棧的方式操作，即最后插入的元素會被最先獲取到。下面介紹一些常見的操作。
1、保存數(shù)據(jù)
語法格式：lpush key value1 [value2]
舉例1：lpush data 12 14
說明：上述命令在redis數(shù)據(jù)庫中插入一個鍵為data，值是一個列表（包含12,14兩個元素）的鍵值對數(shù)據(jù)。該命令輸出為(integer) 2 ，這個2表示列表中的元素個數(shù)。
舉例2：lpush data 23 13
在上面例子的基礎上往data對應的列表中再插入兩個元素
該命令輸出為(integer) 4，這個4表示列表中的元素個數(shù)。
2、獲取數(shù)據(jù)
舉例1：llen data
llen獲取列表中的元素個數(shù)，在上面命令基礎上執(zhí)行，則輸出(integer) 4，這個4表示列表中的元素個數(shù)。
舉例2：lindex data 0
通過索引獲取列表中指定序號的元素，從0開始。0代表最后插入的元素，這里的輸出是13
舉例3：lrange data 0 3
獲取列表指定范圍內(nèi)的元素，第一個數(shù)字從最后插入的元素算起。
3、移除并獲取元素
舉例1：LPOP data
移出并獲取列表的第一個元素，這里第一個元素指最后插入的元素
舉例2：RPOP data
移除并獲取列表最后一個元素
（四）集合數(shù)據(jù)
redis支持value值為集合（SET），Redis 中的 Set 是 String 類型的無序集合。集合成員是唯一的，這就意味著集合中不能出現(xiàn)重復的數(shù)據(jù)。下面介紹一些常見的操作。
1、保存數(shù)據(jù)
舉例1：sadd myset hello1 hello2
說明：上面例子的sadd命令插入一個鍵為myset,值為集合（含hello1,hello2兩個元素）的鍵值對。返回值為(integer) 2，表示列表中有2個元素。
舉例2：sadd myset hello3
在上面例子基礎上執(zhí)行上述命令，往已有的集合中添加元素，返回值為(integer) 3，表示列表中有3個元素。
舉例3：sadd myset hello1
在上面例子基礎上執(zhí)行上述命令，返回值為(integer) 0，表示添加數(shù)據(jù)不成功，因為set類型中的數(shù)據(jù)不允許重復，而前面的操作集合中已經(jīng)有hello1數(shù)據(jù)，再次添加數(shù)據(jù)就不成功了。
2、獲取數(shù)據(jù)
舉例1：smembers myset
說明：獲取鍵myset對應的值集合中的所有元素
3、移除數(shù)據(jù)
舉例2：spop myset
說明：隨機移除集合中的一個元素，并返回該元素。因為redis集合中的元素是無序的，所有無法按序號指定元素
舉例3：srem myset hello1 hello3
說明：移除集合中指定的一個或多個元素，注意這里指定的是元素值，不是序號
（五）有序集合數(shù)據(jù)
Redis 有序集合和集合一樣也是string類型元素的集合,且不允許重復的成員。不同的是每個元素都會關聯(lián)一個double類型的分數(shù)。redis正是通過分數(shù)來為集合中的成員進行從小到大的排序。有序集合的成員是唯一的,但分數(shù)(score)卻可以重復。下面介紹一些常見的操作。
1、保存數(shù)據(jù)
語法格式：zadd key score1 member1 [score2 member2]
舉例：zadd myzset 1 hello 2 world
說明：zadd命令有點類似hset命令，集合中的每個元素除指定元素值外(如上面的hello, world)，還需為每個元素指定一個分數(shù)（1,2）
2、獲取數(shù)據(jù)（集合中元素個數(shù)）
語法格式：zcard key
舉例：zcard myzset
說明：獲取指定key對應的有序集合中元素的個數(shù)
3、獲取數(shù)據(jù)
語法格式：zrange myzset start end
說明：zrange 獲取指定序號范圍內(nèi)的元素
舉例：
zrange myzset 0 0 //獲取第1個元素
zrange myzset 0 1 //獲取第1個和第2個元素
zrange myzset 0 -1 //獲取全部元素
4、移除元素
舉例：zrem myzset hello
說明：移除指定的一個或多個元素
上面使用命令對如何使用Redis支持的各種數(shù)據(jù)類型進行了簡單介紹，Redis對各種數(shù)據(jù)類型操作的命令非常豐富，這里只是介紹了一些最常用和最基本的操作。
四、Java API
在真實的應用場景中，我們大多是通過Redis提供的API來編寫程序訪問Redis數(shù)據(jù)庫，Redis提供了多種編程語言的API。
下面我們以常見的Java API為例來介紹如何通過編寫程序的方式來訪問Redis數(shù)據(jù)庫。Jedis是Redis官方首選的Java客戶端開發(fā)包，在本文中我們使用Jedis來訪問Redis數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫。
我們通過maven來自動引入依賴的jar包。先建立一個maven工程，pom文件加入依賴:
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId><u>jedis</u></artifactId>
<version>2.9.0</version>
</dependency>
在本例子，我們使用的jedis版本是2.9.0。
我們來編寫一個最簡單的例子，代碼如下：
package redisdemo;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis();
jedis.set("mydata", "hello");
String value = jedis.get("mydata");
System.out.println(value);
jedis.close();
}
}
上面代碼是一個完整的可執(zhí)行java程序，代碼全部在main方法中。我們先創(chuàng)建Jedis 類的一個實例，沒有使用任何設置，表示連接到本地的Redis數(shù)據(jù)庫。然后Jedis 類的set方法插入一個字符串數(shù)據(jù)，再調用get方法獲取插入的鍵對應的值。
運行程序后，我們通過Redis命令行去執(zhí)行get mydata,一樣可以獲取到數(shù)據(jù)。
如果我們要刪除剛才創(chuàng)建的鍵值對，可以如下代碼：
package redisdemo;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis();
jedis.del("mydata");
jedis.close();
}
}
運行程序后，我們通過Redis命令行去執(zhí)行get mydata,會發(fā)現(xiàn)查詢不到數(shù)據(jù)了。
上面只是利用Jedis庫來執(zhí)行最基本的操作，Jedis庫提供了豐富的API可以完成各種對Redis數(shù)據(jù)庫的操作，這里不再詳細介紹。
五、小結
本文對Redis的基礎知識做了介紹，包括單機環(huán)境下的安裝和部署、如何通過命令行來訪問redis數(shù)據(jù)庫，以及如何通過Java API編寫程序來訪問Redis數(shù)據(jù)庫。
Redis可以用到多種場景下，比如：
1）對于數(shù)據(jù)處理不復雜的業(yè)務場景，可以直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)庫來作為持久化的數(shù)據(jù)庫。
2）作為應用系統(tǒng)的緩存系統(tǒng)，尤其是在分布式系統(tǒng)中的緩存系統(tǒng)。
本文介紹的是單機環(huán)境，在對安全性較高、數(shù)據(jù)量較大的生產(chǎn)環(huán)境下，一般會采用集群的部署方式，要了解Redis的集群部署方式，可查看文檔《Redis學習筆記2-集群部署》。
