環境的搭建和安裝網上有很多教程，在這裡就不再重複了。

1. Redis是什麼？

Redis（全稱：Remote Dictionary Server 遠端字典服務）是一個開源的使用ANSI C語言編寫、支援網路、可基於記憶體亦可持久化的日誌型、Key-Value資料庫。

大家可能知道Redis是做快取用的，它實際上也是一種資料庫，可以對經常使用到的資料進行儲存，也就是大家所說的快取。

官方給出的資料是，Redis能達到10w+的QPS(每秒查詢速度)。

為什麼Redis的速度比Mysql等這種資料快呢？

因為Redis儲存的是key-values格式的資料，時間複雜度是O(1)，即直接通過key查詢對應的value。而如Mysql資料庫，底層的實現是B+樹，時間複雜度是O(logn)。

最重要的一點是，資料庫的資料是儲存在磁碟中的，而Redis是儲存在記憶體當中的，它們的速度差距不言而喻。但Redis也支援持久化儲存，這個後面的常見問題裡會提到。

2. Redis資料型別

Redis支援5種資料型別：string（字串）、hash（雜湊）、list（列表，有序可重複）、set（集合，無序不可重複）、zset（有序集合，有序不可重複）。

Redis中所有資料都是字串，key是區分大小寫的。

1.string是最基本的型別，可以包含任何資料，但是string型別的值最大能儲存512MB。

2.hash的value相當於一個map，value裡面也有對應的key-value，特別適合儲存物件。一個hash可以儲存2^32-1個鍵值對，基本用不完。並且可以修改某一個屬性值，所以一般用於儲存使用者或其他實體類的值。

3.list中的value按照插入順序排序，可以在列表的頭部和尾部新增新元素。一般用於最新訊息的排行或訊息佇列。

4.set存放的是不重複值的集合，是無序的。並提供了求交集、並集、差集等操作，所以一般用於統計等功能。

5.與set不同的是，zset是通過分數（score）從小到達進行排序的，我們可以指定每個值的分數，分數可以重複。一般用於排行等功能。

3.Redis常用命令

基於對上面5種資料型別的瞭解，接著學習一下Redis常用命令。更多了命令學習，推薦大家看一看官方文件http://www.redis.cn/commands.html

1.對stirng的操作

redis命令不區分大小寫。

下面命令中，str就是key，hello就是value，append為追加命令，如果原來沒有str，就新建一個。

append str hello    //對key為str的鍵追加hello字串
append str redis　　//str的value變為helloredis
set str1 1　  //set命令設定一個key的value值 str1是key，1是value
get str1　　 //get命令，獲取一個key的值 
incr str1　 //incr命令，執行加1操作，比如str1的值會變成2，如果指定的key的value不能表示一個整數，就會返回一個錯誤
decr str1　 //減一操作

2.對hash的操作

上面說到過，hash的value相當於一個map，所以只設置值的時候myhash是key，h1是value裡面的key，hello是h1的value

hset myhash h1 hello　　//設定一個key的value值
hget myhash h1　　//返回hello，myhash為key，h1是value裡面的key，兩個都需要指定
hlen myhash　　//獲取myhash的欄位數量，這裡返回1
hkeys myhash　　//獲取myhash所以欄位，這裡返回h1

3.對list的操作

mylst是key，a,b,c,d都是value，並且有順序，所以實際存進去後是d,c,b,a

lpush mylist a b c d　　//lpush,從佇列左邊入隊一個或多個元素
lrange mylist 0 -1　　//獲取指定範圍的值，從0開始，-1代表全部，注意這裡返回d,c,b,a。
rpush mylist 1 2 3　　//從右邊入隊,再次lrange的話就是d,c,b,a,1,2,3
lpop mylist　　//從左邊彈出一個元素，這裡彈出d,此時的mylist就沒有d了

4.對set的操作

如果我們添加了重複的元素，不會報錯，但只會存一個。如a b b，只會存a b

兩個集合之間不受影響，即key為myset和myset2兩個集合裡面都可以有a b

sadd myset a b c d　　//新增一個或多個元素到集合裡面
smembers myset　　//獲取集合裡所有元素，輸出是無序的，隨機的。這裡可能是b,d,c,a
srem myset a c　　//移除myset中的a和c元素，由於不可能重複也沒順序，所以可以直接指定元素值來移除

5.對zset的操作

myzset為key，a b c前面的數字就是score

zadd myzset 2 b 1 a 3 c　　//新增一個或多個元素
zrange myzset 0 -1　　//獲取指定範圍的值，0開始，-1代表全部。這裡返回a,b,c

更多的命令可以看上面網站中的文件，寫的非常詳細，下面的常見問題中也會提及一些。

4.Redis常見問題

1.在大量的key中查詢某一固定字首的key

在實際的業務當中，key的命名是有規範的，比如快取使用者資訊，key的字首可能會是user。

現在有幾千萬條資料，查詢user為字首的key的話，第一下想到的可能會是keys命令

keys user*　　//user*為正則表示式

其時間複雜度為O(n)，雖然效能也算可以，但是在查詢幾千萬條資料時明顯太慢了，花上幾分鐘都不稀奇，而且在查詢出來之前，可能會造成服務卡頓，佔用大量記憶體，顯然是不可取的。

那麼這種情況就可以使用scan命令

下面的命令中，math count為可選項，可用可不用，所以需要顯示的寫出來。math意味後面會匹配一個正則表示式。count代表一次查詢10條。

這個10條不是強制的，可能會比10條少。

scan 0 math user*  count 10　　//從0開始，查詢user為字首的key，一次查詢10條並返回

執行上面一句話後，會返回兩個東西，一個遊標，代表執行到哪了，比如執行到了14325。返回的另一個就是user為字首的key了。

下次再執行這條語句時，把0換成14325，接著上次的位置繼續查詢。但是遊標不一定是遞增的，也許下次的遊標比這次還小，所以存在重複的隱患。

我們可以在業務程式碼處迴圈查詢，記錄每次返回的遊標，並把查詢的key存入到set當中，起到去重的效果。

scan，實際上就是分批查詢，速度顯然沒有keys快，在查詢大量資料時，不會對伺服器造成壓力。資料量不大時依舊推薦keys

2.利用Redis實現分散式鎖

首先了解什麼是分散式鎖。即控制分散式系統訪問共享資源的一種方式。

比如系統（或主機）A和B都需要訪問資源DataA時，當A先訪問到了DataA，這時候就需要分散式鎖來把B擋住，防止A和B彼此干擾，保證資料的一致性。

額外提一點就是，Redis命令的操作是原子性的，原子性在資料庫的事務中有體現，Redis的命令也是原子性的，要麼執行要麼不執行，不會出現一個命令執行到一半失敗了，但還是改變了資料的問題。

實現分散式鎖，需要解決一下幾個問題：

1.互斥性，即任意時刻只能有一個客戶端獲取鎖。

2.安全性，鎖只能有持有它的客戶端刪除，不能由其他客戶端刪除。

3.死鎖，即由於某些原因，一些客戶端出現問題不能及時釋放鎖，導致其他客戶端也不能獲取鎖。

4.容錯，當某些Redis節點出現問題時，客戶端也要能獲取到鎖。

我們可以用setnx實現鎖的功能。語法：setnx key value

僅當key不存在時，才會設定成功。成功返回1，否則返回0。

1.在對應的訪問資源的業務程式碼處，對指定的key設值，如果成功了，則代表沒有其他執行緒執行過這段程式碼，也就是沒有其他執行緒訪問這個資源。

如果設值失敗，就代表有其他執行緒佔用該資源，就一直等待，直到setnx成功。

2.還有個問題就是，這個key是長期有效的，所以還需要用到expire命令，語法：expire key seconds,seconds單位為秒，用以設定對應key的過期時間。

上面兩步似乎好像是實現了鎖的功能，但是缺陷也非常明顯，如果成功設值後，在我設定時間之前客戶端就出現問題了怎麼辦？用兩個命令實現一個功能有悖於Redis的原子性。

在Redis2.6.12版本開始，set有兩個引數，就是實現了以上兩個功能。雖然上面兩步分開的做法是錯的，但是思路是一樣的。

具體語法：set key value ex 10 nx。ex代表過期時間，這裡設定10秒過期，nx代表key是要唯一的，即一個命令實現了以上兩個步驟。

最後還有一個小問題，如果不同資源同時設定了鎖key，過期時間也是一樣的，到期後Redis同時刪除大量key時，難免會出現卡頓。

解決方法就是在設定過期值時加上隨機值。

3.利用Redis實現訊息佇列

訊息佇列，簡稱MQ，即訊息和佇列兩個單詞的首字母縮寫。常見的訊息佇列有RabbitMQ和RocketMQ等，利用Redis實現訊息佇列只是熟悉下其特點，實際當中一般會使用專門的訊息佇列中介軟體。

如果之前沒了解過訊息佇列，建議搜尋一下訊息佇列相關知識進行一下簡單的學習。

簡單地說，訊息佇列的作用就是接受客戶端的請求，然後對這些請求依次處理，一般應用請求量特別大時，比如秒殺搶購等。上面介紹資料型別時就說到了list一般用於訊息佇列。

看一下list的常見操作，雖然叫做列表，但其特點和資料結構的佇列基本一模一樣。所以在用Redis實現訊息佇列時，首先肯定會想到list。

1.利用list的話，彷彿使用rpush生產訊息，lpop消費訊息就行了。但是有一個小問題，lpop不會等待rpush的，當rpush還沒來得及生成資料時，這時lpop會直接返回null的。

2.既然要等待rpush生成資料，難免又會想到一個命令blpop,其語法為：blpop key seconds。和lpop功能一樣，但是會等待指定的時間，這段時間內rpush如果生成資料的話，blpop會及時返回。

3.但是blpop的缺點也很明顯，當然這個缺點也存在於lpop當中，就是blpop執行完後，代表出隊，rpush生成的這條訊息就沒了，而訊息佇列中有的需求是需要多個消費者去接收的。

這時候就可以用上Redis的訂閱者模式，Redis客戶端可以訂閱任意數量的頻道(Topic)

在Redis當中用subscribe命令訂閱一個頻道，語法subscribe topic，topic就是自定義的頻道名稱，注意是topic不是key，不需要事先定義，直接訂閱就行了。

然後用publish生產訊息，語法publish topic value,topic就是你想釋出到哪個頻道，value就是資料內容，而訂閱了這個頻道的所有消費者都會接收到訊息。注意是及時收到，不需要你再去手動用命令獲取。

訂閱者模式，的確解決了以上兩種方法的缺點，但是其缺陷也很明顯，就是隻有處於訂閱者模式，也就是監聽狀態下，消費者才會接受到生產者的訊息，也就是及時傳送及時接收的，一旦Redis客戶端下線，就永遠不會接收到這個訊息了。

這就回到了前面說到的一句話，實際當中會使用專門的訊息佇列中介軟體來說實現這些功能，以上三種方法或多或少可以實現訊息佇列的功能，但是缺陷也非常明顯。

4.Redis如何做持久化

Redis是基於記憶體當中的，那麼肯定就會有疑問了，當我關閉主機或者關閉了Redis，那Redis的資料是不是就全沒了。

持久化的作用就是，把Redis的資料儲存到磁碟當中，以免Redis的資料丟失。

Redis有兩種持久化機制，預設的一種是RDB,另一種是AOF。

1.RDB(快照)持久化會在某個時間點儲存全量的資料，快照即針對記憶體進行的快速讀取技術。而這個時間點可以由我們的實際業務進行時間策略配置。

RDB會按照時間週期策略對資料以快照的方式儲存到磁盤裡，併產生一個dump.rdb的二進位制檔案。我們可以在redis.conf配置檔案中save引數檢視和配置時間策略。

dump.rdb檔案是如何建立的呢？rdb檔案可以通過兩個命令建立，一個是save,一個是bgsave。要注意這裡的save是redis命令，上面提到的save是配置檔案裡面的引數。

save命令會阻塞Redis伺服器程序，直到rdb檔案建立完成，一般很少使用。

bgsave命令會fork出一個子程序來建立rdb檔案，不會阻塞伺服器程序。fork即建立一個與父程序幾乎一樣的子程序。

bgsave的基本原理：當我們使用bgsave命令時，首先會檢查是否存在RDB/AOF子程序正在進行，有的話就返回錯誤，即當我們第一次執行了bgsave，在執行完之前其他的bgsave會被拒絕執行。

如果沒有正在進行的子程序，就會呼叫redis原始碼裡面的rdbSaveBackground這個方法，然後利用fork建立一個子程序。

RDB的缺點：

　　1.1.前面提到，在某個時間點會進行全量資料儲存，資料量大的話由於I/O而嚴重影響到效能。

　　1.2.由於RDB是根據配置檔案裡面的時間策略進行儲存的，如果發生意外情況，那麼上次儲存到當前時間段內的資料會發生丟失。

2.AOF(Append-Only-File)持久化會以追加的方式（append）儲存除了查詢指令以外所有變更的資料，其預設的檔名稱為appendonly.aof。

AOF持久化預設是關閉的，我們可以在配置檔案當中找到appendonly引數，把它的引數內容改為yes。

前面說到AOF檔案會記錄所有非查詢的所有指令，最後肯定難以避免檔案不斷增大的問題，最主要的問題是記錄的很多資料是不必要的。

比如迴圈更新一個數100次，AOF會記錄這100個過程，而我們只需要最終結果就行了。

所以，Redis提供了一個日誌重寫的功能解決檔案不斷增大的問題，可以用BGREWRITEAOF命令手動執行。日誌重寫在服務不中斷的情況下也能執行，其基本原理如下：

1.使用fork建立一個子程序。2.子程序把新的AOF寫道一個臨時檔案裡，並不會依賴現有的AOF檔案，只需要讀取記憶體中的資料。這裡就優化了很多不必要的資料。

3.主程序這時候會依舊將新的變動寫到記憶體裡，也會寫到現有的AOF檔案裡，即使子程序重寫失敗，資料也不會丟失。4.主程序獲取到子程序AOF重寫完成的訊號後，會把新的變動追加到新的AOF檔案裡。

5.最後使用新的AOF檔案替換掉原來的AOF檔案。

如果啟用了AOF持久化，Redis啟動時會先檢查AOF檔案是否存在，如果存在就直接載入AOF檔案，如果不存在就檢查RDB檔案是否存在，如果存在就載入，不存在就直接啟動Redis。

在Redis4.0之後，推出了RDB-AOF混合持久化方式並作為預設方式，RDB全量儲存，AOF增量儲存，集成了它們各自的優點。

5.SpringBoot整合Redis

首先在依賴項裡面新增redis啟動器

spring-boot-starter-data-redis

然後在配置檔案裡面進行相關的配置，更多的配置可以看RedisProperties.java原始碼檢視。

spring.redis.host=127.0.0.1    #redis地址
spring.redis.port=6379    #redis服務埠號

 最後注入相關的類

//操作的是複雜型別，比如各種實體類
@Autowired
RedisTemplate redisTemplate

//操作的是字串
@Autowired
StringRedisTemplate stringRedisTemplate

SpringBoot框架下對Redis的操作不像Jedis那樣可以直接使用原生的Redis命令，具體的API大家可以自行搜尋相關的文件。

不過推薦使用一些SpringBoot的Redis工具類，工具類會對RedisTemplate和StringRedisTemplate的方法進行封裝，而封裝後的方法名和Redis原生命令是一樣