1 什么是Redis

    Redis 是 C 语言开发的一个开源的（高性能键值对（key-value）的内存数据库，可以用作数据库、缓存、消息中间件等。它是一种 NoSQL（not-only sql，泛指非关系型数据库）的数据库。性能优秀，数据在内存中，读写速度非常快。单进程单线程，是线程安全的。丰富的数据类型，支持字符串（strings）、散列（hashes）、列表（lists）、集合（sets）、有序集合（sorted sets）等。支持数据持久化。可以将内存中数据保存在磁盘中，重启时加载。主从复制，哨兵，高可用。可以用作分布式锁。可以作为消息中间件使用，支持发布订阅。
Redis 是单线程的！
1、误区1：高性能的服务器一定是多线程的？
2、误区2：多线程（CPU上下文会切换！）一定比单线程效率高！ 先去CPU>内存>硬盘的速度要有所了解！
为什么Redis是单线程的速度还那么快？
1 Redis是将所有的数据全部放在内存中的，所以说使用单线程去操作效率就是高的；
2 当多线程的时候要有线程切换的问题，同时要考虑线程安全问题，这些都是耗时的。

2 Redis 能为我们做什么？

    1 缓存，毫无疑问这是Redis当今最为人熟知的使用场景。再提升服务器性能方面非常有效；
2排行榜，如果使用传统的关系型数据库来做这个事儿，非常的麻烦，而利用Redis的SortSet数据结构能够非常方便搞定；
3计算器/限速器，利用Redis中原子性的自增操作，我们可以统计类似用户点赞数、用户访问数等，这类操作如果用MySQL，频繁的读写会带来相当大的压力；限速器比较典型的使用场景是限制某个用户访问某个API的频率，常用的有抢购时，防止用户疯狂点击带来不必要的压力；
4 好友关系，利用集合的一些命令，比如求交集、并集、差集等。可以方便搞定一些共同好友、共同爱好之类的功能；
5 简单消息队列、消息中间键，除了Redis自身的发布/订阅模式，我们也可以利用List来实现一个队列机制，比如：到货通知、邮件发送之类的需求，不需要高可靠，但是会带来非常大的DB压力，完全可以用List来完成异步解耦；
6 持久化RDB AOF；
7 分布式锁；

3 五种基本数据类型

    Redis的键值可以使用物种数据类型：字符串，散列表，列表，集合，有序集合。本文详细介绍这五种数据类型的使用方法。
字符串类型
字符串是Redis中最基本的数据类型，它能够存储任何类型的字符串，包含二进制数据。可以用于存储邮箱，JSON化的对象，甚至是一张图片，一个字符串允许存储的最大容量为512MB。字符串是其他四种类型的基础，与其他几种类型的区别从本质上来说只是组织字符串的方式不同而已。
基本命令
字符串操作：

SET 赋值，用法： SET key value
GET 取值，用法： GET key
INCR 递增数字，仅仅对数字类型的键有用，相当于Java的i++运算，用法： INCR key
INCRBY 增加指定的数字，仅仅对数字类型的键有用，相当于Java的i+=3，用法：INCRBY key increment，意思是key自增increment，increment可以为负数，表示减少。
DECR 递减数字，仅仅对数字类型的键有用，相当于Java的i–，用法：DECR key
DECRBY 减少指定的数字，仅仅对数字类型的键有用，相当于Java的i-=3，用法：DECRBY key decrement，意思是key自减decrement，decrement可以为正数，表示增加。
INCRBYFLOAT 增加指定浮点数，仅仅对数字类型的键有用，用法：INCRBYFLOAT key increment
APPEND 向尾部追加值，相当于Java中的”hello”.append(“ world”)，用法：APPEND key value
STRLEN 获取字符串长度，用法：STRLEN key
MSET 同时设置多个key的值，用法：MSET key1 value1 [key2 value2 ...]
MGET 同时获取多个key的值，用法：MGET key1 [key2 ...]

散列类型

    散列类型相当于Java中的HashMap，他的值是一个字典，保存很多key，value对，每对key，value的值个键都是字符串类型，换句话说，散列类型不能嵌套其他数据类型。一个散列类型键最多可以包含2的32次方-1个字段。
基本命令：

HSET 赋值，用法：HSET key field value
HMSET 一次赋值多个字段，用法：HMSET key field1 value1 [field2 values]
HGET 取值，用法：HSET key field
HMGET 一次取多个字段的值，用法：HMSET key field1 [field2]
HGETALL 一次取所有字段的值，用法：HGETALL key
HEXISTS 判断字段是否存在，用法：HEXISTS key field
HSETNX 当字段不存在时赋值，用法：HSETNX key field value
HINCRBY 增加数字，仅对数字类型的值有用，用法：HINCRBY key field increment
HDEL 删除字段，用法：HDEL key field
HKEYS 获取所有字段名，用法：HKEYS key
HVALS 获取所有字段值，用法：HVALS key
HLEN 获取字段数量，用法：HLEN key

列表类型

    列表类型(list)用于存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向队列两端添加元素或者获得列表的某一片段。列表内部使用的是双向链表（double linked list）实现的，所以向列表两端添加元素的时间复杂度是O(1),获取越接近列表两端的元素的速度越快。但是缺点是使用列表通过索引访问元素的效率太低（需要从端点开始遍历元素）。所以列表的使用场景一般如：朋友圈新鲜事，只关心最新的一些内容。借助列表类型，Redis还可以作为消息队列使用。
基本命令

LPUSH 向列表左端添加元素，用法：LPUSH key value
RPUSH 向列表右端添加元素，用法：RPUSH key value
LPOP 从列表左端弹出元素，用法：LPOP key
RPOP 从列表右端弹出元素，用法：RPOP key
LLEN 获取列表中元素个数，用法：LLEN key
LRANGE 获取列表中某一片段的元素，用法：LRANGE key start stop，index从0开始，-1表示最后一个元素
LREM 删除列表中指定的值，用法：LREM key count value，删除列表中前count个值为value的元素，当count>0时从左边开始数，count<0时从右边开始数，count=0时会删除所有值为value的元素
LINDEX 获取指定索引的元素值，用法：LINDEX key index
LSET 设置指定索引的元素值，用法：LSET key index value
LTRIM 只保留列表指定片段，用法：LTRIM key start stop，包含start和stop
LINSERT 像列表中插入元素，用法：LINSERT key BEFORE|AFTER privot value，从左边开始寻找值为privot的第一个元素，然后根据第二个参数是BEFORE还是AFTER决定在该元素的前面还是后面插入value
RPOPLPUSH 将元素从一个列表转义到另一个列表，用法：RPOPLPUSH source destination

集合类型

    集合在概念在高中课本就学过，集合中每个元素都是不同的，集合中的元素个数最多为2的32次方-1个，集合中的元素师没有顺序的。
基本命令

SADD 添加元素，用法：SADD key value1 [value2 value3 ...]
SREM 删除元素，用法：SREM key value2 [value2 value3 ...]
SMEMBERS 获得集合中所有元素，用法：SMEMBERS key
SISMEMBER 判断元素是否在集合中，用法：SISMEMBER key value
SDIFF 对集合做差集运算，用法：SDIFF key1 key2 [key3 ...]，先计算key1和key2的差集，然后再用结果与key3做差集
SINTER 对集合做交集运算，用法：SINTER key1 key2 [key3 ...]
SUNION 对集合做并集运算，用法：SUNION key1 key2 [key3 ...]
SCARD 获得集合中元素的个数，用法：SCARD key
SDIFFSTORE 对集合做差集并将结果存储，用法：SDIFFSTORE destination key1 key2 [key3 ...]
SINTERSTORE 对集合做交集运算并将结果存储，用法：SINTERSTORE destination key1 key2 [key3 ...]
SUNIONSTORE 对集合做并集运算并将结果存储，用法：SUNIONSTORE destination key1 key2 [key3 ...]
SRANDMEMBER 随机获取集合中的元素，用法：SRANDMEMBER key [count]，当count>0时，会随机中集合中获取count个不重复的元素，当count<0时，随机中集合中获取|count|和可能重复的元素。
SPOP 从集合中随机弹出一个元素，用法：SPOP key

有序集合类型

    有序集合类型与集合类型的区别就是他是有序的。有序集合是在集合的基础上为每一个元素关联一个分数，这就让有序集合不仅支持插入，删除，判断元素是否存在等操作外，还支持获取分数最高/最低的前N个元素。有序集合中的每个元素是不同的，但是分数却可以相同。有序集合使用散列表和跳跃表实现，即使读取位于中间部分的数据也很快，时间复杂度为O(log(N))，有序集合比列表更费内存。
基本命令

ZADD 添加元素，用法：ZADD key score1 value1 [score2 value2 score3 value3 ...]
ZSCORE 获取元素的分数，用法：ZSCORE key value
ZRANGE 获取排名在某个范围的元素，用法：ZRANGE key start stop [WITHSCORE]，按照元素从小到大的顺序排序，从0开始编号，包含start和stop对应的元素，WITHSCORE选项表示是否返回元素分数
ZREVRANGE 获取排名在某个范围的元素，用法：ZREVRANGE key start stop [WITHSCORE]，和上一个命令用法一样，只是这个倒序排序的。
ZRANGEBYSCORE 获取指定分数范围内的元素，用法：ZRANGEBYSCORE key min max，包含min和max，(min表示不包含min，(max表示不包含max，+inf表示无穷大
ZINCRBY 增加某个元素的分数，用法：ZINCRBY key increment value
ZCARD 获取集合中元素的个数，用法：ZCARD key
ZCOUNT 获取指定分数范围内的元素个数，用法：ZCOUNT key min max，min和max的用法和5中的一样
ZREM 删除一个或多个元素，用法：ZREM key value1 [value2 ...]
ZREMRANGEBYRANK 按照排名范围删除元素，用法：ZREMRANGEBYRANK key start stop
ZREMRANGEBYSCORE 按照分数范围删除元素，用法：ZREMRANGEBYSCORE key min max，min和max的用法和4中的一样
ZRANK 获取正序排序的元素的排名，用法：ZRANK key value
ZREVRANK 获取逆序排序的元素的排名，用法：ZREVRANK key value
ZINTERSTORE 计算有序集合的交集并存储结果，用法：ZINTERSTORE destination numbers key1 key2 [key3 key4 ...] WEIGHTS weight1 weight2 [weight3 weight4 ...] AGGREGATE SUM | MIN | MAX，numbers表示参加运算的集合个数，weight表示权重，aggregate表示结果取值
ZUNIONSTORE 计算有序几个的并集并存储结果，用法和14一样，不再赘述。

4 Redis事务管理

    Redis 事务本质：一组命令的集合！ 一个事务中的所有命令都会被序列化，在事务执行过程的中，会按照顺序执行！
Redis事务没有没有隔离级别的概念！所有的命令在事务中，并没有直接被执行！只有发起执行命令的时候才会执行！ Redis单条命令式保存原子性的，但是事务不保证原子性！ 编译型异常（代码有问题！ 命令有错！） ，事务中所有的命令都不会被执行；运行时异常（1/0）， 那么执行命令的时候，其他命令是可以正常执行 的，错误命令抛出异常！
常见的运行时异常：
ClassCastException(类转换异常)
IndexOutOfBoundsException(数组越界异常)
NullPointerException(空指针异常)
ArrayStoreException(数据存储异常，操作数组时类型不一致)
BufferOverflowException(还有IO操作的,缓冲溢出异常)
除零异常
redis的事务：
开启事务（multi） 命令入队（…） 执行事务（exec）
也可以对事务实施放弃：Discard
正常执行的代码：

127.0.0.1:6379> multi    # 开启事务 OK # 命令入队 127.0.0.1:6379>
set k1 v1
QUEUED 
127.0.0.1:6379> set k2 v2 
QUEUED 
127.0.0.1:6379> get k2 
QUEUED 
127.0.0.1:6379> set k3 v3 
QUEUED 
127.0.0.1:6379> exec  # 执行事务1) OK 2) OK 3) "v2"4) OK

5 Redis实现乐观锁

    基于redis的事务机制以及watch指令（CAS）实现乐观锁的过程。所谓乐观锁，就是利用版本号比较机制，只是在读数据的时候，将读到的数据的版本号一起读出来，当对数据的操作结束后，准备写数据的时候，再进行一次数据版本号的比较，若版本号没有变化，即认为数据是一致的，没有更改，可以直接写入，若版本号有变化，则认为数据被更新，不能写入，防止脏写。下面，看看如何基于redis实现乐观锁。首先，看看redis的事务，涉及到的指令，主要有multi，exec，discard。而实现乐观锁的指令，在事务基础上，主要是watch指令，以及unwatch指令，unwatch通常可以不用！
1.multi，开启Redis的事务，置客户端为事务态。
2.exec，提交事务，执行从multi到此命令前的命令队列，置客户端为非事务态。
3.discard，取消事务，置客户端为非事务态。
4.watch,监视键值对，作用时如果事务提交exec时发现监视的监视对发生变化，事务将被取消。

6 SpringBoot集成Redis

    结合项目进行补充；

7 持久化AOF和RDB

    redis是一个高性能的内存数据库，所以可以理解redis的数据都存储在内存中，但如果仅仅存储在内存中，当发生一些意外情况，redis挂了，进程没了，存放在内存中的数据全部都没了，那怎么办?redis的设计者肯定不会有这么大的纰漏，redis有它自己的持久化机制，就是把数据落入磁盘。生产环境中会把磁盘上的数据放入像阿里云ODPS等云存储服务上做一个备份，当redis整个机器挂掉或者损坏，那么我们就可以在另一个机器上启动redis，把备份数据文件拷贝到机器的磁盘上，当redis启动的时候，就会去磁盘上读取数据。Redis提供了AOF和RDB两种机制进行持久化操作。
RDB原理
RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。什么是快照呢，你可以理解成把当前时刻的数据拍成一张照片保存下来。RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘。也是默认的持久化方式，这种方式是就是将内存中数据以快照的方式写入到二进制文件中,默认的文件名为dump.rdb。Redis会单独创建（fork）一个子进程来进行持久化，会先将数据写入到一个临时文件中，待持久化过程 都结束了，再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。整个过程中，主进程是不进行任何IO操作的。 这就确保了极高的性能。如果需要进行大规模数据的恢复，且对于数据恢复的完整性不是非常敏感，那 RDB方式要比AOF方式更加的高效。RDB的缺点是后一次持久化后的数据可能丢失。我们默认的就是 RDB，一般情况下不需要修改这个配置！

RDB触发条件
1 save：这里是用来配置触发 Redis的 RDB 持久化条件，也就是什么时候将内存中的数据保存到硬盘。比如“save m n”。表示m秒内数据集存在n次修改时，自动触发bgsave。
2、执行 flushall 命令，也会触发我们的rdb规则！
3、退出redis，也会产生 rdb 文件！
RDB持久化机制的优点：
（1）RDB会生成多个数据文件，每个数据文件都代表了某个时刻redis的数据，这种多个数据文件的方式，非常适合做冷备，可以将这些数据文件发送到远程的云服务存储上做一个备份；
（2.）RDB对redis对外提供的读写服务影响很小，可以让redis保持高性能，redis主进程只需要fork一个子进程，让子进程执行磁盘IO操作来进行RDB持久化.PS：RDB只会在一定的时间进行磁盘操作，而AOF每次都会写文件，相比较，RDB要快一点；
（3）基于RDB数据文件来重启和恢复redis进程，更加快速；
RDB持久化机制的缺点：
（1）由于RDB是每隔一段时间生成一份数据文件，所以当redis实例发生故障的时候，最大程度上会损失间隔时间内的数据；
（2）RDB每次fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候，如果数据文件特别大，可能会导致对客户端提供的服务暂停数毫秒，甚至数秒；
AOF
Append Only File，AOF会保存服务器执行的所有写操作到日志文件中，在服务重启以后，会执行这些命令来恢复数据。日志文件默认为appendonly.aof，Redis以Redis协议格式将命令保存至aof日志文件末尾，aof文件还会被重写，使aof文件的体积不会大于保存数据集状态所需要的实际大小,默认情况下，aof没有被开启。需要在redis.conf开启

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参考文献1：Redis五种基本数据类型介绍