Redis入门

redis入门 1.Redis简介 随着互联网尤其是Web2.0技术的迅猛发展,每个网民都成为信息发布者和消费者。Web服务器中的数据存储量呈爆炸增长趋势,而单位时间内Web服务器接收的访问请求也在逐步增加。这对后台数据库处理大规模数据和应对高并发访问的能力,提出越来越高的要求。传统的关系数据库由于其固有缺陷难以有效支持新型Web应用。 NoSQL数据库作为一类新型非关系数据库,具有高性能、高效存储、高可用性和高可扩展性等诸多优势。它结构简单,读写效率高,支持服务器集群,能够处理海量数据,可以应对高并发访问。NoSQL数据库打破了关系数据库的垄断局面,被广泛应用于各种大型Web 应用。目前,NoSQL数据库有大量商业实现,如:Google的BigTable,Amazon的Dynamo 等等。除此之外,NoSQL数据库也有一些开源实现,如:redis,Memcached,HBase等等。 Redis是一种开源的基于Key-Value的轻量级NoSQL数据库。该项目使用BSD授权协议,由Salvatore Sanfilippo于2009年发起,最新的稳定版本为2.4.0。Redis 用C语言编写而成,源代码仅4万行左右,编译后二进制文件不到1M,能够方便地嵌入到各种应用环境。麻雀虽小,五脏俱全。Redis除支持基本的针对Key-Value的Get/Set 操作外,还具备若干实用的新特性。 Redis中的Value不仅能够存储String类型,还能存储List,Set,Sorted Set 和Hash四种常见的数据结构,并提供针对这些数据结构的操作原语,这为开发人员提供了极大便利,能够有效减少网络数据传输量。Redis也被称为“数据结构服务器”。 Redis支持Master/Slave集群。集群中有一台Master服务器,其下可以挂载若干Slave服务器,而Slave服务器下还可挂载若干Slave服务器,每个Slave服务器都是Master服务器的镜像。读操作可以负载均衡到各个服务器上并行执行。写操作则先阻塞各Slave服务器,然后在Master服务器上执行,最后把修改传播到各Slave服务器并解除阻塞。 Redis支持内存数据持久化。它能够把内存中存储的数据按照一定策略写入硬盘文件,并通过读取硬盘文件重建内存数据。这能够在一定程度上缓解服务器崩溃导致的数据丢失问题。Redis支持Snapshotting和AOF两种持久化方法:前者能够导出完整镜像文件,相当于完全备份;后者则在日志文件中记录每个写操作,相当于增量备份。 Redis实现了独立于操作系统的Virtual Memory管理系统,能优化系统运行效率。Redis还支持Pipelining批处理,能提高系统吞吐量。 Redis的诸多优点吸引了大批开发人员,它被广泛地应用于各种NoSQL数据库适用的场合,譬如程序员问答社区StackOverFlow就使用Redis作为缓存服务器。 下面将详细介绍Redis的安装和使用方法。 2.Redis安装配置 a)Redis安装 Redis目前最新的稳定版本是2.4.0。可以访问redis.io获得Redis源代码包,然后运行如下命令进行安装: >cd /opt/ >cp ($DOWNLOAD_DIR)/redis-2.4.0.tar.gz ./ >tar -xvf Redis-2.4.0.tar.gz >cd redis-2.4.0/ >make >make test >make install 运行如下命令开启Redis Server: >redis-server 运行如下命令开启Redis Client: >redis-cli b)Redis配置 Redis Server启动时使用默认配置,也可运行如下命令使用自定义配置文件: >redis-server ($CONF_PATH)/(CONF_FILE) 下面介绍Redis Server的常用配置选项: bind 设置Redis Server绑定的IP。默认为127.0.0.1。 port 设置Redis Server绑定的端口。默认为6379。 slaveof 设置Redis Server为Slave服务器,从属于参数指定的服务器(Master或Slave)。默认为Master服务器。 save 设置Snapshotting持久化策略,如果在Second秒时间内,有不少于Change个写操作,则将内存数据同步到硬盘。默认关闭Snapshotting持久化。 appendonly 设置AOF持久化策略,将每个写操作记录在日志文件中。默认关闭AOF持久化。 appendfsync 设置AOF持久化策略的同步方式,always表示每执行一个写操作即写入日志文件, everysec表示每隔一秒将累积的写操作写入日志文件,no表示由操作系统决定何时将累积的写操作写入日志文件。默认为no。 maxclients 设置最大连接数为Number。默认为无限制。 maxmemory 设置最大内存占用为Byte个字节。默认为无限制。 3.redis常用命令 Redis提供了基于命令行的Client工具,运行如下命令连接到默认的 Server(127.0.0.1:6379): >redis-cli 也可使用如下命令连接到指定的Server: >Redis-cli -h -p 下面按数据类型分类介绍Redis的常用命令: a)String类命令 >SET StrKey StrValue //设置StrKey对应的String值为StrValue OK >GET StrKey //查询StrKey对应的String值 "StrValue" >APPEND StrKey BlaBla //将BlaBla追加到StrKey对应的String值(integer) 14 >GET StrKey //查询StrKey对应的String值 "StrValueBlaBla" >SET AnotherStrKey 9 //设置AnotherStrKey对应的String值为9 OK >INCR AnotherStrKey//将AnotherStrKey对应的String值加1 (integer 1) >GET AnotherStrKey//查询AnotherStrKey对应的String值 "10" b)List类命令 >LPUSH ListKey A //在ListKey对应的List左侧插入A (integer 1) >LPUSH ListKey B //在ListKey对应的List左侧插入B >RPUSH ListKey C //在ListKey对应的List右侧插入C (integer 3) >RPUSH ListKey D //在ListKey对应的List右侧插入D (integer 4) >LRANGE ListKey 0 3 //查询ListKey对应的List的0~3位的值 1)"B" 2)"A" 3)"C" 4)"D" >LPOP ListKey //在ListKey对应的List左侧删除值"B" >LRANGE ListKey 0 2 //查询ListKey对应的List的0~2位的值 1)"A" 2)"C" 3)"D" >RPOP ListKey //在ListKey对应的List右侧删除值"D" >LRANGE ListKey 0 1 //查询ListKey对应的List的0~1位的值 1) "A" 2) "C" c)Set类命令 >SADD SetKey 1//在SetKey对应的Set中插入1 (integer 1) >SADD SetKey 2//在SetKey对应的Set中插入2 (integer 1) >SMEMBERS SetKey//查询SetKey对应的Set中的所有值 1)"1" 2)"2" >SADD AnotherSetKey 1//在AnotherSetKey对应的Set中插入1 >SADD AnotherSetKey 3//在AnotherSetKey对应的Set中插入3 (integer 1) >SMEMBERS AnotherSetKey//查询AnotherSetKey对应的Set中的所有值 1)"1" 2)"3" >SDIFF SetKey AnotherSetKey//计算SetKey和AnotherSetKey的差集1)"2" >SINTER SetKey AnotherSetKey//计算SetKey和AnotherSetKey的交集1)"1" >SUNION SetKey AnotherSetKey//计算SetKey和AnotherSetKey的并集 1)"1" 2)"2" 3)"3" d)SortedSet类命令 >ZADD SSKey 4 Fourth //在SSKey中插入Fourth,优先级为4 (integer 1) >ZADD SSKey 3 Third //在SSKey中插入Third,优先级为3 (integer 1) >ZADD SSKey 2 Second //在SSKey中插入Second,优先级为2 (integer 1) >ZADD SSKey 1 First //在SSKey中插入First,优先级为1 (integer 1) >ZRANGE SSKey 0 3 //查询SSKey的0~3位的值 1)"First" 2)"Second" 3)"Third" 4)"Fourth" e)Hash类命令 >HSET HashKey ID 1 //设置HashKey中字段ID的值为1 (integer 1) >HSET HashKey Name Jack //设置HashKey中字段Name的值为Jack (integer 1) >HSET HashKey Age 25 //设置HashKey中字段Age的值为25 (integer 1) >HGET HashKey Name //查询HashKey中字段Name的值 "Jack" >HGETALL HashKey //查询HashKey中的所有字段及其对应的值 1)"ID" 2)"1" 3)"Name" 4)"Jack" 5)"Age" 6)"25" 4.redis Client API 由于Redis使用的协议比较简单,已经开发出大量的Redis Client API库,支持几乎所有的主流开发语言,如:hiredis(C),ServiceStack.Redis(C#), Jedis(Java),Predis(PHP),redis-py(Python),redis-rb(Ruby)等等。事实上,Redis自带的Client工具redis-cli就是利用hiredis写成。下面将用一个完整的示例程序简要介绍hiredis的使用: #include "hiredis.h" #include #include int main() { int i; redisContext *context = NULL; redisReply *reply = NULL; char *ipStr = "192.168.1.1"; unsigned int portNum = 6379; //Connect to redis server context = redisConnect(ipStr, portNum); if(context->err) { printf("Connection Failed!\n"); exit(1); } //Execute "SET a aaa" reply = redisCommand(context, "SET %s %s", "a", "aaa"); freeReplyObject(reply); //Execute "GET a" reply = RedisCommand(context, "GET %s", "a"); printf("\"%s\"\n", reply->str); freeReplyObject(reply); //Execute "LPUSH b 1", "LPUSH b 2" and "LPUSH b 3" for(i=1 ; i<=3 ; i++) { reply = redisCommand(context, "LPUSH %s %d", "b", i); freeReplyObject(reply); } //Execute "LRANGE b 0 2" reply = redisCommand(context, "LRANGE %s %d %d", "b", 0, 2); for(i=0 ; ielements ; i++) printf("%d) \"%s\"\n", i+1, reply->element[i]->str); freeReplyObject(reply); return 0; } 该程序首先调用redisConnect函数,创建一个到192.168.1.1:6379的Redis Server的连接。这个函数的第一个参数是服务器的IP地址,第二个参数是服务器的端口号。连接的上下文信息保存在context指针指向的redisContext结构体中,如果连接失败则打印提示信息并退出。 然后调用redisCommand函数,执行各种Redis命令。这个函数的第一个参数是一个指向redisContext结构体的指针,第二个参数是表示Redis命令的字符串模板,最后是变长参数列表用来表示模板中的填充值。Redis命令的执行结果保存在reply指针指向的redisReply结构体中。 接着分析redisReply结构体中保存的信息。通常Redis命令可以有一个或者多个返回值。当只有一个返回值时,信息存储在str字段中,这是一个字符指针;当有多个返回值时,返回值的数目存储在elements字段中,而具体信息存储在element字段中,这是一个指向redisReply结构体指针的指针,element[i]为指向第i个返回值对应的redisReply结构体的指针。 最后调用freeReplyObject函数,释放reply指针指向的redisReply结构体以及该结构体下属的内存资源,防止出现内存泄露的情况。 编译并运行这段程序,得到如下输出: "aaa" 1)"3" 2)"2" 3)"1" 5.

总结

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本文首先分析了NoSQL数据库相对于传统的关系数据库的优势,介绍了一种开源的基于Key-Value的轻量级NoSQL数据库Redis的概况,列举了Redis的各种实用特性:支持大量的数据类型及其操作,支持Master/Slave架构的集群,支持内存数据持久化。然后描述了Redis安装和配置的详细步骤,包括:源代码的下载和编译;服务器的常规配置、集群配置和持久化配置。接着分门别类地介绍针对String,List,Set,SortedSet 和Hash类型的Redis常用命令。最后介绍Redis Client API,并用一个示例程序详细讲解C语言库hiredis的使用。 至此,我们已经学会了Redis的入门知识。如果您对Redis感兴趣,希望进行更加深入的了解,您可以访问下列资源或者利用搜索引擎获取相关信息。您也可以在自己的项目中使用Redis,通过实战更好地掌握Redis。此外,由于Redis是一个高速发展中的开源项目,您还可以建议Redis作者开发新特性甚至贡献自己的代码。 您还在等什么呢? 赶快来开发自己的Redis应用吧!!! 参考资料 Redis官方网站 Redis命令手册 Redis Client API列表。列出了各种语言的开发库以及相应的下载地址。 Redis在线教程。它提供基于Web的Redis体验,使您无需安装即可使用Redis。您可以跟着教程逐步熟悉各种Redis命令。 作者简介 刘华晖,IBM CSTL 软件工程师,liuhhsh@cn.ibm.com。 注: 本文“黑色”部分为正文或注释,“绿色”部分为输入(命令、配置或源代码),“蓝色”部分为输出(命令或程序的执行结果)。