【数据库】非关系型数据库——Redis（基础）

一、什么是 Redis

        Redis 存储数据的格式都为 key-value 键值对的形式，将数据存储在内存中，以提高快速的读写访问速度，性能高。而在存储对象时，一样平常不会将其属性拆分为一个一个的键值对去存储，而是将其中的字段组合为一个 json 字符串去存储。
        其结构与普通的 MySQL 关系型数据库有很大的差别，所以被称为 NoSql 数据库（非关系型数据库）。其中还有很多不同结构的如：文档类型（MongoDB）、列类型（HBase）、图（Graph）类型（Neo4j）等。
SQL：

• 结构化：对于表内的字段进行束缚，如非空，长度束缚等等。
  
• 关联的：表与表之间可以通过外键建立关系。可以减少重复从而存储空间。
  
• SQL 查询：查询语句的语法是固定的，不同种类的关系型数据库的语法一致。
  
• 事务：所有的关系型数据库都满足 ACID 特性。
  

NoSQL：

• 非结构化：对于 key 和 value 的束缚较小，字段束缚疏松。
  
• 非关联的：通过 json 文档嵌套的方式实现数据的关联，没有表与表之间的外键关系，所以黑白关联的。但数据可能重复。
  
• 非SQL：查询的语法相对简朴，但是各种数据库的语法不同，需要反复学习。
  
• 无事务：无法满足事务的强一致性或只能根本一致，无法全部满足，根本满足（BASE）。
  

        Redis 的特征：键值型支持多种不同的数据结构；单线程，每个命令都具备原子性；存储在内存中，低延迟，速度快；支持数据持久化，定期将数据持久化到磁盘中；支持主从/分片集群；支持多语言客户端（Java、C 等）。
        启动乐成 Redis 后，会体现此界面，这种默认的启动方式为前台启动，想要后台启动，就需要去修改 Redis 的设置文件来实现。

        在设置文件中，bind 指 Redis 监听的地点，默认是 127.0.0.1，表示只能在当地访问，其他 IP 访问则会拒绝。修改成 0.0.0.0 则可以在任意 IP 下访问，在天生环境下不要如许设置。
   bind 127.0.0.1
          守护历程，默认值为no，更改成 yes 后即可后台运行。
   daemonize no
          Redis 的密码，在设置之后访问 Redis 就需要输入密码。
   requirepass 123456
          Redis 监听的端标语，默认为 6379
   port 6379
          工作目录，默认是当前目录。日记、持久化的等文件会保存在这个目录中。
   dir ./
          数据库的数目，默认为 16 个，编号 0~15。
   databases 16
          设置 Redis 能够利用的最大内存。
   maxmemory <bytes>
          日记文件，默认为空，即不记载日记。但我们可以指定日记文件名。它会产生在工作目录中。
   logfile ""
  
        操纵 Redis 的三种客户端分别为命令行客户端、图形化界面客户端、编程客户端三种方式操纵。
● 命令行客户端
        如在命令行客户端中，我们利用 AUTH 密码 进行登录后，可以 ping 通。

 ● 图形化界面客户端
        如我利用的下方的软件 Another Redis Desktop Manager 是一款开源的 Redis 可视化管理工具。

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二、Redis 通用命令

2.1 数据结构

        Redis 是一个 key-value 型的数据库，key 一样平常为 String 类型，但是 value 有多种类型：String、Hash、List、Set、SortedSet、GED、BitMap、HyperLog。其各内容形式如下：

类型	内容格式
String	Hello World
Hash	{name: "jack", age: 21}
List	[ A -> B -> C -> C ]
Set	{ A, B, C }
SortedSet	{ A:1, B:2, C:3 }
GED	{ A120.3, 30.5) }
BitMap	0110110101110101011
HyperLog	0110110101110101011

        其中比较常见的就是前五个类型，它们被称为根本类型，后三个被称为特殊类型。想要操纵这些不同的数据类型，就要学习不同的操纵语句。 
2.2 操纵命令

● 通用命令
   KEYS pattern
          查看符合模版的所有 key，其中的 pattren 为模版，可以为 * ，查找所有；或 a*，查找以 a 为开头的。进行模糊匹配，但如许查询的效率很低，所以在生产环境下不发起利用 KEYS 进行查询。
   DEL key [key ...]
          在 DEL 后可跟一个 key 来进行删除，也可指定多个 key 来进行删除，返回的数字表示删除的 key 的数目。
   EXISTS key
          判断 key 是否存在。
   EXPIRE key seconds
          给一个 key 设置有效期，到期时该 key 会被自动删除，seconds 单位为秒。为相识决内存利用过多的问题，节省内存的利用空间。
   TTL key
          查看一个 key 的有效期，单位：秒。

● String 类型操纵
        String 类型是 Redis 中最简朴的存储类型，但根据字符串格式的不同，又可以分为三类：

• string：普通字符串。
  
• int：整数类型，可以做自增、自减操纵。
  
• float：浮点类型，可以做自增、自减操纵。
  

        但不管是哪种类型，底层都是字节数组形式存储，只不外时编码方式不同。字符串的最大空间不能超过 512m。
操纵：
   ① SET key value
  ② MSET key value [key value ...]
  ① 添加或修改已经存在的一个 String 类型的键值对。修改就是将原有的键中的值覆盖掉。
② 批量添加多个 String 类型的键值。
   ③ GET key
  ④ MGET key [key ...]
  ③ 根据 key 获取 String 类型的 value。
④ 根据多个 key 获取多个 String 类型的 value。
   ⑤ INCR key
  ⑥ INCRBY key increment
  ⑦ INCRBYFLOAT key incremet
  ⑤ 让一个整形的 key 自增 1。
⑥ 让一个整形的 key 自增并指定其步长，如 ... age 2，就是让 age 的值自增 2。
⑦ 让一个浮点类型的 key 自增并指定步长。
   ⑧ SETNX key value  ==  SET key value NX
  ⑨ SETEX key seconds value
  ⑧ 添加一个 String 类型的键值对，前提是该 key 不存在，否则不执行。
⑨ 添加一个 String 类型的键值对，并且指定其有效期。

● Redis 中的层级结构
        在 Redis 中，并没有 MySQL 中 Table 的概念，想要区分不同类型的 key，如用户的 ID 和商品的ID，就需要我们规定层级结构来解决。如：
   项目名：业务名：类型：key
          之间利用 ：进行分隔。如果要存储一个对象，可以将其序列化为 JSON 字符串后进行存储。
        如执行此命令：set user:1 '{“id" : "1", "name" : "jack", "age": 21}' 后在图形化界面中会产生如下图所展示的效果：

● Hash 类型
        Hash 类型也被称为散列，其 value 是一个无序字典，类似于 Java 中的 HashMap 集合。因 String 结构存储对象序列化的 JSON 字符串是一个整体，想要修改其中单个的字段很不方便，所以就需要 Hash 结构，其将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段进行操纵。
操纵：
   ① HSET key field value
  ② HMSET key field value [key field value ...]
  ① 添加或修改已经存在的一个 Hash 类型 key 的 field 的值。
② 批量添加多个 Hash 类型 key 的 field 的值。
   ③ HGET key field
  ④ HMGET key field [key field ...]
  ③ 根据 key 获取 Hash 类型 key 的 field 的值。
④ 根据多个 key 获取多个 Hash 类型 key 的 field 的值。
   ⑤ HGETALL key
  ⑥ HKEYS key
  ⑦ HVALS key
  ⑤ 获取一个 hash 类型的 key 中的所有的 field 和 value。
⑥ 获取一个 hash 类型的 key 中的所有的 field。
⑦ 获取一个 hash 类型的 key 中的所有的 value。
   ⑧ HINCRBY key field incremet
  ⑨SETNX key value  ==  SET key value NX
  ⑧ 让一个 hash 类型 key 的字段的值自增（整型）并指定步长。
⑨ 添加一个 hash 类型的 key 的 field 的值，前提是该 field 不存在，否则不执行。

● List 类型
        Redis 中的 List 类型与 Java 中的 LinkedList 集合类似，可以看做是一个双向链表结构，既支持正向检索也支持反向检索。有序、元素可重复、插入删除快、查询速度一样平常。
        在保存一些对于顺序有要求的内容可以利用 List 类型来进行保存。
操纵：
   ① LPUSH key element ...
  ② RPUSH key element ...
  ① 向列表的左侧插入一个或多个元素。
② 向列表的右侧插入一个或多个元素。
   ③ LPOP key
  ④ RPOP key
  ③ 移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回 null。
④ 移除并返回列表右侧的第一个元素，没有则返回 null。
   ⑤ LRANGE key start stop
  ⑥ BLPOP/BRPOP key [key ...] timeout
  ⑤ 返回一段下标范围内的所有元素
⑥ 移除并返回列表左/右侧的第一个元素，但在没有元素时期待指定时间，不是直接返回 null。

● Set 类型
        Redis 中的 Set 结构与 Java 中的 HashSet 集合类似，可以看做是一个 value 为 null 的 HashMap。具备与HashSet 类似的特征。无序、元素不可重复、查找快、支持交集 并集 差集等功能。

• 单个集合操纵：
  

   ① SADD key member ...
  ② SREM key member ...
  ① 向 Set 中添加一个或多个元素。
② 移除 Set 中的指定元素。
   ③ SCARD key
  ④ SISMEMBER key member
  ⑤ SMEMBERS key
  ③ 返回 Set 中元素的数目。
④ 判断一个元素是否存在于 Set 中。
⑤ 返回一段下标范围内的所有元素

• 多个集合操纵：
  

   ① SINTER key1 key2 ...
  ② SDIFF key1 key2 ...
  ③ SUNION key1 key2 ...
  ① 求 key1 和 key2 的交集，并输出。
② 求 key1 和 key2 的差集，并输出。
③ 求 key1 和 key2 的并集，并输出。

● SortedSet 类型
        Redis 中的 SortedSet 结构是一个可排序的 Set 集合，与 Java 中的 TreeSet 集合类似，当底层数据结构存在差别。其中每一个元素都带有一个 score 属性，可以基于 score 对元素进行排序，底层由跳表加 hash 表实现。可排序、元素不重复、查询速度快。 

• 单个集合操纵：
  

   ① ZADD key score member ...
  ② ZREM key member ...
  ① 添加一个或多个元素到 sorted set，如果已存在则更新其 score 值。
② 删除 sorted set 中的一个指定元素。
   ③ ZSCORE key member
  ④ ZRANK key member
  ⑤ ZCARD key
  ​​​​​​⑥ ZCOUNT key min max
  ⑦ ZINCRBY key increment
  ⑧ ZRANDE key min max
  ⑨ ZRANDEBYSCORE key min max
  ③ 获取 sorted set 中的指定元素的 score 的值。
④ 获取 sorted set 中的指定元素的排名。
⑤ 获取 sorted set 中的元素个数。
⑥ 统计 score 值在给定范围内的所有元素的个数。
⑦ 让 sorted set 中指定元素自增指定步长。
⑧ 按照 score 排序后，获取指定排名范围内的元素。
​​​​⑨ 按照 score 排序后，获取指定 score 范围内的元素

• 多个集合操纵：
  

   ① ZDIFF、ZINTER、ZUNION
  ① 求差集、交集、并集
注：所有的排名默认都是升序排序，想要降序排序，需要在命令的字母 Z 后跟 REV 即可。
如：⑧ ZREVRANDE key min max 

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【完】

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