NoSQL数据库
NoSQL（Not Only SQL），即“不仅仅是SQL”，泛指非关系型的数据库
NoSQL不依赖业务逻辑方式存储，以简单的key-value模式存储，增加了数据库的扩展能力
特点
- 不遵循SQL标准
- 不支持ACID
- 远超于SQL的性能
NoSQL适用场景
- 对数据高并发的读写
- 海量数据的读写
- 对数据高可扩展性
NoSQL不适用场景
- 需要事务支持
- 基于sql的结构化查询存储，处理复杂的关系
下载安装
进入官网下载：https://redis.io/
使用 WinSCP+Putty 将压缩包上传至服务器（位置：/opt/redis/redis-6.2.3.tar.gz）并进行远程连接服务器
安装编译环境
yum install gcc
查看安装是否成功
gcc --version
解压
tar -zxvf redis-6.2.3.tar.gz
解压后进入目录
cd redis-6.2.3
执行make命令
make
完成安装
make install
默认安装目录：/usr/local/bin
查看默认安装目录：
redis-benchmark：性能测试工具
redis-check-aof：修复有问题的AOF文件
redis-check-rdb：修复有问题的dump.rdb文件
redis-sentinel：redis集群使用
redis-server：redis服务器启动命令
redis-cli：客户端操作入口
启动方式
前台启动（不推荐）：前台启动命令行窗口不能关闭，否则服务器停止
后台启动（推荐）
前台启动
redis-server
后台启动
1、拷贝一份 redis.conf
cp /opt/redis/redis-6.2.3/redis.conf /etc/redis.conf
2、将 /etc/reids.conf 中 daemonize no 改为 daemonize yes
3、启动
redis-server /etc/redis.conf
4、查看进程
ps -ef | grep redis
关闭 Redis
单实例关闭 redis-cli shutdown
多实例关闭，指定端口关闭 redis-cli -p 6379 shutdown
Redis相关知识
默认16个数据库，类似数组下标从0开始，默认使用0号库
使用命令 select <dbid> 来切换数据库，如：select 8
统一密码管理，所有库同样密码
dbsize 查看当前数据库的key的数量
flushdb 清空当前库
flushall 清空全部库
单线程+多路IO复用技术
多路指的是多个socket连接，复用指的是复用同一个线程
采用多路IO复用技术可以让单个线程高效地处理多个连接请求
redis的原子性
Redis的原子操作指的是不会被线程调度机制打断的操作，这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch（切换到另一个线程）
在单线程中，能够在单条指令中完成的操作都可以认为是原子操作，因为中断只能发生于指令之间
在多线程中，不能被其他线程打断的操作就叫原子操作
Redis的原子性主要得益于单线程
key操作
keys * 查看当前库所有key
exists key 判断某个key是否存在，0不存在，1存在
type key 查看key的类型
del key 删除指定key数据
unlink key 非阻塞删除，仅将key数据从keyspace元数据中删除，真正的删除会在后续异步操作
expire key 10 为指定的key设置过期时间，这里是10s
ttl key 查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已经过期
常用数据类型
常用五大数据类型
- 字符串String
- 列表List
- 集合Set
- 哈希Hash
- 有序集合Zset
String
一个Redis字符串value最多可以是512M
常用命令
set <key> <value> 添加键值对（若key存在会进行覆盖）
get <key> 查看对应键值
append <key> <value> 将给定的<value>追加到原值的末尾
strlen <key> 获得值的长度
setnx <key> <value> 只有在key不存在时，才添加键值对
incr <key> 将key中存储的数字值增1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为1
decr <key> 将key中存储的数字值减1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1
incrby/decrby <key> <步长> 将key中存储的数字值增减，自定义步长
mset <key1> <value1> <key2> <value2> ... 同时设置一个或多个键值对（覆盖）
mget <key1> <key2> <key3> ... 同时获取一个或多个value
msetnx <key1> <value1> <key2> <value2> ... 同时设置一个或多个键值对（不可覆盖，且具有原子性，有一个失败则全都失败）
getrange <key> <起始位置> <结束位置> 获取指定key的值的范围内数据（索引从0开始）
setrange <key> <起始位置> <value> 用<value>覆写指定key从<起始位置>的值
setex <key> <过期时间> <value> 设置键值对的同时，设置过期时间，单位为秒
getset <key> <value> 以旧换新，设置新值的同时获得旧值
List
首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist，即压缩列表；当数据量比较多的时候才会改成quicklist
Redis将链表和ziplist结合起来组成了quicklist，也就是将多个ziplist使用双向指针串起来使用，这样既满足了快速的插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余
按照插入顺序排序
底层是一个双向列表
常用命令
lpush/rpush <key> <value1> <value2> ... 从左边/右边插入一个或多个值
lpop/rpop <key> 从左边/右边删除一个值（值没有了key也没了）
lrange <key> <start> <stop> 从左到右按照索引下标获得元素（0左边第一个，-1右边第一个）
lindex <key> <index> 按照索引下标获得元素（从左到右）
llen <key> 获得列表长度
linsert <key> before/after <value> <newvalue> 在<value>的前面/后面插入<newvalue> 的值
lrem <key> <n> <value> 从左到右删除n个<value>
lset <key> <index> <value> 将指定key中下标为<index>的值替换为<value>
Set
Set可以自动排重
底层是一个hash表
常用命令
sadd <key> <value1> <value2> ... 将一个或多个元素添加到集合key中，已经存在的元素将被忽略
smembers <key> 取出集合的所有值
sismember <key> <value> 判断集合<key>是否含有<value>值，0没有，1有
scard <key> 返回集合的元素个数
srem <key> <value1> <value2> ... 删除集合中的一个或多个元素
spop <key> 随机从集合中吐出一个值，会从集合中删除
srandmember <key> <n> 随机从集合中取出n个值，不会从集合中删除
smove <key1> <key2> <value> 把<key1>集合中的<value>移动到<key2>集合
sinter <key1> <key2> 返回两个集合的交集元素
sunion <key1> <key2> 返回两个集合的并集元素
sdiff <key1> <key2> 返回两个集合的差集元素
Hash
Hash类型对应的数据结构是两种：ziplist（压缩列表）、hashtable（哈希表）
当field-value长度较短且个数较少时使用ziplist，否则使用hashtable
Hash特别适合存储对象，类似Java中的Map<String, Object>
常用命令
hset <key> <field> <value> 给哈希表<key>的<field>键赋值为<value>（覆盖）
hget <key> <field> 从哈希表<key>的<field>取出value
hmset <key> <field1> <value1> <field2> <value2> ... 批量设置值
hexists <key> <field> 查看哈希表<key>中，给定域field是否存在
hkeys <key> 列出该hash集合的所有field
hvals <key> 列出该hash集合的所有value
hincrby <key> <field> <increment> 为哈希表<key>中的域<field>的值加上<increment>
hsetnx <key> <field> <value> 将哈希表<key>中的域<field>的值设为<value>（不可覆盖）
Zset
Zset的底层使用了两个数据结构：
- hash，hash的作用就是关联元素value和权重score，保障元素value的唯一性，可以通过元素value找到对应的score值
- 跳跃表，跳跃表的目的是给元素value排序，根据score的范围获取元素的列表
有序集合和普通集合非常相似，是一个没有重复元素的集合
有序集合的每个成员都关联了一个评分（score），这个评分（score）被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但评分（score）可以是重复的
常用命令
zadd <key> <score1> <value2> <score2> <value2> ... 将一个或多个元素及其score值加入到有序集合中
zrange <key> <start> <stop> [withscores] 返回有序集合<key>中下标在<start><stop>之间的元素，带WITHSCORES可以返回元素和评分（0分数最小，-1分数最大）
zrangebyscore <key> <min> <max> [withscores] 返回有序集合<key>中score值介于<min>和<max>之间的成员（包括等于min或max的成员），按score值从小到大次序排列
zrevrangebyscore <key> <max> <min> [withscores] 同上，改为从大到小次序排列
zincrby <key> <increment> <value> 为元素的score加上<increment>
zrem <key> <value> 删除有序集合指定<value>元素
zcount <key> <min> <max> 统计有序集合score值介于<min><max>之间的的元素个数
zrank <key> <value> 返回该值在集合中的排名，从0开始
Redis新数据类型
Bitmaps
Bitmaps本身并不是一种数据类型，实际上它就是字符串，但它可以对字符串的位进行操作
Bitmaps单独提供了一套命令，可以把Bitmaps想象成为一个以位为单位的数组，数组的每个单元只能存储0和1，数组的下标叫做偏移量
setbit <key> <offset> <value> 设置Bitmaps中<offset>偏移量的值（0或1）
getbit <key> <offset> 获取Bitmaps中<offset>偏移量的值
bitcount <key> 统计字符串中比特值为1的数量
bitcount <key> <start> <end> 统计字符串从<start>字节到<end>字节中比特值为1的数量
bitop and/or/not/xor <destinationKey> <key1> <key2> ... 做多个Bitmaps的and（交集）、or（并集）、not（非）、xor（异或）操作并将结果保存在<destinationKey>中
每个独立用户是否访问过网站存放在Bitmaps中，将访问的用户记作1，没有访问的用户记作0，用偏移量作为用户的id
将key设置为类似 users:20210509 格式可以记录每天访问网站的记录
HyperLogLog
HyperLogLog是用来做基数统计的算法，优点是输入元素的数量或者体积非常大时，计算基数所需的空间总是固定的、并且是很小的
每个HyperLogLog键只需花费12KB内存
但是HyperLogLog只会根据输入元素来计算基数，而不会存储输入元素本身
基数不包含重复元素，基数是不重复元素的个数
常用命令
pfadd <key> <element1> <element2> ... 添加指定元素到HyperLogLog中
pfcount <key1> <keye2> ... 计算近似基数，可以计算多个近似基数
pfmerge <destinationKey> <key1> <key2> ... 将一个或多个HyperLogLog合并后的结果存储在<destinationKey>中，比如每月活跃用户可以使用每天的活跃用户来合并计算得到
Geospatial
该类型，就是元素的二维坐标，在地图上就是经纬度
常用命令
geoadd <key> <longitude> <latitude> <member> 添加地理位置，可以同时添加多个（经度，纬度，名称）
geopos <key> <member> 获取指定地区的坐标值
geodist <key> <member1> <member2> [m|km|ft|mi] 获取两个位置之间的直线距离，默认值米m、千米km、英里mi、英尺ft
georadius <key> <longitude> <latitude> <radius> [m|km|ft|mi] 以给定的经纬度为中心，找出某一半径内的元素
Redis的发布和订阅
发布者（pub）发送消息，订阅者（sub）接收消息
Redis客户端可以订阅任意数量的频道
打开一个客户端订阅 mychannel
subscribe mychannel
打开另一个客户端，给 mychannel 发布消息 hello
publish mychannel hello
此时打开第一个客户端即可看到发送的消息