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# Redis数据库入门知识点有哪些
## 一、Redis概述
### 1.1 Redis简介
Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的、基于内存的键值存储系统，由Salvatore Sanfilippo于2009年开发。它支持多种数据结构，包括字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）等，并提供了丰富的操作命令。
### 1.2 Redis的特点
- **高性能**：Redis将数据存储在内存中，读写速度极快。
- **持久化**：支持RDB和AOF两种持久化机制，确保数据安全。
- **数据结构丰富**：支持多种数据结构，满足不同场景需求。
- **原子性操作**：所有操作都是原子性的，支持事务。
- **高可用性**：通过主从复制和哨兵模式实现高可用。
- **分布式**：支持集群模式，实现数据的分布式存储。
### 1.3 Redis的应用场景
- **缓存**：作为缓存层，减轻数据库压力。
- **会话存储**：存储用户会话信息。
- **排行榜**：利用有序集合实现实时排行榜。
- **消息队列**：利用列表或发布/订阅模式实现消息队列。
- **计数器**：利用原子性操作实现计数器功能。
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## 二、Redis的安装与配置
### 2.1 安装Redis
Redis支持多种操作系统，包括Linux、macOS和Windows（通过WSL或Docker）。
#### Linux安装示例（Ubuntu）
```bash
sudo apt update
sudo apt install redis-server
brew install redis
建议使用Docker或WSL运行Redis。
redis-server
Redis的配置文件通常位于/etc/redis/redis.conf（Linux）或/usr/local/etc/redis.conf（macOS）。常用配置项包括：
- bind：绑定IP地址。
- port：监听端口（默认6379）。
- daemonize：是否以守护进程运行。
- requirepass：设置密码。
- maxmemory：最大内存限制。
字符串是Redis最基本的数据类型，可以存储文本、数字或二进制数据。
SET key value：设置键值对。GET key：获取键对应的值。INCR key：将键的值加1。DECR key：将键的值减1。APPEND key value：追加值到键的末尾。SET name "Redis"
GET name # 输出 "Redis"
INCR counter
GET counter # 输出 1
哈希是一个键值对集合，适合存储对象。
HSET key field value：设置哈希字段的值。HGET key field：获取哈希字段的值。HGETALL key：获取所有字段和值。HDEL key field：删除哈希字段。HSET user:id:1 name "Alice" age 30
HGET user:id:1 name # 输出 "Alice"
HGETALL user:id:1 # 输出 name "Alice" age "30"
列表是一个有序的字符串集合，支持从头部或尾部插入和删除元素。
LPUSH key value：从头部插入元素。RPUSH key value：从尾部插入元素。LPOP key：从头部弹出元素。RPOP key：从尾部弹出元素。LRANGE key start stop：获取指定范围的元素。LPUSH mylist "world"
LPUSH mylist "hello"
LRANGE mylist 0 -1 # 输出 "hello" "world"
集合是一个无序的字符串集合，元素唯一。
SADD key member：添加元素到集合。SMEMBERS key：获取集合所有元素。SISMEMBER key member：检查元素是否在集合中。SREM key member：删除集合中的元素。SADD myset "apple"
SADD myset "banana"
SMEMBERS myset # 输出 "apple" "banana"
有序集合是一个有序的字符串集合，每个元素关联一个分数（score），用于排序。
ZADD key score member：添加元素到有序集合。ZRANGE key start stop：获取指定范围的元素。ZREVRANGE key start stop：按分数降序获取元素。ZREM key member：删除有序集合中的元素。ZADD leaderboard 100 "Alice"
ZADD leaderboard 200 "Bob"
ZRANGE leaderboard 0 -1 # 输出 "Alice" "Bob"
RDB（Redis Database）是Redis的默认持久化方式，通过快照（snapshot）将数据保存到磁盘。
save 900 1 # 900秒内至少有1个键被修改时触发快照
save 300 10
save 60 10000
AOF（Append Only File）通过记录所有写操作命令实现持久化。
appendonly yes
appendfsync everysec # 每秒同步一次
Redis的事务通过MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH命令实现。事务中的命令会按顺序执行，且不会被其他客户端打断。
MULTI
SET key1 "value1"
SET key2 "value2"
EXEC
Redis支持主从复制，主节点（Master）负责写操作，从节点（Slave）负责读操作和数据同步。
# 从节点配置
slaveof <master-ip> <master-port>
哨兵（Sentinel）用于监控主从节点的健康状态，并在主节点故障时自动选举新的主节点。
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
Redis集群通过分片（Sharding）实现数据的分布式存储，支持水平扩展。
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
Redis提供了redis-cli命令行工具，用于与Redis服务器交互。
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
Redis支持多种编程语言的客户端库，如：
- Python：redis-py
- Java：Jedis、Lettuce
- Node.js：ioredis
- Go：go-redis
import redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379)
r.set('name', 'Redis')
print(r.get('name'))
MSET、MGET等批量命令减少网络开销。INFO命令查看服务器状态。RedisInsight、Grafana等。问题：大量请求查询不存在的键，导致数据库压力过大。
解决方案：
- 使用布隆过滤器（Bloom Filter）过滤无效请求。
- 缓存空值（SET key null）。
问题：大量缓存同时失效，导致数据库压力激增。 解决方案： - 设置不同的过期时间。 - 使用熔断机制（如Hystrix）。
问题：热点键失效后，大量请求直接访问数据库。
解决方案：
- 使用互斥锁（SETNX）防止并发重建缓存。
- 设置永不过期的热点键。
Redis是一个功能强大、性能优异的内存数据库，广泛应用于缓存、会话存储、消息队列等场景。通过掌握其数据结构、持久化、事务和高可用等核心知识点，可以充分发挥Redis的优势，为应用系统提供高效的数据存储和访问服务。 “`
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